1、给出遥感的概念,归纳遥感的特点。
1、遥感:是指应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁特性记录下来,通过分析处理,揭示出目标物的特征及其变化的的综合性探测技术。 特点:1、范围广 2、时效性 3、周期性 4、综合性 5、约束少 6、手段多、信息量大 7、经济型。
2、600x22助燃剂叙述电磁波遥感过程。
2、电磁波遥感的过程:
1、物体辐射电磁波能量 (发射辐射,反射辐射)
2、信息获取 (获取内容图像数据实况数据姿态数据)
3、信息记录与传输 (机载 星载 实时传输 非实时传输)
4、数据处理 (预处理 增强 变换 识别 分类)
5、判读和应用(判读 分析 制图 评价 应用)
3、叙述遥感技术发展的趋势。
遥感平台:航空-航天-多层面
空间分辨率:单一(低)分辨率-多(高)分辨率-影像金字塔 光谱分辨率:多光谱-高光谱(成像光谱仪)
时相:单时相-多时相-任意时相(小卫星)
立体:邻轨立体-同轨立体-INSAR
合成氨工艺流程
影像处理:光学处理-数字处理(数据压缩、影相融合)
信息提取:目视判读-自动分类-专家系统
影像分析:定性-定量
软件:人机对话-视窗式-智能化、构件式、集成化
总结:遥感的发展趋势是从一源到多源,从宏观到微观,从静态到动态,从定性到定量,从目视到自动,从单一到集成,从地球到星球。
4、测定地物波谱特性曲线的意义。简述地物波谱特性测定的原理。(提醒地物波谱包括发射波谱和反射波谱) 光端机箱意义:(1)根据黑体辐射波谱曲线第一特性,传感器可以检测到地物的辐射能后,可概略算出物体的总辐射能量或绝对温度,这就是热红外遥感探测和识别目标物的机理。
(2)根据黑体辐射波谱曲线第二特性,可以推算出地物所辐射的波段,根据此原理选择遥感器和确定对目标物进行热红外遥感的最佳波段。
(3)根据黑体辐射波谱曲线第三特性,可以计算微波辐射亮度。
(4)正因为不同地物在不同波段有不同的反射率这一特性,物体的反射波谱特性曲线才作为判读和分类的物理基础,广泛地应用于遥感影像的分析和评价中。
疑难件
原理:各种地物发射辐射电磁波的特性可以通过间接测试各种地物反射辐射电磁波的特性得到。因此,地物波谱特性通常都是用地物反射辐射电磁波的特性来描述。即在给定波段范围内,某地物的电磁波反射率的变化规律。地物波谱特征测定的原理,用光谱测定仪器分别探测地物和标准板,测量记录和计算地物对每个波段的反射率。其反射率的变化规律即为该地物的波谱特性。
5、叙述沙土、植被和水体的光谱反射率随波长变化的一般规律。
沙土:自然状态下,土壤表面反射率没有明显的峰值和谷值。土壤反射波谱特性曲线较平缓,因此在不同光谱波段的遥感影像上,土壤的亮度区别不明显。沙漠的反射率,在橙光0.6微米附近有峰值。但这长波范围里比雪的反射率要高。
植被:由于植物均进行光合作用,所以各类绿植物具有很像似的反射波谱特性。其特征在可见光波段0.5微米附近,有反射率为10%-20%的一个波峰。其两侧0.45微米蓝光和0.67微米的红光有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素的影响造成的。叶绿素对蓝光和红光吸吸收作用强,而对绿反射作用强。在近红外波段0.8到1.0微米间,有一个反射的陡坡,至1.1微米附近有一峰值,形成植被的独有特征。这是由于受到植被叶的细胞结构的影
响,电磁波除了被吸收和透射的部分,其余形成高的反射。在中红外波段1.3到2.5微米,由于受到绿植物含水量的影响。被吸收的电磁波增加,则发生反射的电磁波减少。特别是以1.45微米1.95米和2.7米为中心,是水的吸收带形成低谷。
水体:水体的反射主要在蓝绿光波段,其他波段吸收率很强,特别是近红外、中红外波段有很强的吸收带。反射率几乎为零,因此,在遥感中常用近红外波段确定水体的位置和轮廓,在此波段的黑白正片上水体的调很黑,与周围的植被和土壤有明显的反差,很容易识别和判读。但是当水中含有其他物质时,反射波谱曲线会发生变化,水含泥沙时,由于泥沙的散射作用,可见光波段反射率会增加,峰值出现在黄红区。
6、地物波谱反射率有哪些主要的因素影响?
(1) 太阳位置,主要指太阳高度角和方位角。
(2) 测定仪器位置,指观测角和方位角。
(3) 地理位置、地形、季节等会引起太阳高度角和方位角不同。
(4) 气候变化、大气状况、地面水热变化、地物本身变异都会引起反射率变化。
7、什么是波谱响应?它在遥感中有什么意义?
波谱响应:到达传感器端的各种辐射能量通过光/电信号转换器 以及模/数(A/D)转换器转换成影像数字信号的过程。
意义:用传感器对地面物体所测得的光谱响应常能分辨出它们的类型和条件,既区分同类型不同个体的地物条件。同时,光谱响应标志是具有可变性的。
8、参比数据在遥感应用中有什么意义?如何获取参比数据?
