遙感導(dǎo)論。簡答

2024年3月23日發(fā)(作者：中職教師)

1.

遙感系統(tǒng)包括：被測目標(biāo)的信息特征、信息獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信 息的應(yīng)用。

2.

遙感的特點(diǎn)：①大面積的同步觀測；②時(shí)效性；③數(shù)據(jù)的綜合性和可比性；④經(jīng)濟(jì)性， 投入少、收益高；

⑤局限性，遙感所利用的電磁波有限。

3.

電磁波的性質(zhì)：①橫波；②在真空中以光速傳播；③滿足

f*

入

=c

,

E=h*f

。

E

為能量，單

位

J

;

h

為普朗克常數(shù)，

h=6.626X 10

(

-34

)

J/s

；

f

為頻率；入為波長；

c

為光速，

c=3X 10

(

8

)

m/s

。④電磁波具有波粒二象性，即具有波動性和粒子性。

因?yàn)樗{(lán)色波長短，散射強(qiáng)度較大，因此藍(lán)光向四面八方散射,

使整個(gè)天空蔚藍(lán)，使太陽輻射傳播方向的藍(lán)光被大大削弱。

4.

無云的天空呈現(xiàn)藍(lán)色的原因：

5.

朝霞和夕陽呈現(xiàn)橘紅色的原因：日出和日落時(shí)，太陽高度角小，陽光斜射

在過長的傳播

波長次短的

散射最弱，透過大氣最多，加上剩余的極

地面，通過的大 氣層比陽光直射時(shí)要厚得多，

中，波長最短的藍(lán)光幾乎被散射掉，

綠光也大部分被散射掉， 只剩下波長最長的紅光，

少量綠光，最后合成呈現(xiàn)橘紅色。

6.

云層呈白色的原因：云、霧粒子中水滴的直徑比波長大得多，對可見光中各個(gè)波長的光散

射強(qiáng)度相同，所以人們看到云霧呈白色。

7.

紅外輻射影響

大氣散射的三種類型：①瑞利散射，是當(dāng)大氣中粒子的直徑比

波長小得多時(shí)發(fā)生的散射， 特點(diǎn)是散射強(qiáng)度與波長的四次方成反比， 即波長越長，散射越弱。瑞利散射對

較小，對可見光影響很大。 ②米氏散射，是當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當(dāng)時(shí)發(fā)生的 散射，由大氣中

的微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起。特點(diǎn)是散射強(qiáng)度與波長的二 次方成反比，散射在光線向前方

向比向后方向更強(qiáng)，方向性比較明顯。

大氣中粒子的直徑比波長大得多時(shí)發(fā)生的散射，

擇性散射條件下的波段中，任何波長的散射強(qiáng)度相同。

③無選擇性散射，當(dāng)

特點(diǎn)是散射強(qiáng)度與波長無關(guān)，即在符合無選

8.

能力強(qiáng)， 因而稱其具

有穿云透霧的能力。

微波為什么具有穿云透霧的能力：微波波長比粒子的直徑大得多，屬于

波長越長散射強(qiáng)度越小， 所以微波透射瑞利散射的類型， 散射強(qiáng)度與波長四次方成反比，

9.

電磁波穿過大氣層時(shí)，會發(fā)生吸收、散射和折射等現(xiàn)象。

10.

要光譜段有：①

0.3~1.3

卩

m

,即紫外、可見光、近紅外段；②

和

2.0~3.5

卩

m

,即近、中紅外波段；③

波段；⑤

0.8~2.5 cm,

即微波波段。

大氣窗口的主

1.5~1.8

卩

m

3.5~5.5

卩

m

,即中紅外波段；④

8~14

卩

m

,即遠(yuǎn)紅外

11.

物體的反射狀況有三種：鏡面反射、漫反射、實(shí)際物體反射。

12.

