《遥感原理与应用》知识点概括

发布于:2021-12-07 06:43:50

名词解释 1. 遥感:遥感即遥远感知,是在不直接接触的情况下,对目标或自然现象远距 离探测和感知的一种技术.一般指的是电磁波遥感.p1 2. 电磁波: 根据麦克斯韦电磁场理论,变化的电场能够在它的周围引起变化的磁 场,这个变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场 ,并在更远的区域内引 起新的变化磁场.这种变化的电场和磁场交替产生 ,以有限的速度由*及远在空 间内传播的过程称为电磁波.p1 3. 干涉:有两个(或以上)频率、震动方向相同,相位相同或相差恒定的电磁 波在空间叠加时合成的波振幅为各个波的振幅矢量和。因此会出现交叉区域某 些地方震动加强,某些地方震动减弱或完全抵消的现象成为干涉。P2 4. 衍射:光通过有限大小的*锸逼胫毕呗肪兜南窒蟪晌獾难苌洹2 5. 电磁波谱:不同电磁波由不同波源产生,如果按照电磁波在真空中传播的波 长或频率按递增或递减的顺序就能得到电磁波谱图 p2 6. 绝对黑体(黑体) :如果物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收,则这个 物体是绝对黑体。P4 7. 基尔霍夫定律:任何物体的单色辐出度和单色吸收之比,等于同一温度绝对 黑体的单色辐出度。 8. 太阳常数:太阳常数指不受大气影响,在距离太阳的一个天文单位内垂直于 太阳辐射方向上,单位面积黑体所接受的太阳辐射能量。P6 9. 太阳光谱辐照度:指投射到单位面积上的太阳辐射通量密度,该值随波长不 同而异。 10. 散射:电磁波在传播过程中,遇到小微粒而使传播方向发生改变,并向各 个方向散开,称为散射。P10 11. 米氏(Mie)散射:如果介质中不均匀颗粒与入射波长同数量级,发生米氏 散射。P10 12. 瑞利散射:介质中不均匀颗粒直径 a 远小于电磁波波长,发生瑞利散射。 P10 13. 无选择性散射(均匀散射) :当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散 射。符合无选择性散射条件的波段中,任何波段的散射强度相同。P10 14. 大气屏障:遥感所能使用的电磁波是有限的,有些大气中电磁波通过率很 小,甚至完全无法透过电磁波,称为大气屏障。P10 15. 大气窗口:有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小,透过率较高,对遥 感十分有利,这些波段通常成为大气窗口 p10 16. 热惯量:热惯量是物体阻碍其自身热量变化的物理量,它在研究地物尤其 是土壤时特别重要。P15 17. 镜面反射:镜面反射是指物体反射满足反射定律。P16 18. 漫反射:如果入射电磁波长不变,表面粗糙度 h 逐渐增加,直到 h 与 λ 同 数量级这是整个表面均匀反射入射电磁波,入射到此表面的电磁辐射按照朗伯 余弦定律反射。P16 19. 反向反射:实际地物由于地形起伏,在某个方向上反射最强烈,这种现象 称为方向反射。它是镜面反射与漫反射的结合。P16 20. 反射率:物体的反射辐射量与入射辐射量之比 ρ=Eρ/E。这个反射率是在 理想的漫反射下整个电磁波长的反射率。P16 21. 光谱反射率:实际上由于物体的固有的物理特性,对不同波长的电磁波有
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选择的反射,因此定义光谱反射率为 ρλ=Eρλ/Eλp16 22. 反射波谱:反射波谱是某物体的反射率(或反射辐射能)随波长变化的规 律。P17 23. 反射波谱特性曲线:反射波谱是某物的反射率(或反射辐射能)随波长变 化的规律,以波长为横坐标,反射率为纵坐标,所得的曲线即成为该物体的反 射波谱特性曲线。P17 24. 时间效应:地物光谱特性一般随季节时间变化,称为时间效应。P18 25. 空间效应:处于不同地理区域的同种地物具有不同的光谱效应,称为空间 效应。P18 26. 地物波谱特性:地物波谱也成为地物光谱。地物波谱特性是指各种地物各 自所具有的电磁波特性(发射辐射或反射辐射)p21 27. 遥感*台:遥感中搭载传感器的工具通称为遥感*台。按照距离地面的高 度大体上可以范围三类:地面*台、航空*台、航天*台。P24 28. 地面遥感*台:指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在 100 米一下。P24 29. 航空*台:指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在 100m 以 上,100km 以下,用于资源调查、空中侦察,摄影测量*台。P24 30. 航天*台:指用于安置遥感器的三脚架、遥感塔、遥感车等高度在 240km 以上的航天飞机和卫星等。其中高度最高的 GMS 所代表的静止卫星。P24 31. 轨道参数:卫星在空间的具体形状位置。可由六个轨道参数来确定。 32. 地心直角坐标系:地心直角坐标系是以地心为原点,X 轴由地心指向春分 点,Y 轴在赤道面内就拥有与 X 轴垂直。Z 轴垂直于赤道面。P25 33. 卫星运行周期:卫星运行周期是指卫星绕地一周所需要的时间。即从升交 点开始运行到下次过升交点时的时间间隔。P31 34. 卫星重复周期:卫星重复周期是指卫星从某地上空开始运行,经过若干运 行时间后,回到该地上空所需要的天数。