中科院遙感考博真題整理(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 、小波變換等。特征：①主成分分析，實現了數據壓縮，也可作為分類前的特征選擇，突出了主要信息，達到了圖像增強的目的。變換后的主分量空間坐標系統的坐標軸指向數據信息量較大的方向，變換后的新波段主分量，包含的信息量逐漸較少。②相關統計分析，是基于對被融合圖像之間波譜特性的相關統計分析。③空間濾波分析，多用于不同空間分辨率的圖像數據的融合，分為高通濾波和低通濾波，高通濾波提高空間分辨率，低通濾波平滑原圖像的細節。④回歸變量代換，應用于增強空間數據或變化監測。⑤小波變換，具有變焦性，信息保持性和小波基選擇的靈活性等優點，可用于以非線性的對數方式融合不同類型的數據，是融合后的圖像既保留原高分辨率遙感影像的結構信息，又融合多光譜影像豐富的光譜信息，提高影像的解譯能力、分類精度。遙感信息與非遙感信息融合方法和特征：融合步驟①地理數據的網格化，使地理數據成為網格化的數據，地面分辨率與遙感數據一致，對應地面位置與遙感影像配準。②最優遙感數據的選取，選取適合需要的遙感波段。③配準復合。柵格數據與柵格數據之間采用兩種方法：非遙感數據與遙感數據組成三個波段，實行假彩色合成；兩種數據也可直接疊加，波段之間可作加法或其他數學運算，也可做適當的布爾運算。柵格數據與矢量數據采用不同數據格式的復合和不同數據層的復合。不同數據格式的復合指兩種數據直接疊加，如在遙感影像上疊加行政邊界。不同數據層的復合指計算和記錄時，將不同的圖像記錄到不同的層上，顯示時可以分別顯示，也可一起疊合顯示。特征：不同遙感數據源的優勢互補，進行復合增加信息量。遙感數據和非遙感數據可在空間上對應一致，又可在成因上互相說明，已達到深入分析的目的。幾何糾正的幾種方法和特征（2011）水體遙感的光譜特征及其應用（2011）大氣對地物光譜的物理過程地物反射的電磁波要經過大氣才能被傳感器接收，由于大氣的成分非常的復雜而且多變，加上電磁波本身的一些特性，此次電磁波在大氣傳輸過程中會發生很多變化，包括大氣的吸收、散射、透射等。⑴大氣吸收。電磁輻射經過大氣層時，大氣分子對電磁波的某些波段有吸收作用，吸收作用使電磁波的強度衰減，甚至有些波段完全不能通過大氣。大氣中幾種主要分子對電磁輻射的的吸收帶位置為，57um，，，；；，；。此外大氣中的其它微粒雖然也有吸收作用，但不起主導作用。⑵大氣散射。輻射在傳播過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個方向散開，稱散射。散射使原傳播方向的輻射強度減弱，而增加向其他各方向的輻射。散射現象的實質是電磁波在傳輸中遇到大氣微粒而產生的一種衍射現象。大氣散射包括瑞利散射、米氏散射和無選擇性散射。①瑞利散射，當大氣中粒子的直徑比波長小的多時發生的散射。這種散射主要由大氣中的原子和分子，如氮、二氧化碳、臭氧和氧分子等引起的。對可見光而言，瑞利散射現象非常明顯，因為這種散射的特點是散射強度與波長的四次方成反比，波長越長，散射越弱。②米氏散射，當大氣中粒子的直徑與波長相當時發生米氏散射。這種散射主要由大氣中的微粒，如煙、塵埃，小水滴及氣溶膠等引起。米氏散射的散射強度與波長的二次方成反比，并且散射在光線向前方比向后方方向更強，方向性比較明顯。潮濕天氣米氏散射影響較大。③無選擇性散射，當大氣中粒子比波長大的多時發生的散射，散射強度與波長無關，任何波長的散射強度相同。