植被反射波譜曲線的光譜特征：①可見光波段(

0.4~0.76

卩

m

)有一個(gè)小的反射峰，

0.55

卩

m

綠處，兩側(cè)

0.45

卩

m

藍(lán)和

0.67

卩

m

紅有兩個(gè)吸收帶，這是由于葉綠素對藍(lán)光和紅光吸

收作用強(qiáng)，對綠光反射作用強(qiáng)。②近紅外波段(

0.7~0.8

卩

m

)有一反射陡坡，至

1.1

卩

m

附

近有峰值，形成植被的獨(dú)有特征，這是由于植被葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響， 除了吸收和透射的部分，

吸收率大增， 形成的高反射率。③在中紅外波段（

1.3~2.5

卩

m

）受到綠色植物含水量的影響，

反射率大大下降，以

1.45

卩

m

、

1.95

卩

m

和

2.7

卩

m

為中心是水的吸收帶，形成低谷。

13?

水體反射波譜曲線的光譜特征：水體反射主要在藍(lán)綠色波段，其他波段吸收都很強(qiáng)，到 了近紅外波段，

吸收就更強(qiáng)。所以，在遙感影像上，近紅外影響上水體呈黑色。水中含泥沙 時(shí)，由于泥沙散射，可見光波段

反射率會增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。水中含葉綠素時(shí)，近紅 外波段明顯抬升。

14.

氣象衛(wèi)星的特點(diǎn)：①氣象衛(wèi)星的軌道分為高軌和低軌；②短周期重復(fù)觀測；③成像面積 大，有利于獲得

宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)處理容量；④資料來源連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低。

15.

攝影機(jī)包括：分幅式攝影機(jī)、全景攝影機(jī)、多光譜攝影機(jī)和數(shù)碼攝影機(jī)。

16.

中心投影與垂直投影的區(qū)別：①投影距離的影響，垂直投影圖像的縮小和放大與投影距

離無關(guān)，并有統(tǒng)一的比例尺；中心投影則受投影距離影響，像片比例尺與平臺高度和焦距有 關(guān)。②投影面傾

斜的影響，當(dāng)投影面傾斜時(shí)， 垂直投影的影響比例尺有所放大，像點(diǎn)相對位

置保持不變，但像點(diǎn)與地面點(diǎn)相比， 比例有所夸大；中心投影像片上像點(diǎn)的比例關(guān)系有顯著 變化，各點(diǎn)的相

對位置和形狀不再保持原來的樣子，地面上

AO=BO

，而像片上的

ao

>

bo

。

③地形起伏的影響， 垂直投影時(shí)，隨地面起伏變化，投影點(diǎn)之間的距離與地面實(shí)際水平距離 成比例縮小，相

對位置不變；中心投影時(shí)，地面起伏越大，像上投影點(diǎn)水平位置的位移量就 越大，產(chǎn)生投影誤差。

17.

攝影像片的幾何特征：根據(jù)攝影機(jī)主光軸與地面的關(guān)系，可分為垂直攝影和傾斜攝影。

18.

掃描成像的成像方式有三種：光機(jī)掃描成像、固體自掃描成像和高光譜成像光譜掃描。

19.

微波遙感的特點(diǎn)：①能全天候、全天時(shí)工作；②對某些地物具有特殊的波譜特征；③對 冰、雪、森林、

土壤等具有一定穿透能力；④對海洋遙感具有特殊意義；⑤分辨率較低，但 特性明顯。

20.

微波遙感分為：主動微波遙感、被動微波遙感。

21.

通過遙感所獲取的信息有：目標(biāo)地物的大小、形狀及空間分布特點(diǎn)；目標(biāo)地物的屬性特 點(diǎn)；目標(biāo)地物的

變化動態(tài)特點(diǎn)。

22.

遙感圖像的三方面特征：幾何特征、物理特征和時(shí)間特征，其表現(xiàn)參數(shù)即為空間分辨率、 光譜分辨率、

輻射分辨率和時(shí)間分辨率。

23.