P31 35. 陆地卫星:用于陆地资源和环境探测的卫星成为陆地卫星 p32 36. 合成孔径雷达(SAR)SAR 是一种高分辨率二维成像雷达,特别是与大面 积地表成像。P47 37. 小卫星:指目前设计小于 500kg 的小型*地轨道卫星。P52 38. 全景畸变: 由于地面分辨率随扫描角发生变化而使红外扫描影像发生畸变, 这种畸变通常称为全景畸变。 39. 成像光谱仪:目前国际上正迅速发展的一种新型传感器,它是以多路、联 系并且具有高光谱分辨率方式获取图像的仪器。P66 40. 采样:空间坐标数字化称为采样 p80 41. 量化:图像灰度的数字化称为量化。P80 42. BSQ:BSQ 格式按照波段记载数据文件,在这种格式的 CCT 磁带中,每一 个文件记载的是某一个波段的图像数据。P84 43. BIL:BIL 格式是一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式,BIL 格式与 BSQ 格式相似。P85 44. TIFF:标签化文件格式(TIFF)是 Aldus 公司与微软公司合作开发的一个多 用途可扩展的用于存储栅格图像的文件格式。 TIFF 不仅能很多好地处理黑白灰 度,彩色图像。而且还支持对图像像素值的许多数据压缩方案。P85 45. BMP: 基于 Windows 操作系统的图片格式。 Windows 作为图片的标准格式,
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并且内含了一套支持 BMP 图像处理的 APT 函数。P87 46. 图像文件管理: 图像文件管理包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入, 输出,存储以及图像文件管理等功能。P91 47. ERDAS:ERDAS 是美国 ERDAS 公司开发的专业遥感图像处理与地理信息 软件。P92 48. PCI:PCI 软件是加拿大 PCI 公司开发的用于图像处理、GIS、雷达数据分 析以及资源管理和环境监测的软件系统。P93 49. 遥感图像的构想方程:指地物点在图像行的图形坐标(x,y)和其它地面 对应点的大地坐标(X,Y,Z)之间的数学管理。P98 50. 传感器坐标系:S-UVW。S 为传感器投影中心,作为传感器坐标系的坐标 原点,U 轴的方向为遥感*台的飞行方向,V 轴垂直于 U,W 轴则垂直于 U、 V *面,该坐标系描述了像点在空间的位置。P98 51. 地面坐标系 O-XYZ:主要采用地心坐标系统。当传感器对地成像时,Z 轴 与原点方向一致,XY *面垂直于 Z 轴。P98 52. 图像(像点)坐标系:o-xyf (x,y)为像点在图像上的*面坐标,f 为传 感器成像时的等效焦距,其方向于 S-UVW 方向一致。P99 53. 全景摄影机影像:全景摄影机影像是由一条曝光隙沿旁向扫描而成,对沿 旁向倾斜一个扫描角 ? 后,以中心线成像的情况。P100 54. 推扫式传感器:是行扫描动态传感器。P101 55. 扫描式传感器:扫描式传感器获得的图像属于多中心投影,每个像元都有 自己的投影中心,随扫描镜的旋转和*台的前进来实现整幅图像的成像。P102 56. 侧视雷达:侧视雷达是主动式传感器,其侧面的图像坐标取决于雷达波往 返于天线和相应地物点之间的传播时间,即天线至地物点的空间距离 R,所以 侧视雷达具有斜距投影的性质。其工作方式为*面扫描和圆锥扫描。P103 57. 遥感图像几何变形:指原始图像上各地物的集合位置、形状、尺寸、方位 等特征在参照系统的表达要求不一致时产生的变形。P105 58. 静态误差:再成像过程中,传感器相对于地球表面呈静止状态是所具有的 各种变形误差。P105 59. 动态误差:动态误差是在成像过程中传感器相对于地球表面呈静止状态时 所具有的各种变形误差。P105 60. 内部误差:主要是由于传感器自身的性能和技术指标偏移标称数值所造成 的误差。P105 61. 外部误差:外部误差是传感器本身所处在正常工作的条件下由传感器以外 的各种因素所造成的误差。P105 62. 全景面:全景投影的影像面不是一个*面而是一个柱面,相对于全景投影 的投影面,称之为全景面。P107 63. 传感器的外方为元素:是指传感器成像时的位置(Xs,Ys,Zs)和姿态角 (φ,ω,k)p107 64. 投影误差:投影误差是由地面起伏的像点位移,当地形有起伏时对于高于 或低于某一基准面上垂直投影点在像片上的构象点之间的位移。P110 65. 遥感图像的精纠正:指消除图像中的集合变形,产生一幅符合某种地图投 影或图像图形坐标与地面坐标严格数学变换的基础上,是对成像空间集合形态 的集合描述。P117 66. 共线方程纠正:共线方程纠正是建立在图像坐标与地面坐标严格数学变换