總的來說，由大氣分子、原子引起的瑞利散射主要發生在可見光和近紅外波段；大氣微粒引起的米氏散射從近紫外到紅外波段都有影響，當波長進入紅外波段后，米氏散射的影響超過瑞利散射；大氣云層中，小雨滴對可見光只有無選擇性散射發生。⑶大氣折射，電磁波經過大氣時，還會出現傳播方向的改變，即折射。大氣的折射率與大氣密度相關，密度越大折射率越大。⑷大氣反射，電磁波傳播過程中，若通過兩種介質的交界面，會出現反射現象。反射主要發生在云層頂部，取決于云量，且各波段均受到不同程度的影響，消弱了電磁波的強度。⑸大氣窗口，折射改變電磁波的方向，但不改變強度。就輻射強度而言，電磁波經過大氣傳輸后，主要是反射、吸收和散射的共同影響衰減了輻射強度，剩余部分即為透過的部分，只有選擇透過率高的波段，才對觀測有意義。通常把電磁波通過大氣層時較少被反射、吸收或散射的，透過率較高的波段成為大氣窗口。三、論述：Modis特點及應用（2011）遙感在自然災害中的監測評估中的作用及不足（2011）遙感技術的發展趨勢（2011）2009年中科院地理所遙感概論博士考題一、 名詞解釋（4分*5 共20分）（2012010）（2012010） （2012010） 合成孔徑雷達是利用雷達與目標的相對運動把尺寸較小真實天線孔徑用數據處理的方法合成一較大等效天線孔徑的雷達，合成孔徑雷達的特點是分辨率高，能全天候工作，能有效識別偽裝和穿透掩蓋物，所得到的高方位分辨力相當于一個大孔徑天線所能提供的方位分辨力。合成孔徑雷達的工作原理為：遙感平臺在勻速前進運動中，以一定的時間間隔發射一個脈沖信號，天線 在不同位置上接收回波信號，并記錄和貯存下來。將這些在不同位置上接收的信號合成處理，得到與真實天線接收同一目標信號相同的結果，這樣就使一個小孔徑天線起到了大孔徑天線的同樣作用。（2011）二、簡答題（10分*4 共40分）；；； 含義：選用多光譜遙感數據經分析運算（加、減、乘、除等線性或非線性組合方式），產生某些對植被長勢、生物量等有一定指示意義的數值—即所謂的“植被指數”。它用一種簡單而有效的形式—僅用光譜信號，不需要其他輔助資料，也沒有任何假設條件，來實現對植被狀態信息的表達，以定性和定量地評價植被覆蓋、生長活力及生物量等。在植被指數中，通常選用對綠色植物（葉綠素引起的）強吸收的可見光紅波段（）和對綠色植物（葉內組織引起的）高反射和高透射的近紅外波段（），這兩個波段不僅是植物光譜、光合作中的最重要的波段，而且他們對同一生物物理現象的光譜響應截然相反，形成的明顯反差，這種反差隨著葉冠結構、植被覆蓋度而變化，因此可以對它們用比值、差分、線性組合等多種組合來增強或揭示隱含的植被信息。 應用：①反演生物物理參數。植被指數與植被生物物理參數（如葉面積指數LAI、植被覆蓋度、綠色生物量、生物量、葉綠素濃度、光合有效吸收輻射FAPAR等）之間存在相關關系，可以作為獲取這些生物物理參數的“中間變量“，或得到兩者之間的轉換系數。目前利用遙感數據來估算植被生物物理參數，主要采用兩種方法，一是統計模型—即建立植被指數與植被生物物理參數的回歸方程。它簡便易行，被廣泛應用，但適普性差、要有先驗知識，且不考慮非植被因素（土壤背景特征、地形、大氣特征）。二是理論模型—幾何光學模型與輻射傳輸模型，它物理意義明確，描述了植被方向反射與植被冠層結構之間的關系，可反演各種類型植被的生物物理參數，但模型復雜，需要的參數較多，一定程度上限制了它的應用。②反演地表生態環境參數。