2025年遙感概論課后題庫附答案一、選擇題1.以下哪種遙感平臺的高度最低？（）A.航天遙感平臺B.航空遙感平臺C.地面遙感平臺D.近空間遙感平臺答案：C解析：地面遙感平臺是設(shè)置在地面上的，高度最低；航空遙感平臺一般在對流層和同溫層的下部飛行；航天遙感平臺在大氣層以外的宇宙空間；近空間遙感平臺位于20-100千米高度的空域。所以答案選C。2.以下屬于主動遙感的是（）。A.航空攝影B.陸地衛(wèi)星遙感C.合成孔徑雷達(dá)D.氣象衛(wèi)星遙感答案：C解析：主動遙感是指傳感器主動發(fā)射一定電磁波能量并接收目標(biāo)的后向散射信號。合成孔徑雷達(dá)（SAR）是主動向目標(biāo)發(fā)射微波信號并接收回波。而航空攝影、陸地衛(wèi)星遙感、氣象衛(wèi)星遙感大多是利用太陽輻射等自然源進(jìn)行被動接收，屬于被動遙感。所以選C。3.大氣窗口是指（）。A.沒有云的天空區(qū)域B.電磁波能穿過大氣層的局部波段C.電磁波能穿過云層的局部波段D.沒有障礙物阻擋的天空區(qū)域答案：B解析：大氣窗口是指大氣對電磁波傳輸影響相對較小、透過率較高的一些波段。它是從電磁波在大氣中傳輸?shù)奶匦越嵌榷x的，并非指天空區(qū)域或云層情況。所以選B。4.遙感圖像的空間分辨率是指（）。A.像元所代表的地面實際尺寸B.傳感器能分辨的最小地物尺寸C.圖像上可分辨的最小地物尺寸D.以上都對答案：D解析：空間分辨率可以從不同角度理解。像元所代表的地面實際尺寸直觀地體現(xiàn)了空間分辨率；傳感器能分辨的最小地物尺寸反映了傳感器的分辨能力；圖像上可分辨的最小地物尺寸則是從最終圖像表現(xiàn)的角度來說的。這幾種表述本質(zhì)上都是在描述遙感圖像的空間分辨率，所以選D。5.熱紅外遙感主要探測的是（）。A.地物反射的太陽輻射B.地物自身發(fā)射的熱輻射C.地物反射的微波輻射D.地物散射的激光輻射答案：B解析：熱紅外遙感利用的是地物自身發(fā)射的熱輻射信息。地物在常溫下會發(fā)射出熱紅外波段的電磁波，通過探測這些熱輻射來獲取地物的相關(guān)信息。而地物反射的太陽輻射主要用于可見光和近紅外遙感；地物反射的微波輻射用于微波遙感；地物散射的激光輻射用于激光雷達(dá)等主動遙感方式。所以選B。6.以下哪種地物在可見光波段反射率最高？（）A.水體B.植被C.土壤D.雪地答案：D解析：雪地在可見光波段的反射率通常是最高的，其表面潔白，對可見光的反射能力強(qiáng)。水體在可見光波段對藍(lán)光等有一定吸收，反射率較低；植被在綠光波段有一定反射峰，但整體反射率不如雪地；土壤的反射率因土壤類型而異，但一般低于雪地。所以選D。7.遙感影像的幾何校正主要是為了消除（）。A.輻射誤差B.幾何畸變C.大氣影響D.傳感器噪聲答案：B解析：幾何校正的目的是消除遙感影像在獲取過程中由于傳感器、平臺運動、地形起伏等因素導(dǎo)致的幾何畸變，使影像的位置和形狀能夠準(zhǔn)確對應(yīng)實際地面情況。輻射誤差需要通過輻射校正來消除；大氣影響主要通過大氣校正來處理；傳感器噪聲可通過濾波等方法去除。所以選B。8.監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的主要區(qū)別在于（）。A.監(jiān)督分類需要訓(xùn)練樣本，非監(jiān)督分類不需要B.監(jiān)督分類的精度更高C.非監(jiān)督分類的速度更快D.以上都是答案：A解析：監(jiān)督分類需要事先選擇已知類別的訓(xùn)練樣本，根據(jù)這些樣本的特征來對影像進(jìn)行分類；非監(jiān)督分類則不需要訓(xùn)練樣本，它是根據(jù)影像中地物的光譜特征的相似性進(jìn)行自動聚類。雖然一般情況下監(jiān)督分類可能精度較高、非監(jiān)督分類速度較快，但這不是兩者的主要區(qū)別。所以選A。9.雷達(dá)遙感中，不同的極化方式可以提供不同的信息，以下哪種極化方式能夠同時接收水平和垂直極化回波？（）A.HH極化B.VV極化C.HV極化D.全極化答案：D解析：HH極化是發(fā)射水平極化波，接收水平極化回波；VV極化是發(fā)射垂直極化波，接收垂直極化回波；HV極化是發(fā)射水平極化波，接收垂直極化回波；全極化則可以同時接收水平和垂直極化回波，能提供更豐富的地物信息。所以選D。10.高光譜遙感與多光譜遙感的主要區(qū)別在于（）。A.高光譜遙感的波段數(shù)更多，光譜分辨率更高B.高光譜遙感的空間分辨率更高C.高光譜遙感的輻射分辨率更高D.高光譜遙感的時間分辨率更高答案：A解析：高光譜遙感具有大量連續(xù)的波段，光譜分辨率高，能夠更精細(xì)地識別地物的光譜特征。而空間分辨率、輻射分辨率和時間分辨率與高光譜和多光譜遙感的本質(zhì)區(qū)別并無直接關(guān)聯(lián)。