顏色的性質(zhì)：由明度、色調(diào)、飽和度來描述。①明度，即人眼對光源或物體明亮程度的 感覺，物體反射

率越高，明度就越高，亮度越大，明度越高。②色調(diào)，即色彩彼此互相區(qū)分 的特性。③飽和度，即彩色純潔

的程度，就是光譜中波長段是否窄、頻率是否單一的表示。

24.

數(shù)字量與模擬量的本質(zhì)區(qū)別：模擬量是連續(xù)變量而數(shù)字量是離散變量。

25.

大氣影響的粗略校正原理：糾正程輻射度，從而改善圖像質(zhì)量。方法有一一①直方圖最 小值去除法。直

方圖以統(tǒng)計(jì)圖的形式表示圖像亮度值與像元數(shù)之間的關(guān)系；②回歸分析法。

找紅外波段一找待校正波段一作二維光譜空間一回歸分析一值減去

b

（截距）。即將波段

b

中每個(gè)像元的亮度值減去

a

,來改善圖像，去掉程輻射，然后依次完成其它較長波段的校正。

26.

幾何校正原理及流程：確定校正后圖像的行列數(shù)值，然后找到新圖像中每一像元的亮度

值。具體步驟一一①用已知數(shù)據(jù)來建立模型；

點(diǎn)亮度值之間。

②計(jì)算每一點(diǎn)的亮度值， 新點(diǎn)的亮度值介于鄰

控制點(diǎn)的選取：①數(shù)目確定，控制點(diǎn)數(shù)目的最低限是按未知系數(shù)的多少來確定的；

點(diǎn)的最少數(shù)目來校正圖像，

最低數(shù)很多。②選取原則，控制點(diǎn)的選擇要以配準(zhǔn)對象為依據(jù)。

做地面控制點(diǎn)，有時(shí)也用地圖或遙感圖像作為控制點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

建立待匹配的兩種坐標(biāo)系的對應(yīng)點(diǎn)關(guān)系。

選取控制

效果比較不好，在條件允許的情況下， 控制點(diǎn)數(shù)的選取都要大于

以地面坐標(biāo)為匹配標(biāo)準(zhǔn)的叫

無論用哪一種坐標(biāo)系， 關(guān)鍵在于

27.

幾何校正計(jì)算亮度值的方法有三種：最近鄰法、雙向線性內(nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。

28?

非線性變換的意義：包括指數(shù)變換和對數(shù)變換。①指數(shù)變換的意義一一在亮度值較高的 部分?jǐn)U大亮度間

隔， 屬于拉伸；在亮度值較低部分縮小亮度間隔，

意義是在亮度值較低的部分拉伸，而在亮度值較高的部分壓縮。

屬于壓縮。②對數(shù)變換的

29.

幾何增強(qiáng)處理：平滑、銳化

30.

彩色變換包括：單波段彩色變換、多波段彩色變換、

31.

圖像運(yùn)算：差值運(yùn)算、比值運(yùn)算。

32.

多光譜變換包括：①

K-L

變換，即主成分變換，特點(diǎn)一一變換后的主分量空間坐標(biāo)系與變

換前的多光譜空間坐標(biāo)系相比旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度，

向；變換后的新波段主分量所包括的信息量不同，

新坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸指向數(shù)據(jù)信息量較大的方

呈逐漸減少趨勢，第一主分量集中了最大

HLS

變換（色調(diào)、明度、飽和度）。

的信息量，占

80

%以上。②

K-T

變換，即纓帽變換，是一種坐標(biāo)空間發(fā)生旋轉(zhuǎn)的線性變換， 旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸

指向的是與地面景物有密切關(guān)系的方向，其應(yīng)用主要針對

TM

數(shù)據(jù)和

MSS

數(shù)

據(jù)，它抓住了地面景物，特別是植被和土壤在多光譜空間中的特征，有利于擴(kuò)大陸地衛(wèi)星

TM

影像數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用。

33?

遙感圖像解譯分為兩種：目視解譯、遙感圖像計(jì)算機(jī)解譯。

34?

