考研遥感专业课真题与课后题答案解析第一套真题答案遥感：是20世纪60年代发展起来的对地观测的综合性探测技术，有广义理解和狭义理解；广义理解：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等探测；狭义理解：利用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示目标物的特征性质和动态变化的综合性探测技术。遥感平台：搭载传感器的工具，按高度分类，可以分为地面平台、航空平台和航天平台。大气窗口：指电磁波通过大气层时较少被反射、散射和吸收的，透过率较高的波段。反射波谱：指地物反射率随波长的变化规律，通常用平面坐标曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率，同一物体的波谱曲线反映出不同波段的不同反射率，将此与遥感传感器的对应波段接收的辐射数据相对照，可以得到遥感数据与对应地物的识别规律。太阳同步轨道：卫星轨道面与太阳和地球连线之间在黄道面内的夹角，不随地球绕太阳公转而改变，该轨道叫BIL格式：逐行按波段次序排列的格式。波谱分辨率：指卫星传感器获取目标物的辐射波谱信号时，能分辨的最小波长间隔，间隔越小，分辨率越高。米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射，这种散射主要由大气中的微粒引起，例如气溶胶、小水滴。散射强度与波长的二次方成反比，并且向前散射强度大于向后散射强度，具有明显的方向性。合成孔径雷达：指利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨力的雷达。SAR的方位分辨力与距离无关，只与天线的孔径有关。天线孔径愈小，方位分辨力愈高。图像锐化：又叫图像增强，是增强图像中的高频成分，突出图像的边缘信息，提高图像细节的反差，图像锐化处理有空间域与频率域处理两种。1、 黑体辐射的特性。（1） 与曲线下面积成正比的总辐射出射度是随温度的增加而迅速增加，满足斯忒潘-波尔兹曼定律，即黑体总的辐射出射度与温度四次方成正比,作用：对于一般物体来讲，传感器探测到的辐射能后就可以用此公式大致推算出物体的总辐射能量或绝对温度。热红外遥感就是利用这一原理探测识别目标地物的；（2） 辐射峰波长随温度的增加向波长短的方向移动，满足维恩位移定律，即。作用：如果知道了某物体温度，可以推算出它的辐射峰波长，在遥感技术上，常利用这种方法选择遥感器和确定目标物进行热红外遥感的最佳波段。（3） 每根曲线不相交，故温度越高所有波长对应的辐射出射度越大。作用：在微波波段黑体的微波辐射亮度与温度的一次方成正比。2、 根据散射原理，阐述晴朗的天空呈蓝色以及清晨天空呈红色的原因。瑞利散射的条件是大气中的粒子的直径比辐射的波长小的多时发生的散射，主要是有大气分子或原子引起，它对可见光波段影响非常明显，散射强度与波长的四次方成反比，波长越短，散射越厉害。在晴朗的白天，蓝光波段比较短，散射最厉害，使其四面八方的散射，其他波段较长，散射相比较弱，所以天空为蓝色；在早晨，由于太阳高度角小，阳光经过的大气厚度大于垂直辐射，所以在漫长的散射过程中，蓝波段被散射殆尽，而绿波段波长叫长，把部分散射掉，只有波长最长的红光散射最弱，透过大气最多，所以天空为红色。3、 简述物体对电磁波的反射的三种方法。镜面反射：地物反射满足反射定律，入射波与反射波在同一平面，入射角等于反射角，反射分量相位相干，振幅变化小，有极化。当镜面反射时，如果入射光为平行光，只能在反射波射出的方向上才能探测到能量，其他方向没有，对于可见光而言，其他方向为黑色；自然界中的镜面很少。漫反射：无论入射方向如何，其反射方向四面八方，各个方向的辐射亮度相同；反射分量相位即振幅变化没有规律，没有极化；自然界中漫反射面很少；方向反射：该反射介于上述两个理想模型之间。