所以選A。二、填空題1.遙感技術(shù)系統(tǒng)主要由遙感平臺、傳感器、數(shù)據(jù)傳輸與接收、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用等部分組成。解析：遙感平臺用于搭載傳感器，使其處于合適的觀測位置；傳感器是獲取遙感數(shù)據(jù)的核心設(shè)備；數(shù)據(jù)傳輸與接收負(fù)責(zé)將傳感器獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娌⒔邮?；?shù)據(jù)處理對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行校正、增強(qiáng)等操作；數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用則是將處理后的數(shù)據(jù)用于各種領(lǐng)域的研究和決策。2.按照電磁波的波長，可將遙感分為紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感等。解析：不同波長的電磁波具有不同的物理特性和與地物的相互作用方式，因此可以根據(jù)波長進(jìn)行分類。紫外遙感利用紫外線波段；可見光遙感使用人眼可見的波段；紅外遙感分為近紅外、中紅外和熱紅外等不同波段；微波遙感則利用微波波段。3.遙感影像的輻射分辨率是指傳感器能區(qū)分的最小輻射量變化，通常用比特數(shù)來表示。解析：比特數(shù)決定了影像能夠表示的灰度級數(shù)量，比特數(shù)越高，輻射分辨率越高，傳感器能夠區(qū)分的輻射量變化就越細(xì)微。4.植被在近紅外波段有很高的反射率，這是因為植被的細(xì)胞結(jié)構(gòu)對近紅外光具有強(qiáng)烈的散射作用。解析：植被的葉片內(nèi)部具有復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)使得近紅外光在植被內(nèi)部多次散射，從而導(dǎo)致植被在近紅外波段有很高的反射率。5.常用的遙感影像融合方法有主成分變換法、乘積變換法、小波變換法等。解析：主成分變換法通過將多源影像進(jìn)行主成分分析，實現(xiàn)影像的融合；乘積變換法是將不同影像進(jìn)行簡單的乘積運算；小波變換法利用小波分析的原理，在不同尺度上對影像進(jìn)行融合，以綜合不同影像的優(yōu)勢信息。6.地理信息系統(tǒng)（GIS）與遙感（RS）的結(jié)合方式主要有分離結(jié)合、表面結(jié)合和整體結(jié)合。解析：分離結(jié)合是指GIS和RS作為獨立的系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)交換實現(xiàn)一定的協(xié)同；表面結(jié)合是在操作界面等方面進(jìn)行一定的集成；整體結(jié)合則是將兩者的功能深度融合，形成一個統(tǒng)一的系統(tǒng)。7.雷達(dá)遙感的成像原理基于微波的發(fā)射和接收，通過測量微波的往返時間和回波強(qiáng)度來獲取地物信息。解析：雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射微波信號，然后接收地物反射回來的回波。往返時間可以用于計算地物與雷達(dá)的距離，回波強(qiáng)度則反映了地物的散射特性，從而可以獲取地物的形狀、結(jié)構(gòu)等信息。8.遙感圖像的增強(qiáng)處理主要包括對比度增強(qiáng)、空間濾波和彩色增強(qiáng)等方法。解析：對比度增強(qiáng)用于改善圖像的亮度和對比度，使圖像更清晰；空間濾波可以去除圖像中的噪聲、突出邊緣等特征；彩色增強(qiáng)則通過對圖像的顏色進(jìn)行調(diào)整，提高圖像的視覺效果和信息表達(dá)能力。9.非監(jiān)督分類的常用算法有K-均值聚類算法、ISODATA算法等。解析：K-均值聚類算法是一種迭代的聚類算法，通過不斷調(diào)整聚類中心來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分類；ISODATA算法（迭代自組織數(shù)據(jù)分析算法）在K-均值算法的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，具有自動調(diào)整聚類數(shù)等功能。10.高光譜遙感數(shù)據(jù)的處理和分析主要包括光譜特征提取、光譜匹配和混合像元分解等步驟。