遙感圖像目標(biāo)地物特征：①色，目標(biāo)地物的色調(diào)、顏色和陰影；②形，目標(biāo)地物的形狀、 紋理、大小、

圖形等；③位，目標(biāo)地物分布的空間位置、相關(guān)布局等。

35?

攝影像片的特點(diǎn)：①大部分為中小比例尺像片，像片中人造地物的形狀特征與圖型結(jié)構(gòu) 清晰可辨；②絕

大部分采用中心投影方式成像；③可看到地物頂部輪廓。

36?

直接解譯標(biāo)志與間接解譯標(biāo)志：①直接判讀標(biāo)志，能夠直接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的

遙感圖像的各種特征，包括遙感攝影像片上的色調(diào)、 色彩、大小、形狀、陰影、紋理、圖型、

借助

地物及環(huán)境的關(guān)

位置等。②間接解譯標(biāo)志，能夠間接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感圖像的各種特征，

它可判斷與某地物屬性相關(guān)的其他現(xiàn)象， 包括目標(biāo)地物與其相關(guān)指示特征、

系、目標(biāo)地物與成像時(shí)間的關(guān)系，間接判讀標(biāo)志因地域和專業(yè)而異。

37?

①彩色像片上，清澈水體呈現(xiàn)藍(lán)

-

綠色，含有淤泥的水體為淺綠色。②彩色紅外像片上， 正常生長的綠色

植物呈紅色，遭受病蟲害的植物顯現(xiàn)為暗紅色， 甚至淺青色；生長正常的針

葉林呈紅色到品紅色， 枯萎的植被呈暗紅色， 即將枯死的植被呈青色； 富營養(yǎng)化的水體呈棕 褐色至暗紅

色，含有泥沙或淤泥的水體呈青色至淺藍(lán)色，

潔凈時(shí)呈深藍(lán)到暗黑色。

清潔的淺水呈青藍(lán)色， 水體很深且

披蓋綠色 ③近紅外像片上，用植物枝葉偽裝的目標(biāo)地物呈紫紅色，

偽裝物的目標(biāo)地物呈藍(lán)色，正常植被呈紅色。 ④熱紅外像片上，白天水體呈暗色調(diào)，道路呈

白天樹林呈暗灰色至灰黑 灰淺色至白色；夜晚，水體呈淺灰色至灰白色，道路呈現(xiàn)暗黑色；

色，草地呈淺灰色至灰白色；夜晚，樹林呈淺灰色調(diào)至灰白色，草地呈黑色調(diào)或暗灰色；夜 間土壤含水量高

的呈灰色或灰白色調(diào)， 含水量低的呈暗灰色或深灰色； 裸露的巖石在夜間的

熱紅外影像上呈淺灰色，玄武巖一般呈灰色至灰白色，花崗巖呈灰色至暗灰色。

最佳解譯時(shí)間：夜間的熱紅外航空像片比白天的解譯效果好，

這是因?yàn)橐归g不受太陽輻射的干擾，

外線的能力。

黎明前的熱紅外像片效果最佳，

熱紅外像片色調(diào)差異主要取決于地物的溫度和輻射熱紅

38?

目視解譯方法：指根據(jù)遙感影像目視解譯標(biāo)志和解譯經(jīng)驗(yàn)，識別目標(biāo)地物的辦法和技巧。 常用的有：直

接判讀法、對比分析法、信息符合法、綜合推理法、地理相關(guān)分析法。

39?

遙感圖像目視解譯步驟：①準(zhǔn)備工作階段一一明確解譯任務(wù)與要求；收集與分析有關(guān)資 料；選擇合適波

段與恰當(dāng)時(shí)相的遙感影像。

主要任務(wù)是掌握解譯區(qū)域特點(diǎn)，

②初步解譯與判讀區(qū)的野外考察一一初步解譯的

確立典型解譯樣本，建立目視解譯標(biāo)志，探索解譯方法，為

在野外調(diào)查中是為了 全面解譯奠定基礎(chǔ)； 在室內(nèi)初步解譯的工作重點(diǎn)是建立影像解譯標(biāo)準(zhǔn)；

建立研究區(qū)的判讀標(biāo)志。 ③室內(nèi)詳細(xì)判讀。④野外驗(yàn)證與補(bǔ)判 野外驗(yàn)證是再次到遙感影 像判讀區(qū)去實(shí)地核

實(shí)影像解譯結(jié)果。 ⑤目視解譯成果的轉(zhuǎn)繪與制圖一一手工轉(zhuǎn)繪； 在精確幾

何基礎(chǔ)的地理地圖上采用轉(zhuǎn)繪儀進(jìn)行轉(zhuǎn)繪成圖。

40?

