遥感复习资料课件

1、中国矿业大学遥感复习资料第1章 1、遥感定义:遥感是指不与目标物直接接触，应用探测仪器，接收目标物的电磁波信息，并对这些信息进行加工分析处理，从而识别目标物的性质及变化的综合性对地观测技术。 2、遥感系统组成 信息源: 目标物发射、反射的电磁波 信息获取：遥感平台(地面、空中、空间)，遥感器(传感器) 信息接收：模拟信息人工回收，数字信息卫星接收站接收 信息处理：信息的恢复、校正、增强、分类、统计等 信息应用：专业应用、综合应用 3、遥感有哪几种分类方法及哪些分类？ 有六种不同的分类方法： 1.按平台（载体）分：地面、航空、航天和航宇遥感 2.按电磁波段分：紫外、可见光、红外、微波遥感 3.按

2、传感器工作方式分：主动式和被动式遥感 4.按资料获取方式分：成像和非成像遥感 5.按应用范围分：外层空间、大气层、陆地、海洋遥感 6.按应用领域分：农业、林业、水利、地质、环境、资源、海洋遥感等 4、遥感与常规手段相比有哪些特性？ 空间特性全局与局部观测并举，宏观与“微观”信息兼取 光谱特性探测波段向两侧延伸，扩大了探测范围 时相特性能够快速周期成像，有利于动态监测和研究 经济特性应用领域广泛，经济效益高,投入与产出比例大 5、遥感发展的几个里程碑？ 1858年，法国首次用气球在空中拍摄了巴黎的照片。1957.10.4 前苏联发射第一颗人造地球卫星。 1972.7.23 美国发射第一颗地球资源

3、卫星，Landsat-1 1999.10.4 中国发射第一颗地球资源卫星，CBERS1 2003.10.15 “神舟”五号载人飞船发射成功，杨利伟叩访太空遥感发展的几个里程碑 1970.4.24 中国发射第一颗人造地球卫星，“东方红号”2007.10.24 “嫦娥”一号，奔月而去， 1.9.25 “神舟”七号发射，实现太空行走 2010.3.,12:55，我国在酒泉成功发射“遥感卫星九号”第一章 1.名词解释： 电磁波：物体所固有的发射和反射在空间传播交变电磁场的物理量。（电磁振动的传播形成电磁波） 电磁波谱：按电磁波波长的长短（或频率的大小），依次排列制成的图表

4、叫做电磁波谱。 绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体叫绝对黑体。 辐射通量：单位时间内通过某一面积的各种波长辐射的辐射能量。 辐射通量密度：指单位时间内，单位面积上所接受的辐射能量。 辐照度：在某一指定表面上单位面积上所接受的辐射能量。 辐照出射度：从辐射源表面单位面积发射出的辐射通量。 大气效应：当太阳辐射经过大气层时与大气层中的离子、分子、颗粒、水汽等发生吸收、散射、反射和透射等物理过程，这个过程称为大气效应。 太阳常数：是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射方向上，单位面积单位时间内黑体

5、所接收的太阳辐射能量。 比辐射率：单位面积上地物发射的某一波长的辐射通量密度与同温下黑体在同一波长上的射通量密度之比。 瑞利散射：尺度远小于入射光波长的粒子所产生的散射现象。 米氏散射：大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。 光谱反射率：被物体反射的光通量与入射到物体的光通量之比。 光谱反射曲线：被物体反射的光通量与入射到物体的光通量之比即光反射比与波长之间的关系曲线。 地物光谱特性：不同地物对入射的电磁辐射能有不同程度的反射、吸收和透射，不同的地物也发射不同波长的电磁波，这种有选择性的反射、发射、吸收和透射的性质，就是地物的

6、的光谱特性。 Atmospheric Window：在太阳辐射能经过大气层的过程中，被吸收、散射、反射的比例较小，而透射率较高的波段，也就是传输损耗率很小的波段，称为大气窗口。（60%） 2.辐射源是如何分类的？举例说明。辐射源分为天然辐射源：地球、太阳等；人工辐射源如雷达、闪关灯等。3.常用的大气窗口有哪些？其波长范围和透射率各是多少？4地物光谱特性测量的原理是什么？ 用光谱测定仪器分别探测地物和标准版、测量、记录和计算地物对每个波普段的反射率，其反射率的变化规律即为该地物的波普特性。 第二章 1、人造地球卫星如何分类？2、卫星轨道基本参数有哪些？其它

7、参数有哪些？ 六个基本参数：轨道倾角、升交点赤经、近地点幅角、长半轴、扁心率和近地点时刻 其它参数：1卫星运行速度2卫星运行周期3卫星高度4）每天绕地圈数5）重复周期6）轨道间隔 3、什么是太阳同步轨道和地球同步轨道？ 太阳同步轨道是指卫星轨道面与赤道面的夹角保持不变的轨道。 卫星运行周期与地球自转周期(23h5604”)相同的轨道称为地球同步轨道，简称同步轨道。5、解释陆地卫星的影像的重叠特征 陆地卫星的影像与航空像片一样，也有重叠。 其航向重叠一般固定为10%，因为扫描仪的扫描是连续的，没有重叠，所以10%是数据处理中心在分幅时人为设定的。 因为地球是一个椭圆体，而陆地卫星采用近极地轨道，

8、所以其旁向重叠随纬度的增高而增高。(赤道附近为14%，而在80°的高纬区，其旁向重叠高达85%。纬度/ ° 0 10 20 30 40 50 60 70 80重叠度 /% 14 15 19 26 34 45 57 70 85) 虽有重叠，但立体观察的效果不好。 要想观察立体，需邻轨斜向扫描或同轨前后扫描。(如SPOT、CBERS) 6、海洋遥感的特点及其主要应用。 特点： （1）需要高空和空间遥感平台，进行大面积同步覆盖观测； （2）以具备全天候、全天时遥感特性的微波遥感为主； （3）电磁波与激光、声波结合，扩大探测手段；（探深） （4）海洋遥感资料与海面实测资料相互补充和