植被指數與氣候參數（降水、氣溫和日照）、植物蒸散及土壤水分有關。以NDVI為例，NDVI常被認為是氣候、地形、植被/生態系統和土壤/水分變量的函數。通過建立NDVI與降水之間的統計性關系，說明NDVI可以識別氣候干旱程度；通過提取NDVI與亮度溫度及表面溫度梯度之間的線性關系，可研究不同地表類型表面溫度的植被效應；NDVI能夠反映植被狀況，而植被狀況與植被蒸發量、土壤水分是有關的。三、綜合題（任選二題，每題20分，共40分）； 遙感根據探測能量的波長和探測方式、應用目的分為可見光反射紅外遙感、熱紅外遙感、微波遙感三種基本形式，其中前兩者可統稱為光學遙感，屬于被動遙感。；（2012010）。(主要特點為光譜特征) 中巴地球資源衛星是1988年中國和巴西兩國政府聯合議定書批準，由中、巴兩國共同投資，聯合研制的衛星（代號CBERS）。1999年10月14日，中巴地球資源衛星01星（CBERS01）成功發射，在軌運行3年10個月；02星（CBERS02）于2003年10月21日發射升空，目前仍在軌運行。2007年9月19日，02B在中國太原衛星反射中心發射，2011年12月29“資源一號”02C星成功發射。主要特點：2008年中科院地理所遙感概論博士考題一、名詞解釋（2分*5 ，共10分） 波譜反射率是物體反射的輻射能量占總入射能量的百分比，稱為反射率，以百分數表示，其值在01之間。物體的光譜反射率隨波長變化的曲線稱為光譜反射率曲線，它的形狀反應了地物的波譜特征。影響反射率的因素不僅是波長，還包括物質類別、組成、結構、入射角、物體的電學性質（電導、介電、磁學性質）、及其表面特征（粗糙質、質地）等。對遙感應用而言，任何物體的反射性質是揭示目標本質的最有用信息，地物反射波譜特征的研究，對遙感來說十分重要。 地物反射的特征也可表示為反照率（albedo），又稱為半球反射率，可定義為目標物的出射度與入射度之比（即單位時間、單位面積上各個方向出射的總輻射能量M與入射的總輻射能量E之比），常用ɑ表示為ɑ=M/E，以太陽光作為入射光的地表半球反射率，成為地表反照率（即自然物體的半球反射率）。地表反照率可以通過遙感所提供的輻射亮度值L或者反射率、二向反射率分布函數BRDF來獲得。 電磁輻射源（電磁振源）以電磁波的形式向外傳送能量，輻射能量指以電磁波形式向外傳送能量，常用Q表示，單位為焦（J）。不同輻射源可以向外輻射不同強度和不同波長的輻射能量，利用遙感探測物體，實際上是對物體輻射能量的測定與分析。 水色遙感是唯一可穿透海水一定深度的衛星海洋遙感技術。它利用星載可見紅外掃描輻射計接收海面向上的光譜輻射，經過大氣校正，根據生物光學特性，獲取海中葉綠素濃度、懸浮物濃度及黃色物質等海洋環境要素，因而它對海洋初級生產力、海洋生態環境、海洋通量、漁業資源、赤潮監測等具有重要意義。二、簡述題（6分*5，共30分）； （光譜特征） 水體遙感的光譜特征及其應用；（即幾何糾正的方法與特征）； 遙感系統包括五部分：被測目標的信息特征、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應用。①目標物的電磁波特性，任何目標物都有發射、反射和吸收電磁波的性質，這是遙感的信息源。目標物與電磁波的相互作用，構成了目標物的電磁波特性，它是遙感探測的基礎。②信息的獲取，接收、記錄目標物電磁波特性的儀器成為傳感器或遙感器，如掃描儀、雷達及輻射計等。