解析：光譜特征提取是從高光譜數(shù)據(jù)中提取能夠代表地物特征的光譜信息；光譜匹配是將未知光譜與已知光譜庫進(jìn)行匹配，以識別地物；混合像元分解則是將包含多種地物信息的混合像元分解為不同地物的組分。三、簡答題1.簡述遙感的基本概念和特點。答案：遙感是指不直接接觸目標(biāo)物，利用傳感器從遠(yuǎn)處探測目標(biāo)物的電磁波信息，并經(jīng)過處理、分析，識別目標(biāo)物的性質(zhì)和狀態(tài)的技術(shù)。其特點包括：-大面積同步觀測：可以在短時間內(nèi)對大范圍區(qū)域進(jìn)行同步觀測，獲取豐富的信息。-時效性：能夠快速獲取最新的地表信息，為動態(tài)監(jiān)測提供支持。-數(shù)據(jù)的綜合性和可比性：可以獲取多種類型的數(shù)據(jù)，并且不同時間和地點獲取的數(shù)據(jù)具有可比性。-經(jīng)濟(jì)性：相比傳統(tǒng)的地面調(diào)查方法，遙感可以節(jié)省大量的人力、物力和時間成本。-局限性：受到大氣條件、傳感器性能等因素的限制，可能會影響數(shù)據(jù)的質(zhì)量和信息的提取。2.說明大氣對遙感信號的影響及常用的大氣校正方法。答案：大氣對遙感信號的影響主要有：-吸收：大氣中的水汽、二氧化碳、臭氧等成分會吸收特定波段的電磁波，導(dǎo)致遙感信號減弱。-散射：大氣中的分子、氣溶膠等會使電磁波發(fā)生散射，改變其傳播方向，降低圖像的清晰度和對比度，還會產(chǎn)生輻射誤差。-反射：大氣對部分電磁波有反射作用，減少了到達(dá)地面和傳感器的能量。常用的大氣校正方法有：-基于輻射傳輸模型的方法：通過建立大氣輻射傳輸模型，考慮大氣的吸收、散射等因素，計算大氣對遙感信號的影響并進(jìn)行校正。例如6S模型、MODTRAN模型等。-經(jīng)驗線性法：利用已知反射率的地面目標(biāo)，建立遙感影像像元值與地面反射率之間的線性關(guān)系，從而消除大氣影響。-直方圖匹配法：假設(shè)兩幅影像的大氣條件不同，但地物的反射特性相似，通過對兩幅影像的直方圖進(jìn)行匹配來校正大氣影響。3.簡述監(jiān)督分類的基本步驟。答案：監(jiān)督分類的基本步驟如下：-確定分類類別：根據(jù)研究目的和需求，確定要分類的地物類別，如植被、水體、建筑用地等。-選擇訓(xùn)練樣本：在遙感影像上選擇具有代表性的已知類別的區(qū)域作為訓(xùn)練樣本。訓(xùn)練樣本應(yīng)能夠充分反映各類地物的光譜特征。-特征提?。簭挠?xùn)練樣本中提取用于分類的特征，如光譜特征、紋理特征等。-選擇分類器：根據(jù)數(shù)據(jù)特點和分類要求，選擇合適的分類器，如最大似然分類器、決策樹分類器等。-分類訓(xùn)練：將訓(xùn)練樣本的特征輸入到分類器中進(jìn)行訓(xùn)練，使分類器學(xué)習(xí)各類地物的特征模式。-影像分類：使用訓(xùn)練好的分類器對整個遙感影像進(jìn)行分類，將每個像元劃分到相應(yīng)的類別中。-分類結(jié)果評價：通過與已知的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，評價分類結(jié)果的準(zhǔn)確性，常用的評價指標(biāo)有總體精度、Kappa系數(shù)等。如果分類精度不滿足要求，可能需要重新選擇訓(xùn)練樣本或調(diào)整分類器參數(shù)。4.比較光學(xué)遙感和雷達(dá)遙感的優(yōu)缺點。答案：光學(xué)遙感-優(yōu)點：-數(shù)據(jù)直觀：獲取的影像與人類視覺感知接近，易于理解和判讀，能夠清晰地顯示地物的形狀、顏色等特征。-光譜信息豐富：可以獲取從紫外到近紅外等多個波段的光譜信息，有助于地物的識別和分類。-應(yīng)用廣泛：在地質(zhì)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、城市規(guī)劃等眾多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。-缺點：-受天氣影響大：云、霧等天氣條件會嚴(yán)重影響光學(xué)遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量，甚至導(dǎo)致無法獲取有效數(shù)據(jù)。-夜間無法工作：主要依賴太陽輻射作為光源，夜間或光照不足時無法進(jìn)行觀測。-穿透能力弱：對地表以下或被植被覆蓋的地物信息探測能力有限。雷達(dá)遙感-優(yōu)點：-全天時、全天候工作：不受天氣和光照條件的限制，能夠在夜間和惡劣天氣下進(jìn)行觀測。