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2008—2009学年第2学期《遥感原理与应用》试卷专业班级姓名学号开课系室测绘与地理信息工程系考试日期2008年7月2日题号一二三四五总分得分阅卷人一、填空题（每空分，共15分）1.维恩位移定律表明绝对黑体的峰值波长乘温度是常数。当绝对黑体的温度增高Ａ卷答案时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。2.卫星姿态角可用红外线测量、恒星摄影机、GPS等方法测定。3.小卫星主要特点包括重量轻，体检小；研制周期短，成本低；发射灵活，启用速度快，抗毁性强；技术性能高。34.LANDSAT系列卫星具有全色波段的是Landsat-7,其空间分辨率为15m。5.外部误差是指在传感器本身处于正常的工作状态下，由传感器以外的各种因素所引起的误差。6.数字图像配准的方式有图像间的配准，绝对配准。7.特征变换在遥感图像分类中的作用是减少特征之间的性相关性，突出类别差异。8.遥感图像信息提取中使用的景物特征有光谱特征、空间特征、时间特征。9.在几何纠正过程中，需要控制点建立新旧图像的函数变换关系，增加控制点的数目可以提高校正的精度，当控制点的数目多于系数时，可以用最小二乘法方法通过对控制点数据进行曲面拟合来求系数。10.SPOT卫星的传感器可以倾斜观测，使其重复观测能力由26天提高到1~5天。11.利用合成孔径技术能堤高侧视雷达的方位分辨率。真实孔径侧视雷达：是按雷达具有的特征来命名的，它表明雷达采用真实长度的天线接收地物后向散射并通过侧视成像。12.遥感卫星轨道的四大特点：近圆形轨道、近极地轨道、与太阳同步轨道、可重复轨道。213.MODIS影像含有36个波段,其中250米分辨率的包括Band1，Band2波段。14.多项式拟合法纠正中控制点的数量要求，三次项最少需要10个控制点。15.多中心投影是一种投影方式，用以表示具有多个投影中心的遥感影像的几何特征。如陆地卫星多波段扫描影像（MSS）或TM影像。二、单项选择题（每道题1分，共10分）1.以下a不是高光谱遥感的特点。a)它与多光谱遥感含义相同，b)它可以将可见光和红外波段分割成相对更连续的光谱段，c)它需要面对海量数据处理问题，d)它每个通道的波长范围比多光谱遥感要小得多2.裸露黑褐土的表面比较接近于：d。a)黑体，b)朗伯源，c)选择性辐射体，d)灰体3.以下c不是太阳辐射的特点。a)太阳辐射接近5800k黑体辐射，b)太阳光谱辐照度按波长的分布具有不连续性，c)太阳辐射的能量主要集中在热红外波段，d)在距离太阳平均日地距离处太阳的辐射能量总值约为卡/（平方厘米·分钟）4.大气对电磁辐射的吸收作用的强弱主要与a有关。a)电磁辐射的波长，b)大气物质成分的颗粒大小，c)大气物质成分的密度，d)电磁辐射的强弱5．大气窗口不包括b。a)可见光，b)x射线，c)部分近红外，d)微波6.在“米氏散射理论”，散射元直径d和辐射波长λ符合a的称为瑞利散射。a)dλ时，b)d=λ时，c)d=×λ时，d)d≥2×λ时7.探测植被分布，适合的摄影方式为。a)近紫外外摄影，b)可见光摄影，c)近红外摄影，d)多光谱摄影8.下面关于遥感卫星的说法正确的是：____d______。a)1999年美国发射IKNOS，空间分辨率提高到1米。b)加拿大发射RADARSAT卫星是世界上第一个携带SAR的遥感卫星。c)1986年法国发射SPOT-1，它的各波段图像的分辨率是10米。d)1999年10月14日中国成功发射资源卫星1号，它是我国独立研发的陆地资源卫星。9．图像辐射校正可以用于以下图像误差和偏差校正，除了c。a)图像中心色调过亮b)图像上灰度失真疵点，c)图像中图形梯形变化，d)图像上有条状干扰10.NDVI=(Ch2-Ch1)/(Ch2+Ch1)指的是d。