傳感器裝載在遙感平臺上，主要的遙感平臺有地面平臺（遙感車、手提平臺、地面觀測臺等）、空中平臺（飛機、氣球等）、空間平臺（火箭、人造衛星、宇宙飛船等）。③信息的接收，傳感器接收到目標物的電磁波信息，記錄在數字磁介質或膠片上，膠片由人或回收艙送回地面，數字磁介質記錄的信息通過衛星微波天線傳輸到地面的衛星接收站。④信息的處理，地面接收站收到衛星發送的數字信息，進行一系列的處理，如信息恢復、輻射校正、衛星姿態校正、投影變換等，再轉換為用戶可使用的通用數據格式，或者轉換成模擬信號，才能被用戶使用，地面站或用戶還可以根據需要進行精校正處理和專題信息處理、分類等。⑤信息的應用，遙感獲取信息的目的是應用，由各專業人員按不同的應用目的進行。 小衛星遙感系統指遙感平臺采用低成本、標準化的小衛星平臺的遙感系統，小衛星不只是簡單的質量小，而是高度集成化技術、自動化技術的應用，特別是計算機的迅速發展，實現星上控制與處理計算機小型化。小衛星可以快速實現從設計、制造、發射、在軌運行全過程，一般不到十二個月，價格低廉，風險小，一般壽命大于十年。90時代以來，衛星技術發展進入了一個全新的介紹，各國在發展衛星遙感系統過程中更多考慮經濟和風險因素，質量小而又滿足特殊需求的小衛星遙感系統備受青睞。近年來微電子學及材料領域的技術進步也推動改革了小衛星遙感系統的發展，如2000年6月28日中國航天部分與清華大學發射了“清華一號”小衛星，軌高700km與太陽同步，重50kg，裝有三波段遙感相機，地面分辨率為40米，用于遙感和通信。； 植被指數是選用多光譜遙感數據經分析運算（加、減、乘、除等線性或非線性組合方式），產生某些對植被長勢、生物量等有一定指示意義的數值，它用一種簡單而有效的形式—僅用光譜信號，不需要其他輔助資料，也沒有任何假設條件，來實現對植物狀態信息的表達，以定性和定量地評價植被覆蓋、生長活力及生物量等。 健康植被，在近紅外波段（）通常反射40%50%的能量，而在可見光范圍內（）只能反射10%20%的能量，因為植被中的葉綠素吸收多數的可見光。而枯萎及干死植被中葉綠素含量大量減少，因此在可見光波段，其反射率比健康植被高，在近紅外波段，反射率比健康植被低。裸露土壤的反射率通常在可見光高于健康植被，低于干死及枯萎植被；在近紅外，明顯低于健康植被。它們在不同波段上形狀的差異時計算植被指數的基礎。 常用的植被指數：①比值植被指數（RVI），由于可見光紅波段（R）與近紅外波段（NIR）對綠色植物的光譜響應十分不同，兩者之間的數值比能充分表達兩反射率之間的差異。RVI=，DN為近紅外、紅波段的灰度值。對于綠色植物葉綠素引起的紅光吸收和葉肉組織引起的近紅外強反射，使其R與NIR值有較大的差異，RVI值高；而對于無植被的地面包括裸土、人工特征物、水體及枯死或受脅迫植被，不顯示這種特殊的光譜響應，RVI值低。比值植被指數可提供植被反射的重要信息，是植被長勢、豐度的度量方法之一。②歸一化植被指數（NDVI），NDVI= ，歸一化植被指數被定義為近紅外波段與可見紅波段數值之差和這兩個波段數值之和的比值，實際上，NDVI是簡單比值RVI經非線性的歸一化處理所得。在植被遙感中，NDVI應用最為廣泛。③調整土壤亮度的植被指數（SAVI、TSAVI、MSAVI），土壤調整植被指數SAVI=(（NIRR）/(NIR+R+L))(1+L)，L是一個土壤調整系數，隨植被濃度變化，它由實際區域條件所決定，用來減小植被指數對不同土壤反射變化的敏感性。當L為0時，SAVI就是NDVI，對于中等植被蓋度區。乘法因子（