-穿透能力強(qiáng)：微波可以穿透一定厚度的植被、土壤等，獲取地表以下的信息，對于地質(zhì)構(gòu)造、土壤濕度等探測有優(yōu)勢。-對地表粗糙度敏感：可以通過不同的極化方式和入射角，獲取地物的表面粗糙度信息，用于監(jiān)測地形變化、冰川運動等。-缺點：-數(shù)據(jù)解譯復(fù)雜：雷達(dá)影像的幾何特征和輻射特征與光學(xué)影像不同，數(shù)據(jù)解譯需要專門的知識和技術(shù)。-數(shù)據(jù)成本高：雷達(dá)遙感設(shè)備的制造和運行成本較高，數(shù)據(jù)獲取成本也相對較高。-空間分辨率相對較低：在一些情況下，雷達(dá)遙感的空間分辨率不如光學(xué)遙感。5.簡述遙感在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。答案：遙感在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要包括以下幾個方面：-農(nóng)作物種植面積監(jiān)測：通過對遙感影像進(jìn)行分類處理，可以準(zhǔn)確地統(tǒng)計不同農(nóng)作物的種植面積，為農(nóng)業(yè)規(guī)劃和政策制定提供數(shù)據(jù)支持。-農(nóng)作物長勢監(jiān)測：利用植被指數(shù)（如NDVI）等方法，通過遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測農(nóng)作物的生長狀況，包括植被覆蓋度、葉綠素含量、生物量等指標(biāo)，及時發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物生長過程中的問題。-農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測：病蟲害會導(dǎo)致農(nóng)作物的光譜特征發(fā)生變化，通過分析遙感影像的光譜差異，可以及時發(fā)現(xiàn)病蟲害的發(fā)生區(qū)域和程度，為病蟲害的防治提供決策依據(jù)。-土壤水分監(jiān)測：遙感可以通過微波等波段監(jiān)測土壤的水分含量，了解土壤墑情，為灌溉決策提供信息，提高水資源利用效率。-農(nóng)業(yè)災(zāi)害評估：在發(fā)生干旱、洪澇、霜凍等農(nóng)業(yè)災(zāi)害后，利用遙感技術(shù)可以快速評估災(zāi)害的影響范圍和損失程度，為救災(zāi)和恢復(fù)生產(chǎn)提供支持。-農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量預(yù)測：結(jié)合農(nóng)作物的生長狀況、種植面積等信息，利用遙感數(shù)據(jù)建立產(chǎn)量預(yù)測模型，對農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量進(jìn)行預(yù)測，為糧食安全保障提供參考。四、論述題1.論述遙感技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用及發(fā)展趨勢。答案：遙感技術(shù)在城市規(guī)劃中的應(yīng)用-城市土地利用現(xiàn)狀調(diào)查：通過對高分辨率遙感影像進(jìn)行分類，可以準(zhǔn)確地識別城市中的各種土地利用類型，如居住用地、商業(yè)用地、工業(yè)用地、綠地等，為城市規(guī)劃提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。同時，還可以分析土地利用的空間分布特征和變化趨勢，發(fā)現(xiàn)不合理的土地利用現(xiàn)象，為土地資源的合理配置提供依據(jù)。-城市擴(kuò)張監(jiān)測：利用不同時期的遙感影像，可以監(jiān)測城市的擴(kuò)張過程，分析城市擴(kuò)張的方向、速度和規(guī)模。了解城市擴(kuò)張與人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)系，評估城市擴(kuò)張對生態(tài)環(huán)境和資源的影響，為城市的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃提供參考。-城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測：遙感技術(shù)可以監(jiān)測城市的植被覆蓋、水體質(zhì)量、大氣污染等生態(tài)環(huán)境指標(biāo)。