a)比值植被指数，b)差值植被指数，c)差比值植被指数，d)归一化差值植被指数三、名词解释（每道题2分，共10分）1、大气窗口：太阳光从宇宙空间到达地球表面须穿过地球的大气层。太阳光在穿过大气层时，会受到大气层对太阳光的吸收和散射影响，因而使透过大气层的太阳光能量受到衰减。但是大气层对太阳光的吸收和散射影响随太阳光的波长而变化。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。2、瞬时视场(IntantaneousFieldOfView-IFOV)：是指探测系统在某一瞬时视场辐射列成像仪的总的辐射通量，而不管这个瞬时视场内有多少性质不同的目标。也就是说，遥感器不能分辩出小于瞬时视场的目标。3、光谱特征向量：同名地物点在不同波段图像中亮度的观测量将构成一个多维的随机向量x，称为光谱特征向量。4、辐射温度：如果实际物体的总辐射出射度（包括全部波长）与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等，则黑体的温度称为该物体的辐射温度。5、基尔霍夫辐射定律：基尔霍夫在研究密闭的真空容器内，物体间只能通过辐射形式交换能量的实验中发现：在同一温度下，各个不同的物体在单位时间内从单位面积上辐（发）射出的能量W与吸收率之比值，对于任何地物都是一个常数。该比值与物体本身的性质无关，只等于该温度下同面积黑体辐射能量W黑。四、简答题（共8道题，45分）1、传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量（6分）对可见光到近红外波段（）来说，在卫星上传感器入瞳孔处的光谱辐射亮度是大气层外太阳光谱辐射照度、大气及大气与地面相互作用的之和。（1分）在辐射传输过程中，到达地面的总辐射能量主要是太阳直射辐照和天空散射辐照之和。（1分）由于地表目标反射是各向异性的，从遥感器观测方向的地物目标反射出来的辐射能量，经大气散射和吸收后，进入遥感器市场中含有目标信息。（1分）从太阳发射出的能量，有一部分未到地面之前就被大气散射和吸收，其中一部分散射能量也进入到遥感器视场。但这一部分能量中却不含任何目标信息。（1分）此外，由于周围环境的存在，入射到环境表面的辐射波被反射后，有一部分经大气散射进入遥感器视场内；（1分）还有一部分又被大气反射到目标表面，在被目标表面反射，透过大气进入遥感器视场。（1分）2、MSS、TM、ETM+影像各有何特点（7分）A、MSS多光谱扫描仪：MSS多光谱扫描仪常用于LANDSAT卫星系列。多光谱扫描仪的优点是：①工作波段宽，从近紫外、可见光到热红外波段，波长范围达～20微米；②各波段的数据容易配准。这两个特点非其他遥感器所能具有，因而多光谱扫描仪是气象卫星和“陆地卫星”的主要遥感器。（2分）B、TM专题制图仪：Landsat4,5上的TM专题制图仪是一个高级的多光谱扫描型的地球资源扫描仪器，与多光谱扫描仪MSS性能相比，它具有更高的空间分辨率，更好的频谱选择性，更好的几何保真度，更高的辐射准确度和分辨率。（2分）C、ETM+增强型专题制图仪（P65）：ETM+常用于Landsat6，7，它比TM灵敏度更高，与之相比，它做了三个方面的改进：（1）增加了PAN（全色）波段，分辨率为15M，因而是数据速率增加；（1分）（2）采取双增益技术使远红外波段6分辨率提高到60M，也增加了数据率；（1分）（3）改进后的太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5%，其精度比提高（1分）倍，辐射校正有了很大改进。33、两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题如何解决这些问题（5分）关键问题：如何在几何上将多幅不同的图像连接起来；（1分）如何保证拼接后的反差一致，色调相近，没有明显的连接。