第一章
一、概念
遥感：应用探测仪器，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，揭示出物体的特征
性质及其变化的综合性探测技术。 遥感平台：装载传感器的平台。
传感器：接收、记录目标物电磁波特征的仪器。 二、填空
1.根据遥感定义，遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输和记录、信息的处理和信息的应 用五大部分。
2.遥感的分类方法很多，按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感。 3.遥感的分类方法很多，按工作方式分：主动遥感和被动遥感，成像遥感和非成像遥感。 三、简答题
作为对地观测系统，遥感与常规手段相比有什么特点？
答：①大面积同步观测：传统地面调查实施困难，工作量大，遥感观测可以不受地面阻隔等限制。
②时效性：可以短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化，传统调查，需要大量人 力物力，用几年甚至几十年时间才能获得地球上大范围地区动态变化的数据。因此，遥感大大提高了观测的 时效性。这对天气预报、火灾、水灾等的灾情监测，以及军事行动等都非常重要。
③数据的综合性和可比性：遥感获得地地物电磁波特性数据综合反映了地球上许多自然、人文信息。由于遥感 的探测波段、成像方式、成像时间、数据记录、等均可按照要求设计，使获得的数据具有同一性或相似性。 同时考虑道新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以数据具有可比性。 与传统地面调查和考察相比较， 遥感数据可以较大程度地排除人为干扰。
④经济性：遥感的费用投入与所获得的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力和时间、 具有很高的经济效益和社会效益。
⑤局限性：遥感技术所利用的电磁波有限，有待进一步开发，需要更高分辨率以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证。
第二章
一、概念
大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段成为大气窗口。
地物反射波谱曲线：地物反射波谱指地物反射率随波长的变化规律，所绘制的曲线就是地物反射波谱曲线。 二、填空
1.太阳辐射经过大气传输后，主要是反射、吸收和散射的共同影响衰减了辐射强度，剩余部分即为透过的部分。对 遥感传感器而言，只能选择透过率高的波段，才对观测有意义。 2.地物的反射波谱指地物反射率随波长的变化规律。 三、简答题
1.大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有 穿云透雾能力而可见光不能。
答：大气散射类型：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。
大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子的直径大很多，则又属于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。 2.什么是大气窗口?简述大气窗口对遥感探测的意义。
答：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段成为大气窗口。大气窗口的光谱段
主要有：0.3-1.3μm，即紫外光、可见光、近红外波段，这一波段是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段；1.5-1.8μm和2.0-3.5μm，即近、中红外波段，是白天日照条件好时扫描成像的常用波段；3.5-5.5μm，即中红外波段，该波段除了反射外，地面物体也可以自身发射热辐射能量；8-14μm，
即远红外波段，主要来自地物热辐射的能量，适于夜间成像；0.8-2.5cm，即微波波段，由于微波穿云透雾能力强，这一区间可以全天候观测，而且是主动遥感方式，如侧视雷达。
3.综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。
答：进入大气的太阳辐射会发生反射，折射，吸收，散射和投射，其中对传感器接收影响较大的是吸收和散射，辐
射入射大气层，透过大气层经地面反射后再经大气层射入传感器，而在辐射入射大气层时，一部分能量会被散射吸收，而不能到达地面，而经地面反射的能量在二次经过大气层入射传感器又会被减弱，同时大气的散射光也有一部分直接或经过地物反射进入传感器。