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关系基础上的,是对成像空间集合形态的直接描述。P123 67. 地图投影:所谓地图投影就是把地球参考椭球提取面按一定的规律投影转 化为地图*面。P127 68. 雷达图像集合纠正:在粗校正图像的基础上,消除由地形引起的集合位置 的误差,生成地理编码的正摄图像。P132 69. 图像间的匹配:即以选择某个地图坐标系,将多源图像变换到这个地图坐 标系以后来实现坐标系的统一。P135 70. 绝对配准:即选择某个地图坐标系,将多源图像变换到这个地图坐标系以 后来实现坐标系的统一。P135 71. 图像的镶嵌:当感兴趣的研究区域在不同的图像文件时,需要将不同的图 像文件合在一起形成一幅完成包含感兴趣的图像,这就是图像的镶嵌。P139 72. 偏置量:偏置量是从向上定标源直接测量得到的。通常是指每个扫描行扫 描结束时所测量得到的探测元件暗电力。 73. 大气校正:大气的影响是指大气对阳光和来自目标辐射产生吸收和散射。 消除大气的影响是非常重要的。消除大气影响的校正过程成为大气校正。P146 74. 回归分析法:在不受大气影响的波段图形和待校正的某一波段图像中,选 择从最暗到最亮的一系列目标, 对每一个目标的两个波段亮度值进行回归分析。 P147 75. 图像增强:是为特定目的,突出遥感图像中某些信息削弱或去除某些不需 要的信息,使图像更易判读。P148 76. 灰度直方图:反映了一幅图像中灰度级与其出现概率之间的关系。P149 77. 线性变换:简单线性变换是按比例拉伸原始图像灰度等级范围---充分利用 显示设备的显示范围,使输出直方图的两端达到饱和。P150 78. 直方图均衡:直方图均衡是将随机变换的图像直方图改成均匀分布的直方 图。P151 79. 直方图正态化: 将随机分布的原图像直方图修改呈高斯分布的直方图。 P153 80. 直方图匹配:通过非线性变换,使得一个图像的直方图与另一个图像的直 方图类似。P154 81. 密度分割:密度分割与直方图类似,是将原始图像的灰度值分成等间隔的 离散灰度值。P154 82. 灰度反转:灰度反转是指图像灰度范围进行线性或非线性取反,产生一幅 与输入图像灰度相反的图像。P155 83. 图像*滑:图像*滑的目的在于消除各种干扰噪声,是图像中高频成分消 退,*滑掉图像的细节,是其反差降低,保存低频部分。P155 84. 领域*均法:领域*均法属于空间域处理方法,其思想是利用图像点(x, y)即其领域若干像素的灰度*均值来代替点(x,y)的灰度值,结果是对亮点 产生了“*滑”的效果。P155 85. 低通滤波法:用滤波方法将频率域中一定范围的高频成分滤掉,而保留其 低频成分,以达到*滑图像的目的。P157 86. 图像锐化:锐化是指增强图像中高频成分,突出图像边缘信息,提高图像 细节反差,也称边缘增强,其结果与*滑相反。P159 87. 高通滤波:锐化在频率域中的处理称高通滤波它与低通滤波相反,保留频 率域中的高频成分,而让那个低频成分滤掉,加强了图像中边缘和灰度变化的 突出部分,以达到图像锐化的目的。P160
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88. 图像融合:图像融合是指多源遥感图像按照一定的算法,在规定的坐标系 中,生成新的图像的过程。P163 89. 判读:是对遥感图像上的各种特征进行综合分析,比较推理和判断,最后 提取处感兴趣的信息。P169 90. 判读标志:各种地物的各种特征都以各自的形式表现在图像上。各种地图 在图像上的各种特有的表现形式成为判读标志。P169 91. 辐射分辨率:指传感器能区分两种辐射强度最小差别的能力。 92. 时间分辨率:时间分辨率是指对同以地区重复获取图像所需的时间间隔。 P180 93. 最佳探测波段:指这些波段中探测各种目标之间与目标背景之间,最好的 反差,或波谱响应特性的差别。P179 94. 模式:所谓模式是指具有空间或集合特征的东西。P196 95. 特征变换:特征变换是将原始图像通过一定的数学变换生成一组新的特征 图像。这一组新的图像信息集中在少数几个特征图像上。P198 96. 主分量变换(K-L 变换):主分量变换也成为 K-L 变换,是一种线性变换,是 就均方误差最小来说的最佳正交变换;是在统计特征基础上的现行变换。P199 97. 哈达玛变换:哈达玛变换是利用哈达玛矩阵作为变换矩阵新实施的遥感多 光谱变换。P200 98. 穗帽变换(K-T 变换) :穗帽变换又称为 K-T 变换,由 Kauth 和 Tomas 研究 后提出的,是一种线性特征变换。P201 99. 特征选择:我们总是希望用最少影像数据进行最好的分类,这样就需要在 这些特征影像中, 选择一组最佳的特征影线进行分类。 这就称为特征选择。 P203 100. 监督分类:监督分类是基于我们对遥感图像上样板区内地物的类别为已 知,于是可以利用这些样本类别的特征作为依据来识别非样本数据的类别。 P204 101. 贝叶斯判别规则: 我们可以把某特征矢量 X 落入某类集群 wi 的条件概率 P 当成分类别判别函数,把 X 落入某集群条件概率最大的类为 X 的类别,这种 判别规则就是贝叶斯判别规则。P205 102. 训练样区: 训练样区指的是图像上那些一致其类别树形可以用来统计其类 别参数的区域。P208 103. 非监督分类:非监督分类是指人们事先对分类过程不施任何先验知识,仅 凭遥感影像地物的光谱特征的分类规律, 即自然聚类特征进行“盲目”分类。 P208

简答题 1. 遥感主要采用的波段有哪一些?波长主要分布的范围? 答:由电磁波谱图可见,电磁波的长度范围非常宽,从波长最短的 γ 射线到最 长的无线电波, 他们的长度之比高达 1022 倍以上。 遥感采用的电磁波段可以从 紫外一直到微波波段。主要采用的波段为紫外到红外波段。波长范围为: 10-3~3.8× 10-1μm 的紫外波段到 0.7~1000μm 的红外波段之间。 2. 遥感技术上采用审美观方法选择遥感器和确定对目标进行热红外遥感的最 佳波段?