当入射辐照度一样时，对于不同的入射方位角和天顶角与不同的反射观测角和方位角，反射辐射亮度不同。自然界大部分物体都符合方向反射。4、 真实空间侧视雷达的分辨率包括哪两种？说出提高分辨率的方法。距离分辨率：在垂直于航向上，能分辨两个物体的最小单元。，其中为距离分辨率，为脉冲宽度，为视角，c 为波速。方位分辨率：沿着航向上，能分辨两目标物的最小距离。,其中为方位分辨率，为发射波长，为孔径长度，为雷达距地物距离。从距离分辨率公式看，与距离无关，与脉冲宽度有关，可以采用脉冲压缩技术；从方位分辨率公式看，与波长、孔径尺度、距离有关，可以采用脉冲压缩技术和合成孔径雷达技术，提高方位分辨率5、导致遥感图像几何形变的因素(1)遥感平台位置和运动形态的变化的影响,其中包括外部形态和内部形态两种外部形态如航高航速翻转俯仰偏航,内部形态有传感器的影响(2)大气层的折射,是辐射不是直线,而是曲线,导致像点位移(3)地面高度,由于地面高度的影响,是原来在地面上的像点被同一位置某高点代替,是像点发生位移(4)地球曲率变化的影响,是像点位移和象元大小对应不同地面宽度大小(5)地球自转的影响,是影像发生形变6、监督分类的思想首先根据已知的样本类别和类别的先验知识,确定判别函数和相应的判别准则,其中利用一定数量的已知类别的样本的观测值求解待定的参数,然后将位置类别的样本的观测值代入判别函数,再依据判别准则对该样本的类别属性做出相应的判别7、图像融合及举例说明意义图像融合就是对多种遥感平台、多时相遥感数据以及遥感数据与非遥感数据之间的数据组合匹配技术，该方法发挥了各种遥感数据源的优势互补，弥补其中某一种遥感数据的不足之处，提高了遥感数据的应用性，在仅用遥感数据难以解决问题的情况下，引入非遥感数据的辅助，可进行更深入的分析，也为下一步地理信息系统打下基础。以spot图像和TM图像为例，TM图像有7个波段，波谱信息丰富，而spot图像没有，但spot图像全色波段的空间分辨率比TM图像的全色和多光谱空间分辨率高，将这两种图像融合，不仅具有丰富的光谱信息，而且有很高的空间分辨率。8、最小值去除法的思想直方图指以统计图的形式表示图像亮度值和象元数之间的关系，在二维坐标系中，横坐标表示象元的亮度值，纵坐标表示每一亮度值或亮度间隔的象元数占总象元数的百分之，从直方图中可以找到一幅图像的最小亮度值。在一幅遥感图像中总可以找到某种或某几种地物，其辐射亮度或反射率为0，例如地面起伏的山区的阴影面，反射率极低的深海水，在这些的象元值应该为0，但实测表明，这些象元值不为0，这个值就是大气散射引起的程辐射值，通过直方图，可以得到该程辐射值，将每个波段象元值减去该最小值，改善亮度值范围，提高对比度，提高图像质量9、植物波谱特性植物反射波谱特性规律性明显而独特，可以分为三个波段，在可见光（0.4-0.76um）有一个小的反射峰，位于0.55um处，在其两侧有两个吸收谷，位于0.45um和0.67um处。主要是由于叶绿素的影响，叶绿素对蓝光和红光的吸收率较高，对绿光的反射率较低。在近红外波段0.7-0.8um处有一个反射陡坡，在1.1um处有一个峰值，这是植被特有的，主要是由于植被叶细胞对该波段具有较高的反射率；在中红外波段1.3-2.5um处，由于植被含水量的影响，对该波段具有较高的吸收率，大大减少反射率，在1.45um、1.95um、2.7um处有三个吸收带，形成波谷。由于TM4波段是近红外波段，对植被具有较高的反射率，在赋予红色后，红色在该图像上的比例最大，图像呈现红色，其他两个波段反射率相对而言较低，赋予绿蓝后，比例较少，不是很明显。第二套真题答案辐射亮度：假设有一辐射源是面状的，向外辐射的强度随辐射的方向不同而不同，则辐射亮度L定义为辐射源在某一方向上，单位投影表面，单位立体角的辐射通量。激光雷达：用激光器作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备,工作在红外和可见光波段。