4.以实例分析地物反射波谱特性对于卫星遥感图像解译的作用。
答：因为太阳和地球最大辐射的对应波长分别为Q=0.48um和W=9.66um,两者相差甚远。太阳辐射主要集中在
0.3-0.5um，在紫外、可见光到近红外区段。当太阳辐射到地表后，就短波而言，地表反射的太阳辐射成为地表的主要辐射来源，而来自地球自身的辐射，几乎可以忽略不计。地球自身的辐射主要集中在长波，即6um以上的热红外区段，该区段太阳辐射的影响可以忽略不计，因此只考虑地表物体自身的热辐射。在2.5um-6um波段，即地球对太阳辐射的反射和地表物体自身的热辐射均不能忽略。由上可知，了解地物反射波普特性具有很重要的意义。地物的反射波谱指地物反射率随波长的变化规律。同一物体的波谱曲线反应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对照，可以得到遥感数据与地物的识别规律。同时，地物反射波谱曲线随不同地物不同。一般说，地物反射率随波长变化有规律可循，从而为遥感；影像的判读提供依据。
第三章
一、概念
投影误差： 中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的位移量就越大，产生投影误差。 成像光谱仪：一种几十个至几百个波段可以同时谱像合一的遥感器。
像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在像片位置上的移
动，这种现象称为像点位移。
遥感图像的空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。 遥感图像的波谱分辨率：知传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。
遥感图像的时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。 二、填空
1.根据航天遥感平台的服务内容，可以将其分为气象卫星系列、陆地卫星系列和海洋卫星系列。
2.高空间分辨率陆地卫星IKONOS使用线性阵列技术获得4个波段的4m分辨率多光谱数据和一个波段的 分辨率的全色数据。
3.中心投影与垂直投影的区别表现在三个方面所受的影响不同：投影距离的影响、投影面倾斜的影响、 地形起伏的影响。
4.陆地卫星的传感器有IKONOS、Quickbird、轨道观察3号（OrbView-3）等。 5.主要的陆地卫星系列包括：陆地卫星（Landsat）、波斯特卫星（SPOT）、中国资源一号卫星——中把地球资源卫星（CBERS）等。
6.陆地卫星（Landsat）轨道是与太阳同步的近圆形轨道，保证北半球中纬度地区获得中等太阳高度角的上午影像，且卫星通过某一地点的地方时相同。每16到18天覆盖地球一次，图像覆盖范围为185?185km。
7.固体自扫描是用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。目前常用的探测元件是电荷耦合器件CCD。
8.按照雷达的工作方式可分为成像雷达和非成像雷达。成像雷达中又可分为真实孔径侧视雷达和合成孔径侧视雷达。
9.侧视雷达的分辨力可分为距离分辨率（垂直于飞行方向）和方位分辨率（平行于飞行方向）。
10.遥感图像特表现为三个方面。即几何特征、物理特征和时间特征。这三个方面特征的表现参数为空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率。
2
11.资源1号卫星属于第一代传输型地球资源卫星，轨道是太阳同步近极地轨道，其轨道平均高度为778km，轨道重复周期为26天，该卫星1999年发射成功，寿命大于2年。
12.微波遥感采用的波长范围为1mm-1m，它可以穿透云雾和大气降水 ，测定云下目标地物发射的辐射，对地表有一定的穿透能力，具有全天候、全天时的工作能力。 三、简答题
1.中心投影有哪些特征？中心投影与垂直投影有哪些不同？
答：①投影距离的影响：垂直投影图像的缩小与放大与投影距离无关，并有统一的比例尺。
②投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大。
③地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变。
3.简述高光谱成像光谱技术。
答：在一定波长范围内，被分割的波段数愈多，即波谱取样点愈多，愈接近于连续波谱曲线，因此可以使得扫描仪