例如，通過植被指數(shù)監(jiān)測城市綠地的分布和變化情況，評估城市的生態(tài)服務(wù)功能；利用熱紅外遙感監(jiān)測城市熱島效應(yīng)，分析熱島的分布和成因，為改善城市生態(tài)環(huán)境提供建議。-城市基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測：可以通過遙感影像識別城市中的道路、橋梁、建筑物等基礎(chǔ)設(shè)施的分布和建設(shè)情況。監(jiān)測基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度和使用狀況，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施存在的問題，為城市基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)劃和維護(hù)提供支持。-城市災(zāi)害評估與預(yù)警：在發(fā)生地震、洪水、火災(zāi)等城市災(zāi)害后，遙感技術(shù)可以快速獲取受災(zāi)區(qū)域的影像信息，評估災(zāi)害的損失程度，為救災(zāi)和恢復(fù)重建提供決策依據(jù)。同時，還可以通過對地質(zhì)、氣象等數(shù)據(jù)的綜合分析，進(jìn)行城市災(zāi)害的預(yù)警。發(fā)展趨勢-高分辨率與多源數(shù)據(jù)融合：隨著傳感器技術(shù)的不斷發(fā)展，遙感影像的空間分辨率、光譜分辨率和時間分辨率將不斷提高。同時，將遙感數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，能夠提供更全面、準(zhǔn)確的城市信息，為城市規(guī)劃提供更有力的支持。-智能化分析與決策支持：利用人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，對海量的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析和處理。例如，通過深度學(xué)習(xí)算法自動識別城市中的地物和變化信息，提高信息提取的效率和準(zhǔn)確性。同時，結(jié)合城市規(guī)劃的模型和算法，為城市規(guī)劃提供決策支持，實現(xiàn)城市規(guī)劃的科學(xué)化和智能化。-動態(tài)監(jiān)測與實時反饋：建立城市遙感動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)對城市的實時、動態(tài)監(jiān)測。及時掌握城市的變化情況，為城市規(guī)劃的實時調(diào)整和優(yōu)化提供依據(jù)。例如，通過衛(wèi)星遙感和無人機(jī)遙感的結(jié)合，實現(xiàn)對城市建設(shè)項目的實時監(jiān)測，確保項目的建設(shè)符合規(guī)劃要求。-公眾參與與社會應(yīng)用：隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動技術(shù)的發(fā)展，遙感數(shù)據(jù)將更加開放和共享，公眾可以通過互聯(lián)網(wǎng)平臺獲取城市的遙感信息，參與城市規(guī)劃的討論和決策。同時，遙感技術(shù)在城市管理、社區(qū)服務(wù)等社會領(lǐng)域的應(yīng)用也將不斷拓展，提高城市的管理水平和居民的生活質(zhì)量。2.論述如何提高遙感影像分類的精度。答案：提高遙感影像分類精度可以從以下幾個方面入手：數(shù)據(jù)預(yù)處理-輻射校正：消除影像中的輻射誤差，包括傳感器本身的誤差、大氣影響等。通過輻射校正可以使影像的像元值更準(zhǔn)確地反映地物的真實反射率，為分類提供更可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。-幾何校正：糾正影像的幾何畸變，使影像的位置和形狀能夠準(zhǔn)確對應(yīng)實際地面情況。幾何校正可以提高不同影像之間的配準(zhǔn)精度，避免因幾何誤差導(dǎo)致的分類錯誤。-噪聲去除：采用濾波等方法去除影像中的噪聲，提高影像的質(zhì)量。噪聲會干擾地物的光譜特征，影響分類的準(zhǔn)確性，去除噪聲可以使地物的光譜特征更加清晰。特征選擇與提取-多光譜特征：充分利用遙感影像的多個波段信息，選擇對分類有重要作用的波段進(jìn)行分析。不同地物在不同波段的反射率存在差異，合理選擇波段可以提高分類的區(qū)分能力。-紋理特征：除了光譜特征外，地物的紋理特征也可以作為分類的依據(jù)。例如，城市中的建筑、農(nóng)田等具有不同的紋理特征，通過提取紋理特征可以增加分類的信息維度，提高分類