意义:1帮助遥感数据的分析和解译; 2校准传感器;3验证遥感数据所提取的信息。
如何获取参比数据:1.各种专题地图 2.DEM 数据 3.航空遥感影 像 4.实地野外调绘。
9、何为大气窗口?简要分析形成大气窗口的原因
大气窗口:不同电磁波通过大气层后衰减的程度是不一样的,因而遥感所能够使用的电磁波是有限的。有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较少,透射率较高,对遥感十分有利。这些波段通常称为大气窗口。
原因:大气反射,吸收,散射的共同作用。
10、根据下图,分析传感器从大气层外探测地面物体时,传感器入瞳处接收到哪些电磁波能量?
1 地物目标反射出来的辐射能量;2 太阳发射出的能量;3 入射 到环境表面的辐射波被反射后的能量;4 各种辐射能量经大气层上 界散射后的能量
11、陆地资源遥感应用对遥感平台有何要求?说明其原因
(1)近圆形轨道:近圆形轨道可以保证在不同地区获取的影像比例尺接近一致。
(2)近极地轨道:有利于增大卫星对地面总的观测范围
(3)与太阳同步轨道:卫星轨道与太阳同步是指卫星轨道面与太阳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。
(4)可重复轨道:轨道的重复性有和于保证对地面地物或自然现象的变化作动态监测。
12、常用的传感器有哪些?说明不同传感器获取的影像特点。举出 3 个即可。(选做)
常见的传感器:摄影类型传感器、扫描成像类型传感器、雷达成像类型传感器、非影像类型传感器。
摄影类型传感器影像特点:真彩、假彩影像,但会有影像畸变。
高光谱扫描传感器影像特点:1.10nm 窄波段;2.光谱连续;3. 在 0.4 微米到 2.4 微米之间分有 200 多个波段,可得到地物的完整光谱曲线。
热红外扫描传感器的影像特点:1.地面分辨率随扫描角发生变 化,扫描影像也会发生全景畸变;2.会存在温度分辨率的问题,红外系统的噪声等效温度限制在 0.1K-0.5K 之间;3.需要保证扫描线的 正确衔接,不出现条纹影像;4.温度的变化能使热红外影像产生较 高的调差别。
13、在应用遥感影像的过程中,选择所需要遥感影像的依据是什么
1.在对获取地物大小、形状及空间分布特点(几何特征)时所依据的参数为空间分辨率;2.获取地物的属性特点(物理特征)所 依据的参数是波谱分辨率、辐射分辨率;
3.获取目标地物的动态变化特点(时间特征)的依据参数是时间分辨率。
14、典型的遥感平台有哪些?列出几种遥感平台携带的传感器有哪些? 对应的主要性能指标
典型的遥感平台:高分辨卫星系列;中分辨率卫星系列;低空遥感平台;激光雷达系统;航天飞机等。
高分辨率卫星平台:俄罗斯 Resurs-P 卫星可以获得高精度的 1m 全波段影像和 4m 的五个波段多光谱影像;拥有幅宽 25KM、光谱 分辨率 5-10nm、空间分辨率 25m 的高光谱传感器和 97-441km 超幅氧气调节阀宽,空间分辨率 12-120m 的多光谱传感器。
中分辨率卫星平台:SPOT 系列,SPOT-1/2/3 卫星搭载的传感 器为两台高分辨率可见光
成像仪,0.50-0.89 微米波段的空间分辨率为 20m,幅宽 60km,量化等级 8bit;SPOT-4 搭载两台高分辨率可 见光红外成像仪,规格与 SPOT-1/2/3 相同;SPOT-5 搭载高分辨率几何成像仪和高分辨率立体成像仪,0.50-0.89 微米波段的空间分辨 率为 10m。
低空遥感平台:小型无人机,搭载加速度计、陀螺仪、磁罗盘与气压传感器
15、叙述高、中、低的三类分辨率卫星的应用范围。大型屋面板
高分辨率:城市交通密度、建筑密度
中分辨率:作物估产、水土保持、土地利用
低分辨率:区域地理、矿产资源、海洋地质等
16、分析遥感平台和传感器发展的趋势
遥感平台发展趋势:随着科学技术的进步与全球发展的需要,遥感平台发展呈现多平台、多层次和多确度的趋势。其中,发展的趋势之一是高分辨率卫星的出现。到现在,已经发展出陆地资源卫星、高光谱卫星、雷达卫星、环境卫星、海洋卫星、气象卫星、小卫星以
及针对外星的平台等各类遥感平台。
传感器发展趋势:到目前为止,传感器的种类非常丰富,有框幅式光学相机、全景相机、数码相机,光机扫描仪、光电扫描仪、CCD 线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等,几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。成像方式从被动式遥感传感器发展到主动式遥感传感器。
17、各国政府及企业发射众多的遥感卫星,说明了什么问题?
说明各国越来越重视遥感卫星在各领域的重要性,特别是在对国防,民生的重要性。发射遥感卫星的数量够多,获取的数据足够多元化,才能对其它行业的发展提供足够的基础数据。例如:高分辨率卫星可以更快捷、更经济地获得最新地球影像微观信息,可以从大尺度范围对地球目标进行观测;还可以部分替代航空遥感,广泛应用于城市、港口、土地、森林、环境、灾害的调查,军事目标动态监测和国家级数据库的建设、更新。高分辨率卫星是发射量最多的遥感卫星种类。中分辨率卫星可用与陆地资源调查,变化监测、灾害监测。对国民经济有着极大的贡献。一个国家必须拥有自己的遥感卫星,这样国家命脉、国防安全才能掌握在自己手里,民生才能得到保障。
18、以多光谱扫描仪为例,叙述获取地面影像的过程。
采用了多光谱摆扫成像的原理,依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行逐行取样,得到目标地物的电磁辐射特性等信息,形成一定谱段的影像。