在取得目标地物图像的同时也能获得该地物的光谱组成。这种既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术，成为成像高光谱技术。 4.微波遥感具有哪些特点？ 答：①能全天候、全天时工作；
②对某些地物具有特殊的波谱特征；
③对冰、雪、森林、土壤等具有一定的穿透能力； ④对海洋具有特殊意义； ⑤分辨率较低，但特性明显。 5.分析遥感图像的特征及发展趋势。 答：【特征】
①遥感图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元，空间分辨率越高，图像质量越好；
②波谱分辨率是指传感器在接收目标辐射时能分辨的最小波长，间隔愈小，分辨率愈高，图像质量愈好； ③辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差，在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级，分辨率越高，图像质量越好；
④时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期，分辨率越高，图像质量越好。
第四章
一、概念
均值平滑：将每个像元在以其为中心的区域内取平均值来代替该像元值，以达到去掉尖锐“噪音”和平滑图像的目
的。
中值滤波：将每个像元以其为中心的区域内取中间亮度值来代替该像元值，以达到去掉尖锐“噪音”和平滑图像的
目的。
密度分割：单波段黑白遥感可按亮度分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一幅彩色图像。这种方法叫密度分割，
即按图像的密度进行分层。
假彩色合成：根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成
彩色影像，由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此这种合成叫做假彩色合成。
标准假彩色合成：当4,3,2波段被分别赋予红、绿、蓝色时，即绿波段赋蓝，红波段赋绿，红外波段赋红时，这一
合成方案被称为标准假彩色合成。
差值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减就是差值运算。
比值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相除（除数不为0）就是比值运算。 二、填空
1.HLS代表色调 、明度和饱和度。
2.在遥感光学处理过程中，利用加色法原理和减色法原理实现彩色合成。 3.数字图像的校正主要进行几何校正和辐射校正。
4.引起遥感影像变形的原因主要有遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影响、地球表面曲率的影响、大气折射的影响、地球自转的影响。
5.对比度变换是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。常用的方法有对比度线性变换和非线性变换。
6. 多光谱变换方法可通过函数变换，达到保留主要信息，降低数据量，增强或提取有用信息的目的。
7.多种信息源的复合是将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。 三、简答题
1.简述辐射校正直方图最小值去除法的基本思想。
答：在一幅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接近0，实测表明，这些位置上的像元值不
为零。这个值就应该是大气散射导致的程辐射度值。一般来说由于程辐射度主要来自米氏散射，其散射随波长的增大而减少，到红外波段也有可能接近于零。 2.数字图像增强可以进行哪些方面的处理？
答：①对比度变换，包括对比度线性变换和非线性变换；
②空间滤波，包括图像卷积运算、平滑和锐化； ③彩色变换，包括单波段彩色变换（密度分割）、多波段彩色变换和HLS变换； ④图像运算，包括差值运算和比值运算； ⑤多光谱变换，包括K-L变换和K-T变换。
3.多源信息复合主要包括哪几个方面？结合遥感与地理信息系统的发展，谈谈遥感与非遥感信息复合的重要意义。 答：多源信息复合主要包括：不同传感器的遥感数据复合和不同时相的遥感数据复合??
信息复合着重于同一区域内各遥感信息之间或遥感与非遥感信息之间的匹配复合，包括空间配准和内容复合，以便在统一的地理坐标系统下构成一组新的空间信息或合成一幅新的图像。