計(jì)算機(jī)輔助遙感制圖流程：①遙感影像信息選取與數(shù)字化；②地理基礎(chǔ)底圖的選取與數(shù) 字化；③遙感影

像幾何糾正與圖像處理； ④遙感影像鑲嵌與地理基礎(chǔ)底圖拼接； ⑤地理基礎(chǔ)

底圖與遙感影像復(fù)合； ⑥符號注記圖層生成， 圖例、指北針、比例尺；⑦影像地圖圖面配置； ⑧遙感影像

地圖制作與印刷。

41.

遙感數(shù)字圖像的特點(diǎn)：①便于計(jì)算機(jī)處理與分析；②圖像信息損失低；③抽象性強(qiáng)。

42?

遙感數(shù)字圖像的類型：二值數(shù)字圖像、單波段數(shù)字圖像、彩色數(shù)字圖像、多波段數(shù)字圖 像。

43?

多波段數(shù)字圖像的存貯與分發(fā)常采用三種數(shù)據(jù)格式：①

BSQ

數(shù)據(jù)格式，一種按波段順序

依次排列的數(shù)據(jù)格式， 第一波段位居第一，第二波段位居第二…第一波段中數(shù)據(jù)依據(jù)行號順

序依次排列，每一行內(nèi)的數(shù)據(jù)按像素號順序排列。②

叉排列。③

BIL

數(shù)據(jù)格式，是逐行按波段次數(shù)排列的格式。

BIP

數(shù)據(jù)格式，每個(gè)像元按波段次序交

44?

航空像片的數(shù)字化過程：①空間采樣，確定空間采樣間距，將圖像進(jìn)行空間分割，使之 成為由多個(gè)網(wǎng)格

單元構(gòu)成的圖像， 每個(gè)格網(wǎng)分別代表一個(gè)像素點(diǎn)。 ②屬性量化，將每個(gè)像素

用有限個(gè) 點(diǎn)對應(yīng)的連續(xù)變化的亮度、顏色或者其他模擬量進(jìn)一步離散化并歸并到各個(gè)區(qū)間，

整數(shù)表示。航空像片數(shù)字化一般采用均勻采樣和等距量化處理。

45?

遙感圖像計(jì)算機(jī)分類方法：統(tǒng)計(jì)分類法、結(jié)構(gòu)分類法、專家系統(tǒng)。

統(tǒng)計(jì)特征變量包括全局統(tǒng)計(jì)特征變量和局部統(tǒng)計(jì)特征變量。

遙感圖像分類的主要依據(jù)是地物的光譜特征。

遙感圖像計(jì)算機(jī)分類算法設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是地物光譜數(shù)據(jù)。

遙感圖像計(jì)算機(jī)分類的依據(jù)是遙感圖像像素的相似度，常使用距離和相關(guān)系數(shù)來衡量。

度量空間中的距離常采用：絕對值距離、歐氏距離、馬氏距離、像元

合距離、相關(guān)系數(shù)。

遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類方法包括監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。

i

到第

g

類類均值的混

46?