（1分）解决的基本方法：进行图像几何纠正后再进行镶嵌边的搜索，（1分）亮度和反差值的调整，（1分）最后还要平滑边界线。（1分）4．遥感图像几何畸变的含义及引起几何畸变的几个主要因素（6分）答：遥感图像在获取过程中由于多种原因导致景物中目标物相对位置的坐标关系在图像中发生变化，这种变化成为几何畸变。引起遥感图像几何畸变的主要因素有：（2分）（1）传感器本身成像几何形态发生变形，如全景投影变形；（1分）（2）传感器外方位元素变化引起的畸变；（1分）（3）地球自转的影响；（1分）（4）地球曲率的影响。（1分）5、根据下图说明土壤的反射光谱特征。（5分）（1）反射率没有明显的峰值和谷值，曲线比较平滑；（1分）（2）土质越细反射率越高；（1分）（3）有机质含量越高和含水量越高反射率越低。（2分）（4）波长越长反射率越大。（1分）6、叙述监督分类与非监督分类的区别。（6分）答：监督分类是基于对遥感图像上样本区内地物的类别已知，利用样本类别的特征来识别非样本数据的类别，是先学习后分类的。（1分）其基本思想是：首先根据已知的样本类别的先验知识，确定判别函数和判别准则，然后将未知类别的样本的观测值带入判别函数，再依据判别准则对该样本的所属类别作出判定。（2分）非监督分类是指人们先对分类过程不施加任何先验知识，而仅凭遥感影像地物的分布规律，即自然聚类的特性进行盲目的分类。（1分）其分类的结果只是对不同类别达到了区分，但不能确定类别的属性。其类别的属性是通过分类结束后目视判读或实施调查确定的。（1分）非监督法是边学习边分类，通过学习找到相同的类别，最后将该类与其他类分开。（1分）7、在白天和夜间的热红外黑白相片上，水体和道路分别呈什么色调并解释其原因。（5分）热红外像片记录了地物发射热红外线的强度，地物发射热红外的强度与地物的发射率和温度相关。（1分）在白天，道路的影像呈浅灰色至白色，这是因为构成道路的水泥、沥青等建筑材料，白天接受了大量太阳热能，又很快转换为热辐射的缘故；（1分）白天水体呈暗色调，这是由于水体具有良好的传热性，一般呈暗色调。（1分）到了晚上水体呈浅灰色至灰白色，而道路呈现暗色调，这因为水体热量大，散热慢，温度较高，而道路在夜间散热快，温度较低。（2分）8、根据下图说明水体的反射光谱特征。（5分）（1）随着波长增加，水的吸收能力增强（1分）（2）水在近红外、中红外波段有很强的吸收带，反射率几乎为零（2分）；（3）叶绿色含量增加时近红外波段明显抬升。（2分）五、论述题（每道题10分，共20分）1、叙述植被遥感的主要应用（10分）答：植被指数已广泛用来定性和定量评价植被覆盖及其生长活力，植被指数有助于增强遥感影像的解译力，并已作为一种遥感手段广泛应用于土地利用覆盖探测、植被覆盖密度评价、作物识别和作物预报等方面，并在专题制图方面增强了分类能力。植被指数还可用来诊断植被一系列生物物理参量：叶面积指数（LAI）、植被覆盖率、生物量、光合有效辐射吸收系数（APAR）等；同时又可用来分析植被生长过程：净初级生产力（NPP）和蒸散（蒸腾）等。通过分析遥感信息、遥感植被指数、叶面积指数、植被覆盖度，以及植被的垂直结构与区域植被水土保持功能之间的关系，确定区域植被水土保持功能评价指标选择的原则和依据，从而确定了区域植被水土保持功能的遥感评价指标。通过对AVHRR和TM图像进行了处理，构建了以GIS为平台的、进行区域植被水土保持功能分析和评价的遥感数据集，提取了多信息源、多时相、多类型的区域植被水保效应指数。其他内容根据学生答题情况给分2、写出利用多时相图像来进行变化检测的流程图，写出相应的步骤和方法。（10分）根据成图比例尺选择图像；进行图像的预处理：几何处理和辐射处理，目的是使图像具有一致的几何关系和相近的色调；选择合适的算法进行变化检测；评定变化检测的精度。