遥感是以不同空间、时间、波谱、辐射分辨率提供电磁波谱不同谱段的数据。由于成像原理不同和技术条件的限制，任何一个单一遥感器的遥感数据都不能全面反映目标对象的持征，也就是都有一定的应用范围和局限性。各类非遥感数据(包括地学常规手段获得的信息)也有它自身的特点和局限性。倘若将多种不同特征的数据(包括各种遥感及非遥感的)结合起来，相互取长补短，便可以发挥各自的优势、弥补各自不足、有可能更全面地反映地面目标．提供更强的信息解译能力和更可靠的分析结果。这样不仅扩大厂各数据的应用范围、而且提高了分析精度，应用效果和实用价值。例子：如遥感影像与地图复合生成影像地图——既利用了遥感影像直观、形象的丰富信息，又利用了地图的数学基础和地理要素；在地形起伏的山区，遥感图像数据与数字高程模型(DEM)的融合，不仅可以用来纠正因地形起伏所造成的图像畸变，还可以用来提高遥感对上地覆盖、森林覆盖等的分类精度。 4.引起遥感影像位置畸变的原因有哪些？
答：①遥感平台位置和运动状态变化的影响：航高、航速、俯仰、翻滚、偏航；
②地形起伏的影响：局部像点位移；
③地球表面曲率的影响：像点位置的移动、像元对应于地面宽度的不等； ④大气折射的影响——折射率改变； ⑤地球自转的影响：影像偏离。
5.利用标准假彩色影像并结合地物光谱特性，说明为什么在影像中植被呈现红色，湖泊、水库成蓝偏黑色，重盐碱地呈偏白色。
答：标准假彩色就是RGB通道对应TM4，3，2波段合成所得的图像，TM4为波长为0.76-0.90μm的近红外波段，TM3
为波长为0.63-0.69μm的红色波段，TM2为波长为0.52-0.60μm的绿色波段，在此范围内植物的反射率最高，因而呈现红色，水的反射率最低，因而呈蓝偏黑色，重盐碱地反射率居中，因而呈偏白色。
6.卫星或飞机的传感器所接收的辐射信号除了地物直接反射的信息外，还混入了其他途径来的辐射，需要作辐射校正把它们去掉。请分析有几种其他辐射进入传感器。
答：由于大气的存在，在入射方向有与入射天顶角θ和波长λ有关的透射率Tθλ；反射后，在反射方向上有与反射天顶角φ和波长λ有关的透射率Tφλ。因此进入传感器的亮度值为L1λ=(RλTφλ/π)EλTθλSλCOSθ。大气对辐射散射后，来自各个方向的散射又重新以漫反射的形式照射地物，其辐照度为ED,经过地物的反射及反射路
径上大气的吸收进入传感器，其亮度值为L2λ=（RλTφλ/π)SλED，相当部分的散射光向上通过大气直接进入传感器，这部分辐射称为程辐射度，亮度为Lp。可见，由于大气影响的存在，实际到达传感器的辐射亮度是前面所分析的三项之和，即Lλ=L1λ+L2λ+Lpλ。
7.下图为数字图像,亮度普遍在10以下，只有两个像元出现15的高亮度（“噪声”）
?1?9?1（1）采用模板为??9?1???91919191?9??1? ?9?1??9?4 3 5 8 7 6 9 8 9 2 15 8 9 13 10 的均值平滑方法，求出新的图像。
7 9 12 15 11 8 11 10 14 13 答：①均值平滑的方法
根据模板为3行3列矩阵，取其中的3行3列。 原图像为
4 3 7
2 15 8
5 8 9
根据平滑公式将所有数字相加：4+3+7+2+15+8+5+8+9=61,
61/9≈6.7,结果取为7，上面所取的表格中15变为7，即新表为
5
类推，取新的3行3列用相同的方法算。最后的结果为 5 7
8
9
4 3 7 2 7 8 5 8 9 6 7 7 9 8 9 8 8 8 11 11 11 9 11 12 12 10 12 12 13 每个格子中的数字都要用原表中的数字计算，对于表边上的数字，不能构成3行3列的，用对应的数字补为3
行3列。
②中值滤波法 4 3 7 以每个象元为中心，取3×3矩阵，将这九个数从小到大排列，取中间值为该象元的值。如 2 15 8 5 8 9
4 4 7 8 8
4 7 8 9 9 进行排列 2 3 4 5 7 8 8 9，中间数为7，15变为7.结果为
7 8 9 10 10
8 9 11 12 13
8 10 11 13 13
8.结合地物光谱特征解释比值运算能够突出植被覆盖的原因。
答：比值运算是两幅相同行数和列数图像的对应像元的亮度值相除，通过检测波段的斜率信息并加以扩展，以突出
不同波段间地物波谱的差异，提高图像对比度。比值运算能够突出植被覆盖的主要原因是比值运算对于去除地形影响非常有效。由于地形起伏及太阳倾斜照射，使得山坡的向阳处与阴影处在遥感影像上的亮度有很大区别，同一植被覆盖向阳面和背阴面亮度不同，给判读解译造成困难，特别是在计算机分类时不能识别。由于阴影的形成主要是地形因子的影响，比值运算可以去掉这一因子影响，使向阳与背阴处都只与地物反射率的比值有关。
第五章