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答:维恩位移定律表明,黑体的绝对温度增高时,它的辐射峰值波长向短波方 向唯一,若知道了某物体问题就可以推算处它的辐射峰值波长。 简述大气对辐射的影响 答:大气对太阳辐射具有吸收、散射、和反射的做用。 3. 用散射原理分析一些问题 答:又由于蓝光波长比红光短,因而蓝光散射较强,而红色散射较弱。晴朗的 天空,可见光中的蓝光受到散射影响最大,所以天空呈现蓝色。清晨太阳通过 较厚的大气层,直射光中红光成分大于蓝光成分,因而太阳呈现红色。大气中 的瑞利散射对可见光影响较大,而对红外影响很小,对微波基本上没有什么影 响。对同一物质来讲,电磁波的波长不同,表现的性质也不同。例如在晴好的 天气可见光通过大气是发生瑞利散射,蓝光波红光散射的多;当天空由云层或 雨层时,满足均匀反射的条件,各个波长的可见散射强度仙童,因而云呈现白 色,此时散射较大,可见光难以通过云层,这就是阴天不利于用可见光进行遥 感探测地物的原因。对于微波来讲,微波波长比粒子的直径大的多,则由属于 瑞利散射类型,散射强度与波长四次房呈反比,波长越长散强度越小,所以微 波才可能有最小散射,最大投射,而被成为具有穿云透雾的能力。 4. 简述大气窗口的概念以及常用的大气窗口有哪些? 答:有些波段的电磁辐射通过大气候衰减较小,透过率较高,对遥感十分有利, 这些波段通常成为大气窗口。目前所知,可以做遥感的大气窗口大体有如下几 个: (1)0.3~1.15μm 大气窗口,包括全部可见光波段、部分紫外波段和部分*红 外波段,是遥感技术应用最主要的窗口之一。 (2)1.3~2.5μm 大气窗口属于*红外波段。 (3)3.5~5.0μm 大气窗口属于中红外波段。 (4)8~14μm 热红外窗口 (5)1.0mm~1m 微波窗口,分为毫米波、厘米博、分米波。 5. 热红外波段在遥感器入瞳处的辐射亮度包括那几个方面 答: (1)目标反射其表面的辐射照度,包括直射太阳辐射、半球天空向下漫射 辐射和大气向下热辐射。 (2)目标自身辐射,其能量的大小取决于地面目标的比辐射率和大气头过滤, 经大气草率见后到达遥感器入瞳处。 (3)在遥感其观测方向上的大气热辐射,热红外光谱范围内。 6. 简述一般物体的发射辐射? 答:黑体热辐射由普朗克定律藐视,它仅依赖于波长和温度。然而,自然界中 实际物体的发射和吸收的辐射量都比相同条件下绝对黑体的纸。而且,实际物 体的辐射不仅依赖于波长和温度, 还与构成物体的材料、 表面状况等因素有关。
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我们用发射率 ε 来表示他们之间的关系:ε=W’/W。即发射率 ε 就是实际无题于 同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。 7. 简述地物的反射辐射类型 答:地物的反射辐射类型有三种类型 (1) 镜面反射:是指物体的反射满足反射定律。当发生镜面反射是,对于不 透明的物体,其反射能量等于入射能量减去物体吸收能量。 (2) 漫反射:如果入射电磁波波长 λ 不变,表面粗糙度 h 逐渐增加,知道 h 与 λ 同数量级,这是整个标间均匀反射入射电磁波,入射到比表面的电磁波会 按郎伯余弦定律反射。 (3) 方向反射:实际物体标间由于地形起伏,在某个方向上反射最强烈,这 种现象成为方向反射。方向反射是镜面反射和漫反射的结合。它发生在地物粗 糙度继续增大的情况下,这种反射没有规律可寻。 8. 简述不同地物的反射波谱特性? 答: (1) 土壤反射波谱特性:自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷 值,一般来讲土壤的光谱特性曲线与一下一些因素有关,即土壤类别、含水量、 有机质含量、砂、土壤表面的粗糙度、粉砂相对百分含量等。此外费力也对反 射率有一定影响。 (2) 植物的反射波谱特性:由于植物均进行光合做用,所以各类绿色职务具 有很相似的反射波谱特性,其特点是:在可见光波段 0.55μm(绿光)有反射率 为 10%~20%的一个波峰,两侧 0.45μm(蓝)和 0.67μm(红)则有两个吸收带。 这一特征是有于叶绿素的影响造成的,叶绿素对蓝光和共光吸收强,而对绿色 反射作用强。在*红外波段 0.8~1.0μm 间有一个反射的陡坡,致 1.1μm 附*有 一个峰值,形成职务的独有特征。这是由于植被页的细胞构成的影响,处了吸 收和投射的部分,形成发哦反射率,在*红外波段(1.3~2.5μm)受到绿色植物 含水量的影响,特别是 1.45μm、1.95μm 和 2.7μm 为中心是水的吸收带,形成 低估。职务波谱在上述基本特征下仍有细部差别,这种差别于植物类、季节、 病虫害影响、含水量多少有关。 (城市道路、建筑物的波谱特性,岩石波谱特性参见教材:18~20 页) 9. 影响地物光谱反射率变化的因素有哪些? 答:很多因素会引起反射率变化,如太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、 季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身变异、大气状况等。 10. 测定地物反射波谱特性曲线的主要作用? 答: (1) 它是选择遥感波普段、设计遥感仪器的依据(2) 在外业测量中,它 是选择合适的飞行时间的基础资料。 (3) 它是有效进行遥感图像数字处理的前 提之一,是用户判读、识别、分析遥感影像的基础。