監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類的比較：①根本區(qū)別在于是否利用訓(xùn)練場地來獲取先驗(yàn)的類別知

識；②訓(xùn)練場地選擇是監(jiān)督分類的關(guān)鍵，

處；③非監(jiān)督分類不需要更多的先驗(yàn)知識，

且訓(xùn)練場地要求有代表性，訓(xùn)練樣本的選擇要考慮

有時(shí)這些不易做到， 這就是監(jiān)督分類不足之

它根據(jù)地物的光譜統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行分類， 分類方法

非監(jiān)督分類可取

到地物光譜特征，樣本數(shù)目要能滿足分類要求，

簡單，且具有一定的精度；④當(dāng)光譜特征類能和唯一的地物類型相對應(yīng)時(shí)，

得較好分類效果，當(dāng)兩個(gè)地物類型對應(yīng)的光譜特征類差異很小時(shí)，監(jiān)督分類效果比較好。

47?

監(jiān)督分類 包括：最小距離 分類法、多級切割 分類法、特征曲線窗口法、最大似然比 分類 法。

48?

非監(jiān)督分類包括：分級集群法、動態(tài)聚類法。

專家系統(tǒng)是利用 符號知識 來模擬人類專家行為 的計(jì)算機(jī)程序。

49. 3S

綜合應(yīng)用實(shí)例：①車輛導(dǎo)航與車輛監(jiān)控系統(tǒng)， 通過對車輛等的導(dǎo)航、 動態(tài)跟蹤、監(jiān)控、

檢查與服務(wù)等功能，來完成車輛的綜合管理與控制。在車輛導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)中，

數(shù)字圖像方式提供城市范圍內(nèi)道路與相關(guān)因子動態(tài)變化的信息，可以在

字地圖使用，也可以利用遙感圖像來及時(shí)更新道路數(shù)據(jù)庫；

事件時(shí)，可得到及時(shí)救援。②海洋漁業(yè)資源開發(fā)中，

數(shù)據(jù)可獲得大面積、準(zhǔn)實(shí)時(shí)的漁場綜合環(huán)境參數(shù)；

實(shí)時(shí)狀態(tài)。③精細(xì)農(nóng)業(yè)發(fā)展中，

間操作與田間管理的技術(shù)手段；

奠定了基礎(chǔ)。④土地研究中，

確位置等信息，同時(shí)該車輛的位置信息可通過無線集群通訊網(wǎng)接入控制中心局域網(wǎng)，

RS

技術(shù)以

GIS

中作為電子數(shù)

當(dāng)突發(fā)

GPS

提供了車輛目前所處的精

RS

技術(shù)與

GIS

綜合應(yīng)用，從海洋遙感

GPS

與

GIS

結(jié)合，

GIS

提供島嶼、暗礁、

GPS

則提供當(dāng)前船只的 洋流、主要魚群洄游路線和漁場分布范圍等信息的數(shù)字電子地圖，

GPS

和

GIS

結(jié)合提供了科學(xué)種田需要的定位和定量進(jìn)行田

RS

與

GIS

結(jié)合提供了多種數(shù)據(jù)源，為建立農(nóng)田基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫

RS

可對土地進(jìn)行資源調(diào)查和土地利用動態(tài)監(jiān)測；

GIS

包括土

GIS

對各

地管理信息系統(tǒng)、土地利用動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)和地籍管理信息系統(tǒng)；

技術(shù)進(jìn)行全球變化數(shù)據(jù)檢索與查詢、

GPS

在土地調(diào)查中進(jìn)行空

間定位。⑤全球變化研究領(lǐng)域，利用遙感技術(shù)獲取全球變化信息，時(shí)間周期很短；利用

承擔(dān)全球變化方面的各種分析、進(jìn)行相互關(guān)聯(lián)的區(qū)域要

素間的相關(guān)分析，利用地理數(shù)據(jù)庫的各種數(shù)據(jù)，預(yù)測全球變化對某一區(qū)域的演變趨勢，

種可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行模擬；利用

GPS

定位技術(shù)檢測氣候變暖導(dǎo)致的海平面上升，利用高

精度

GPS

測量地球表層的板塊運(yùn)動；⑥在其他領(lǐng)域，如環(huán)境動態(tài)監(jiān)測與環(huán)境保護(hù)；防災(zāi)減 災(zāi)救災(zāi)；城市規(guī)

劃與城市管理等。