太阳天顶角：太阳入射光线与地面垂线方向构成的夹角，与太阳高度角之和为90。高光谱遥感：是高光谱分辨率遥感的简称，它是在电磁波普的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。其成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息。主成分分析：对某一多光谱图像X，利用K-L变换矩阵A进行线性组合，产生了一组新的多光谱图像Y。Y=AX,从几何意义上看，变换后的主分量空间坐标系与变化前的多光谱坐标系相比旋转了一个角度，而且新坐标系的坐标轴一定指向数据信息量大的方向。（一种除去波段之间的多余信息，将多波段的图像压缩到比原来波段更有效的少数几个转换波段的方法）低通滤波：用滤波方法将频率域中一定范围的高频成分滤掉，而保留其低频成分已达到平滑图像的目的。1、 雷达距离向分辨率和方位向分辨率的特点和影响两种分辨率的因素。2、 在热红外遥感影像中，水体、草地、金属屋顶在白天和夜晚有何特点。水体与道路：（白天）水体为暗色调，由于水体具有良好的传热性；道路呈现灰色或白色，由于构成道路的水泥、沥青等建筑材料在白天接收大量太阳能并迅速转换为辐射能。 （午夜）水体为灰色或灰白色，这是由于水体热容量大、散热慢；道路由于散热快显为暗色调；树林与草地：（白天）树林为灰色至黑色，主要由于树叶表面存在水汽蒸腾降低树叶表面温度，使树叶温度比裸露地面温度低； （夜晚）树林由于覆盖下的地面辐射使树冠增温，呈灰色调或灰色；草地为黑色或暗灰色调，因为夜间草类很快散发热能而冷却；土壤与岩石：（夜晚）岩石白天受太阳暴晒，在夜间的热红外像片上成为浅灰色；土壤由于含水量不同而不同，当含水量高时为灰色或灰白色，由于水体热容量大的缘故，含水量低时为暗灰色或深灰色。金属：由于发射率低其辐射能量低，所以先暗灰色。3、 在不同季节运用Landsat TM对同一目标（以戈壁滩为例）进行观测，在可见光近红外波段观测的反射率会不会所变化？影响反射率的主要因素有哪些？实质让回答影响反射率的因素！4、 遥感影像几何精纠正的步骤和影响几何精纠正的因素。输出纠正数字图像像元的灰度重采样像元几何位置变换确定输出影像范围建立纠正变换函数输入原始数字图像准备工作（1） 准备工作。包括影像数据、地图资料、大地测量成果、仪器参数的收集和分析，所需控制点的选择和量测等。如果影像为胶片影像，需要将其数字化。（2） 原始数字影像输入。按规定的格式将遥感数字影像用专门的程序读入计算机。（3） 建立纠正变换函数。纠正变换函数用来建立影像坐标与地图坐标间的数学关系，可以利用数学模型构成。（4） 确定输出影像范围。输出影像范围定义不恰当时，会造成纠正后的影像未被全部包括或输出影像空白过多，所以需要定义合适的范围。（5） 像元几何位置变换。利用纠正变换函数把原始的数字影像逐个像元地变换到输出影像相应的位置上，通常采用反解法进行纠正。（6） 像元的灰度重采样。可以采用最邻近像元法、双线性内插法和三次卷积法进行重采样。（7） 输出纠正数字影像。经过逐个像元的几何位置变换和灰度重采样得到的输出影像数据按需要的格式写入纠正后的输出影像文件。影像几何纠正的因素：（1） 地面控制点的位置、数量和选择；（2）5、 简述造成遥感数据辐射畸变的因素。（1） 传感器本身的性能引起的辐射误差；例如多个检测器之间灵敏度存在差异，以及仪器系统工作时产生的误差，导致接收的图像不均匀，产生条纹和“噪声”。（2） 地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差；由于太阳高度角的影响，在图像上会产生阴影，阴影会覆盖阴坡地物，对图像的定量分析和自动识别产生影响；地形坡度的地面，对进入传感器的太阳光线的辐射亮度有影响。（3） 大气的散射和吸收引起的辐射误差；主要是因为大气吸收和散射目标