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11. 地物波谱特性测定的步骤 答:地物波谱特性的测定,通常按以下步骤进行: (1) 架好光谱仪,接通电源并进行预热; (2) 安置波长位置,调好光线进入 仪器的狭缝宽度; (3) 按照准器分别照准地物和标准板,并测量和记录地物、 标准板在波长 λ1,λ2,…,λn 处的观测值 Iλ 和 I0λ; (4) 计算 λ1,λ2,…, λn 处的 ρλ; (5) 根据测量结果,以 ρλ 为纵坐标轴,λ 为横坐标画出地物反射 波谱特性曲线。 12. 遥感*台的分类? 答:遥感中搭载传感器的工具通称为遥感*台。按照*台距地面的高度大体上 可以分为三类:地面*台、航空*台、航天*台。 (1)地面遥感*台指用于安置遥感器的三脚架、 遥感塔、 遥感车等高度在 100m 以下。在地面上放置地物波谱仪、辐射计、分光光度计等。可以测定各类地物 的波谱特性。 (2) 航空*台指高度在 100m 以上,100km 一下,用于各种资源调查、空中 侦察、摄影测量的*台 (3) 航天*台一般指高度在 240km 一上的航天飞机和卫星等,其中高度最高 的要数气象卫星 GMS 所代表的静止卫星, 它位于赤道上空 36000km 的高度上, landsat、spot、MOS 等地球卫星高度也在 700~900km 之间。 13. 小卫星的主要特点? 答: (1) 重量轻,体积小。 (2) 研制周期短,成本低。 (3) 发射灵活,启动速度快,抗毁坏性强。 (4) 技术性能高。 14. 传感器分类? 答:传感器种类繁多,就其基本结构原来来看,目前遥感中使用的传感器大体 上可以分为如下一些类型: (1) 摄影类型的传感器 (2) 扫描成像类型的传感器 (3) 雷达成像类型的传感器 (4) 非图像类型的传感器 15. 传感器主要构造? 答:无论那种类型的传感器它都有如下基本组成部分: (1) 收集器:收集地物辐射来的能量。 (2) 探测器:将收集的辐射能转变呈化学能或电能。 (3) 处理器:对收集的信号进行处理。
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(4) 输出其:输出获取的数据。 16. 光学图像与数字图像的转换? 答: (1)光学图像转换为数字图像:光学图像转变成数字图像就是把一个连续 的光密度函数变成一个离散的光密度函数。图像函数 f(x,y)不仅在空间坐 标上并且在幅度(光密度)上都要离散化,其离散后的每个像元的值用数字表 示,整个过程叫做图像数字化。 (2)数字图像转换为光学图像:数字图像转换为光学图像一般有量化总方式。 一种是通过显示终端设备显示出来。这些设备包括显示器、电子束或激光束成 像记录仪等,这些设备输出光学图像的基本原理是通过数模转换设备将数字信 号以模拟方式表现,入显示器就是将数字信号以蓝、绿、红三色不同强度通过 电子束搭载荧光屏上表现出来, 。 电子束或激光束成像记录仪工作原理与显示器 基本相似,另一种是通过照相或打印的方式输出,入早期的遥感图像处理设备 中包含的屏幕照相设备和目前的彩色喷墨打印机。 17. 遥感图像存储介质的比较? 答: (1)磁带,磁带是一种顺序存储戒指,要读取磁带上特定位置的记录需要 通过该点以前的全部记录数据,数据处理起来较慢,所以通常只将它作为数据 存储只用处理时将其存储的数据读入磁盘或内存中进行处理。 (2)磁盘:磁盘是随机存储戒指,因此一个完整的图像行是作为一个完整的记 录存储在磁盘的一个位置上,而组成一幅完整的图像记录必须是邻接的。磁盘 又有硬盘和软盘之分,硬盘盘片一般是金属制成,存储密度答,随机访问速度 快;软盘的盘片为熟料制品,存储容量较小,访问速度相对硬盘较慢。磁盘相 对磁带来说,读取或存储速度较快。可以快速的随机在磁盘上地位一个记录, 而不必像磁带,必须顺序绕过该记录以前的数据。 (3)光盘:光盘的特性于磁盘相似,但其存储原理于磁盘不同。磁盘在盘片的 表面上涂有一层磁性材料,存储是,按照数据的不同对磁盘表面的磁性物质惊 醒不同程度的磁化。读取是,根据磁化程度不同的数据进行表达,这样完成了 存储和读取数据的工作。而光盘表面涂上一层反光材料,利用此光束对反光材 料进行“蚀刻”,数据不同,“蚀刻”的程度也不一样,达到记录数据的目的。相 反就可以进行数据的读取。光盘也是随机存储介质。范文数据的速度较快,另 外它具有抗磁性,这一点比磁盘好。 18. 遥感图像存储格式有那些? 答: (1)BSQ 格式:所谓 BSQ 格式即按波段记录数据文件,陆地卫星 4,5 好 CCT 格式就是 BSQ 格式。这种格式的 CCT 磁带中,每一个文件记载的是某一 个波段的图像数据。其第一个波段数据文件之前都有一个图像属性文件,后面 又有一个尾部文件。 (2)BIL 格式:BIL 格式是一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式,BIL
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格式于 BSQ 格式相似。 (3)TIFF 格式:标签化文件格式(TIFF)是 Aldus 公司和微软公司合作开发的一 个多用途可扩展的用于存储栅格图像的文件格式。 TIFF 不仅能很好地处理黑 白、灰度、彩色图像,而且还支持对图像橡树的许多数据压缩方案。 (4)BMP 格式:现在很多的遥感图像处理系统是基于 Windows 操作系统的。 而 Windows 把 BMP 作为其图像的标准格式,并且内涵了一台支持 BMP 图像 处理的 APT 函数。BMP 格式一般由两大部分组成:文件头和实际图像信息。 19. 遥感图像处理系统软件的功能? 答: (1) 图像文件管理 (2) 图像处理 (3) 图像校正 (4) 多影像处理 (5) 图像信息获取 (6) 图像分类 (7) 遥感专题图制作 (8) 与 GIS 系统的接口 20. 遥感图像几何变形的内容? 答:遥感图像成图时由于各种因素的影响,图像本身的几何图像与其对应的地 物形状往往是不一致的。遥感图像的几何变形是指原始图像上各地物的集合位 置、形状、方位、等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。 遥感图像变形误差可以分为静态误差和动态误差两大类。 静态误差是在成像过 程中,传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差。动态误差 主要是在成像过程中由于地球的旋转等因素造成的图像变形误差。变形误差又 可以分为内部误差和外部误差两类。内务误差主要是由于传感器自身的性能技 术在地面同坐检校的方式的顶,其误差值不大,外部变形误差是在传感器本身 处于正常工作的条件下,有传感器以外的各种因素所造成的误差。 21. 外部误差对图像变形的影响有? 答: (1) 传感器成像方式引起的图像变形 (2) 传感器外方位元素变化的影响 (3) 地形起伏引起的像点位移 (4) 地球曲率引起的图形变形 (5) 大气折射引起的图像变形 (6) 地球自转的影响 22. 遥感影像的集合处理?
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答:遥感影像的集合处理包括两个层次:第一是遥感图像的粗加工处理,第二 是遥感图像的精加工处理。遥感图像的粗加工也成为粗纠正,它仅作系统误差 改正。当已知图像的构象方程时,就可以把与传感器有关的测定的校正数据进 行几何校正。遥感图像精纠正是指消除图像中的几何变形,产生一幅符合某种 地图投影或图形表达要求的新图像的过程。 23. 遥感影像的粗加工处理步骤? 答: (1) 投影中心坐标的测定和计算 (2) 卫星姿态角的测定 (3) 扫描角 θ 的测定。 24. 遥感图像精处理的步骤? 答: (1) 根据图像的成图方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模型 (2) 根据所采用的数学模型确定纠正公式 (3) 根据地面控制点和对应像点坐标进行*差计算变换参数,评定精度。 (4) 对原始影响进行集合变换计算,像素亮度值重采样。 25. 遥感图像精纠正方法有哪些? 答: (1) 遥感图像的多项式纠正 (2) 遥感图像的共线方程纠正 (3) SPORT 图像共线方程纠正 (4) 加入高差改正的 CCD 线阵影响的多项式纠正 26. 多项式纠正方法步骤? 答 (1) 利用已知地面控制点求解多项式系数 (2) 遥感图像的纠正变换 (3) 数字图像亮度(或灰度)值的从采样 27. 数字图像处理的相关过程? 答: (1) 首先在参考图像上选取以目标点为中心,大小为 mn 的区域作为目标区 域 T1,并确保目标点在区域的中间。然后确定搜索图像的搜索区 S1,其大小 为 JK,显然 J>m,K>n,S1 的位置和大小选择必须合理,使得 S1 中能完整地包 含一个模板 T1, 其位置的确定可以是大致估计或者根据粗加工处理以后坐标的 相对误差来确定。 (2) 将模板 T1 放入搜索区 S1 内搜索同名点。从左致右、从上到下,逐像素 的移动搜索区来计算目标区和搜索区之间的相关系数。区最大者为同名区域,
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其中心为同名点。 (3) 选取下一个目标去,重复(1) (2)以得到其在搜索区的同名点。 28. 数字图像镶嵌的关键是? 答: 第一, 如何在集合上将多幅不同的图像文件合在一起。 因为在不同时间用相同 的传感器以及在不同时间用不同的传感器获得的图像,其几何位置和变形是不 同的。解决几何链接的是指就是集合纠正,按照集合纠正方法将所有参加镶嵌 的图像纠正到统一的坐标系统。去掉重叠部分后将多幅图像拼接起来形成一幅 更大幅面的图像。 第二, 如何保证拼接后的图像反差一致,色调接*,没有明显的接缝,就要考 虑接缝消除的问题。接缝消除的过程如下: a) 图像几何纠正 b) 镶嵌边搜索 c) 亮度和反差调整 d) 街边线*滑。 29. 传感器接收电磁波能量包括那些部分? 答: (1) 太阳经大气衰减后照射到地面,经地面反射后,又经大气第二次衰减进 入传感器的能量。 (2) 地面本身辐射的能量经过大气后进入传感器的能量。 (3) 大气散射、反射和辐射的能量。 30. 传感器辐射误差包括那些? 答: (1) 传感器本身的性能引起的辐射误差 (2) 地形影响和光照条件变化引起的辐射误差。 (3) 大气的散射和吸收引起的辐射误差。 31. 辐射校正包括那几方面? 答: (1) 影像辐射校正 (2) 太阳高度角和地形影响引起的辐射误差校正 (3) 大气校正 32. 对于红外波段,为获得传感器如后处的辐射亮度的步骤是? 答: (1) 选择一处温度均匀、稳定的大面积表面作为测量区 (2) 同步测量水面的温度和比辐射率,有普朗克方程计算出等效黑体光谱辐 射亮度;
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(3) 同步测量当时大气条件下的大气光学厚度和水气含量,利用探空测量垂 直线上的压强、温度即相对湿度。 (4) 利用辐射传输模型,根据上面同步测量的数据,计算处传感器入口处的 光谱辐射亮度。 (5) 通过图像处理定位处目标区,读取传感器输出的亮度值; (6) 根据传感器入口处的光谱辐射亮度,传感器输出亮度值球的绝对辐射定 标系数。 33. 利用图像本来求反射率的方法有哪些? 答: (1) 内部*均法。以图像某一波段的灰度值除以该波段的*均值得到相对发 射率。该方法要求地物具有多种类型,整幅图像的*均值光谱曲线没有明显的 强吸收特征。 (2) *均域法。在图像中找一块亮度高、光谱相应变化小和地形起伏小的区 域,用图像灰度值除以该区域的光谱相应值。该方法能减少大气影响和一起引 入的残留效应等。 (3) 对数残差法。该方法考虑了大气效应和地形影响。 34. 大气校正? 答:辐射校正必须考虑大气的影响,需要进行大气校正。大气的影响是指大气 对阳关和来自目标的辐射产生吸收和散射。消除大气的影响是非常重要的,消 除大气影响的校正过程成为大气校正。大气校正包括: (1) 基于地面场数据或辅助数据进行辐射校正 (2) 利用不断的特性进行的大气校正。 35. 地面场辐射校正的意义? 答: (1) 建立地面辐射校正场符合遥感数据定量化的需要。 (2) 建立地面辐射较正常可以弥补星上定标的不足。 (3) 满足多种传感器和多时向遥感资料的应用需要。 36. 图像增强的目的是什么? 答:图像增强是数字图像处理的基本内容。遥感图像增前是为特定目的,突出 遥感图像中的某些信息,削弱或除去某些不需要的信息,是图像更易判读。图 像增强的是指是增强感情徐的目标和周围背景图像间的反差。它不增加原来图 像的信息,有时反而会损失一些信息。 37. 图像增强处理常用的技术? 答:目前常用的图像增强处理技术可以分为两大类:空间域和频率域的处理。 空间域处理是指直接对图像进行各种运算得到需要的增强结果。频率域处理是 指先将空间域图像变换成频率域图像, 然后在频率与中对图像的频谱进行处理,
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以达到图像增强的目的。 38. 图像均衡化的效果是什么? 答: (1) 各灰度级所占图像的面积*似相等,因为某些灰度级出现的像素不可能 被分割。 (2) 原图像上频率小的灰度级被合并,频率高的灰度级被保留因此可以增强 图像上大面积地物与周围地物的反差。 (3) 如果输出数据分段级较少,则会产生一些大类地物的*似轮廓。 39. 图像反差调整的方式有那些? 答 (1) 线性变换 (2) 直方图均衡 (3) 直方图正态化 (4) 直方图匹配 (5) 密度分割 (6) 其它非现行变换 (7) 图像灰度反转 40. 图像*滑的目的,方法? 答:图像*滑的目的在于消除各种干扰噪声,是图像中高频成分消退,*滑掉 图像的细节,是其反差降低,保存低频成分。图像*滑包括空间域处理和频率 域处理两大类。 图像*滑的方法有: (1) 领域*均法 (2) 低通滤波法 41. 图像锐化的目的,方法? 答:锐化是增强图像中的高频成分,突出图像的边缘信息,提高图像细节反差, 也称为边缘增强,其结果与*滑相反,图像锐化处理有空间域处理和频率域处 理两种。 42. 图像融合的目的,方法? 答:图像融合是指多源遥感图像按照一定的算法,在规定的地理坐标系,生成 新的图像的过程。图像融合的算法很多,主要有: (1) 加权融合 (2) 基于 HIS 变换的图像融合 (3) 基于主分变换的图像通和(K-L 变换法) (4) 基于小波变换的图像融合 (5) 比值变换融合
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(6) 基于特征图像融合 (7) 基于分类的图像融合。 43. 基于特征的图像的融合有那些方法? 答: (1) 对两个不同特征的图像做边缘增强,然后加权融合; (2) 对其中一个图像做边缘提取,然后融合到另一个图像上 (3) 对两个图像经小波变换后形成基带图像和子带图像,对基带图像加权融 合方法,而对子带图像采用选择子带中特征信息丰富的图像进行融合。 44. 基于 HIS 变换的融合过程? 答: (1) 待融合的全色图像和多光谱图像和多光谱图像进行集合配准,并将多光 谱图像重采样与全色分辨率相同。 (2) 将多光谱图像变换转换到 HIS 空间。 (3) 将全色图像 I’和 HIS 空间的亮度分量 I 进行直方图匹配 (4) 对全色图像 I’代替 HIS 空间亮度分量,即 HIS->I1HS。 (5) 将 I’HS 逆变换到 RGB 空间,即得到融合图像 45. 基于正交二进制小波变换的图像融合步骤? 答: (1) 对高分辨率全色图像和多光谱图像进行集合配准,并且对过光谱图像采 样与全色图像分辨率相同; (2) 对全色图像和多光谱图像进全色匹配。 (3) 对全色高分辨率图像进行分解,分解成 LL(低频部分) ,HL(水*方向 的小波系数) ,LH(垂直方向小波系数) ,HH(对焦方向小波系数) (4) 对过光谱图像进行分解呈四部分,LL,LH,HL,HH (5) 根据需要或保持多光秃色调的程度由(3) (4)中的 LL 重新组成新的 LL (6) 根据需要由(3) (4)中的 LH,HL,HH 重新组合成新的 LH,HL,HH; (7) 有(5) (6)所得到的新的 LL,HL,LH,HH 反变换重建影响 (8) 其它波段融合重复步骤(3)~(7) 。 46. 基于特征的图像融合几种方法? 答: (1) 对两个不同特性的图像做边缘增强,然后加权融合; (2) 对其中一个图像做边缘提取,然后融合到另一个图像上; (3) 对两个图像经小波变换后形成基带图像和子带图像,对基带图像用加权 融合方法,而对子带图像采用选择子带中特征信息丰富的图像进行融合。 47. 影响景物特征及其判读的因素有那些?
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答: (1) 地物本身的复杂性 (2) 传感器特性的影响 (3) 目视能力的影响 48. 传感器特性影响的因素? (1) 几何分辨率 (2) 辐射分辨率 (3) 光谱分辨率 (4) 时间分辨率 49. 目视判读的一般过程和方法 答:判读前的准备: (1) 判读员的训练 (2) 搜集充足的资料 (3) 了解图像的来源、性质和质量 (4) 判读仪器和设备 判读的一般过程: (1) 发现目标 (2) 描述目标 (3) 识别和鉴定目标 (4) 清绘和评价目标 50. 侧视雷达图像上的色调与那些特性有关? 答: (1) 与入射角有关 (2) 与地面粗糙程度有关 (3) 与地面的电特性有关 51. 什么是特征变换,特征变换的作用有那些? 答:为了设计处效果好的分类器,一般需要对原始图像进行数据分析处理,特 征变换是将原有的 m 测量值集合并通过某种变换,产生 n(n<m)个新的特征。 特征变换的作用表现在两个方面:一方面减少特征之间的相关性,使得用尽可 能少的特征来最大限度地包含所有原始数据的信息;另一方面使得待分类别之 间的差异在变换后的特征中更明显,从而改善分类效果。 52. 主分变换(K-L 变换)的计算步骤是? 答: (1) 计算多光谱图像的均值向量 M 和协方差矩阵 Σ。 (2) 计算矩阵 Σ 的特征值 λr 和特征向量 φr(r=1,2…,m) ,m 为多光谱图 像的波段数;
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(3) 将特征值 λr 按由大到小的次序排列,即 λ1>λ2>…>λm (4) 选择前 n 各特征值对应的 n 各特征向量构造变换矩阵 Φn。 (5) 根据 Y=ΦnX 进行变换,得到的新特征影响就是变换的结果,X 为多光 谱图像的一个光谱特征矢量。 53. 主分量变换具有那些优良性质? 答: (1) 变换后的矢量 Y 的协方差矩阵是对角阵,对角矩阵表明新特征矢量之间 彼此不相关。 (2) 经过主分量变换后得到几个变量,可以证明此时具有的军方茶在所有正 交变换中是最小的,由于 n<m 这样就用比较少的变量代替了原来的几个变量, 实现了数据的压缩。 54. 常用的特征变换有那些? 答: (1) 主分量变换 (2) 哈达玛变换 (3) 穗帽变换 55. 什么是监督分类,监督分类的思想是什么? 答:监督分类是基于我们对遥感图像上样本区内地物类别一致,于是可以利用 这些样本类别的特征作为依据来识别非样本数据的类别。 监督分类的思想是:首先根据一致的样本类别和类别的先验知识,确定判别函 数和相应的判别准则,其中利用一定数量的已知类别的样本的观测值求解待定 参数的过程称之为学*或训练,然后将位置类别的样本的观测值带入到判别函 数,在依据判别准则对样本的所属类别做出判定。然后计算每一类别对应的判 别函数总各个参数,监督分类意味着对类别已有一定的先验知识。 56. 监督分类的主要步骤是什么? 答: (1) 确定感兴趣的类别数 (2) 特征变换和特征选择 (3) 选择训练样区 (4) 确定判别函数和判别规则 (5) 根据判别函数和判别规则对训练样区的图像区域进行分类。 57. 监督分类和非监督分类的结合操作步骤? 答:第一步:选择一些有代表性的区域进行非监督分类。 第二步:获得多个聚类别的先验知识。 第三步:特征选择。 第四步:使用监督法对整个影像进行分类
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第五步:输出标记图像。 58. 简述高程信息在遥感图像分类中的应用? 答:由于地形起伏的影响,会使地物的光雾反射特性发生变化,并且不同地物 的生长地域往往受海拔高度或坡度坡向的制约,所以将高程信息作为辅助信息 参与分类将有助于提高分类的精度。 59. 简述纹理信息在遥感图像分类中的应用? 答:纹理特征有时也用来提高分类的效果,特别是在似无光谱特性相似,而纹 理特征差别较大的场合, 如树林与草皮, 草皮的纹理比数目的纹理要细密的多, 氮而这的光谱特性相似,这时候加入纹理信息辅助分析是比较有效的。 60. 结构模式识别方法的主要内容? 答: (1) 模式机缘的选择与抽取 (2) 模式文法 (3) 串的识别与分析。 计算机自动分类的新方法? 答: (1) 模糊聚类算法 (2) 神经元网络方法 分析题 1. 论述大气对太阳辐射的影响 答:地球大气从垂直方向可以分为四层:对流层、*流层、电离层和外大气层。 大气的成分主要有:氮、氧、氩、二氧化碳等气体。他们对太阳辐射具有吸收、 散射和反射作用。 在可见光波段,引起电磁波衰减的主要原因是分子散射。在紫外、红外于微波 区, 引起电磁波衰减的主要原因是大气吸收。 引起大气下手的主要成分是氧气、 臭氧、 水、 二氧化碳等, 他们吸收点此辐射的主要波段有:臭氧主要吸收 0.3μm 一下的字歪曲的电磁波;二氧化碳主要吸收带分别为 2.60~2.80μm;水蒸气主 要吸收到在 0.7~1.95μm 间。 此外氧气对微波中的 0.253cm 及 0.5cm 处也由吸收 作用。工业集中区附*的高浓度一氧化碳、氨气、硫化氢、氧化硫等具有吸收 电磁波的作用。大气吸收的主要影响会造成遥感影响的暗淡。 在可见光范围内,大气字吸收的影响很小,主要是散射引起衰减。散射造成 太阳辐射的衰减,但是散射强度遵循的规律于波长密切相关。太阳的电磁波辐 射几乎包括电磁辐射的各个波段,因此,在大气状况相同是同时会出现各种类 型的散射。 电磁波于大气的相互做用还包括大气反射。 大气反射各个波段受到不同程度的 影响,因此应该尽量选择物语的天气接受遥感信号。
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2. 论述遥感数字处理系统的组成 答:一个完成的遥感数字处理系统包含硬件和软件两大部分。硬件是指进行遥 感图形数字处理所必须具备的硬件设备。软件是指进行遥感图像处理是所编织 的各种程序。一套图像处理程序构成图像处理的软件系统,该系统运行于特定 的操作系统之上。 (1) 遥感数字处理的硬件系统包括:输入设备、输出设备、电子计算机存储 设备以及系统操作台。 (2) 遥感数字图像处理的软件系统: 是建立在一定操作系统之上的应用软件。 当前遥感处理软件主要运行于 Unix 和 Windows 系列操作系统上。遥感图像处 理软件所包含的功能有:图像文件管理、图像处理、图像校正、多影像处理、 图像信息获取、图像分类、遥感专题图制作和与 GIS 系统的接口等功能。 3. 3S 集成 答:遥感技术通过不同遥感传感器来获取地表数据,然后进行处理、分析,最 后获得感兴趣的有关信息,并且随着遥感技术的发展,这种技术多能获得的信 息越来越丰富。 地理信息系统的长处在于对数据进行分析如果将两者结合起来, 一方面,遥感能帮助 GIS 系统解决数据获取和更新问题,另一方面,可以利用 GIS 中的数据帮助遥感图像处理。由于 GPS 在实时定位方面的优势,使得 GPS 于遥感图像处理的集成变的很自然。不管是地理信息系统,还是遥感图像处理 系统,都处理的是带坐标的数据,而 GPS 是当前获取坐标最快,最方便的方式 之一,同时精度也越来越高,3S 集成,即遥感图像处理系统、地理信息系统和 全球定位系统的集成。 3S 集成的亮亮结合,即 GPS 与 RS 集合,GPS 于 GIS 集合和 RS 和 GIS 集合。 其中 RS 和 GPS 集合是核心。 (1) GPS 与 RS 结合的关键在硬件,即 GPS 于 RS 传感器的集合。而这的集 合能够实现无控制点的情况下空对地的直接定位。 (2) GPS 与 GIS 结合关键在软件,GPS 作为 GIS 数据源用于寻找目标,帮助 GIS 定位以及数据更新。而这的集成可利用地面与空间的 GPS 数据进行载波相 位测量以满足 GIS 不同比例尺数据库的要求。而这集成的最成功的应用是车载 导航与监控。 (3) RS 与 GIS 的结合。 RS 与 GIS 的集合有三种方式: 分开但是*行的结合、 表面无缝的结合、整体的结合。 遥感图像判读 结合实例进行分析

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