9、校正。 主要应用： 1、海洋温度场；2、海流的位置、界线、流向、流速；3、海浪的周期、速度、波高； 4、水团的温度、盐度、颜色、叶绿素含量；5、海冰的类型、密集度、数量、范围； 6、水下信息、海洋环境、海洋净化等方面的动态监测。 7、什么是小卫星？它有哪些特点？ 根据卫星的质量，通常将小于1000公斤的卫星称为广义的小卫星。将500-1000公斤的卫星称为小卫星 特点：（1）重量轻、体积小（2）研制周期短，成本低（3）发射灵活，启用速度快，抗毁性强（4）技术性能高 第三章1. 成像传感器的分类（1） 摄影成像：画幅式，缝隙式、全景式，多光谱，数码式 （2） 扫描成像：掸扫式，推扫式 （3） 微

10、波成像：真实孔径雷达（RAR），合成孔径雷达(SAR) 2. 评价传感器性能的技术指标有哪些？ 传感器的空间分辨率、波谱分辨率、辐射分辨率、时间分辨率和视场角 3. MSS的成像工作原理。（多光谱扫描仪（MSS）LANDSAT） 在扫描仪的前方安装可转动的光学镜头，并依靠机械传动装置使镜头摆动，形成对地面目标的逐点逐行扫描。 属于光学-机械扫描仪的一种。 4. HRV的成像工作原理。（SPOT的HRV(High Resolution Visible range instrument)高分辨率可见光扫描仪） 采用线列（或面阵）探测器作为敏感元件，线列探测器在垂直于飞行方向上做X向排列，当飞行器向

11、前飞行完成Y向扫描时，线列探测器就向刷子扫地一样实现带状扫描。5 微波遥感的特点有哪些？ 1、全天候、全天时工作2、对某些地物具有特殊的波谱特性 3、对冰、雪、森林、土壤具有一定的穿透能力4、对海洋遥感具有特殊的意义5、分辨率较低，但特性明显 6 RAR的设计思路及工作原理? （真实孔径侧视雷达） 侧视雷达的天线不是安装在遥感平台的正下方，而是朝向一侧或两侧倾斜安装，向侧下方发射微波，接收地物回波信号(振幅、位相、极化)。这种设计可使发射范围更宽，如能达到每侧100KM。 波束向侧下方发射可使不同地形显示出更大的区别，使雷达图像更具有立体感。 7 SAR的设计思路及工作原理 基本设想：利用雷达

12、与目标的相对运动，将一个小孔径的天线安装在平台侧方，以代替大孔径的天线,它在空中沿直线匀速运动过程中,每个特定位置的天线元接收特定位相的目标反射回波。将它们储存起来进行合成相干处理就得到相当于由多个天线元构成的长天线操作的结果。这种合成天线的原理,可以制成高分辨率的成像雷达。8 解释SAR/INSAR/DINSAR的概念及工作原理 Radar (雷达) SAR（合成孔径侧视雷达） INSAR（干涉合成孔径雷达 DINSAR（差分干涉合成孔径雷达） 合成孔径雷达技术是干涉雷达和差分干涉雷达技术的基础，而干涉雷达和差分干涉雷达技术则是合成孔径雷达技术的应用延伸和扩展。 干涉雷达测量技术（INSAR

13、)是以同一地区的两张SAR图像为基本处理数据，通过求取两幅SAR图像的相位差，获取干涉图像，然后经相位解缠，从干涉条纹中获取地形高程数据的空间对地观测新技术。 差分干涉雷达测量技术（D-INSAR）是指利用同一地区的两幅干涉图像，其中一幅是通过形变事件前的两幅SAR获取的干涉图像，另一幅是通过形变事件前后两幅SAR图像获取的干涉图像，然后通过两幅干涉图差分处理（除去地球曲面、地形起伏影响）来获取地表微量形变的测量技术。9 雷达遥感的信息特征有哪些 (1) 雷达影像的色调差异主要取决于回波的强弱 (2) 一般来说,距离近的物体回波强,距离远的物体回波较弱(3) 金属物体往往都有较强的回波 (4)

14、 平行于航向的物体回波较强 (5) 受地形起伏的影响,雷达波不能到达之处,形成雷达阴影 (6) 受天线角度影响,地面镜面目标无回波 (7) 在雷达影像上,线状地物一般比较清晰 (8) 雷达影像的立体感较强 10 卫星影像有哪些优缺点？ 1、优点：A、像幅面积大,宏观性强 B、多波段性 C、多时相性 D、近似垂直投影,误差小,比例尺一致 E、时间统一，便于影像分析F、信息资料数字化,便于计算机处理 G、不受地区和国界限制F、成本低廉2、缺点 A、分辨率低B、立体观察效果不好第四章1、什么是色的三要素？ 色调（Hue）、明度（Lightness ) 、饱和度(Saturation)(HL

15、S)2、为什么说红绿蓝是三原色？ 红、绿、蓝三种颜色以不同的比例可以配得自然界中任何一种颜色。反之，任何一种颜色也可分解为红、绿、蓝三种单色。但红、绿、蓝三色相互独立，其中一种不能由其它两种配得，所以称红、绿、蓝为三原色。3、感光材料的结构有哪几部分组成？ 保护层、 乳剂层、片基、防光晕层 4、绘出加色法和减色法颜色合成原理图。 5、加色法与减色法在原理上有何不同？ 加色法原理：人眼是根据光的波长识别颜色的，用红、绿、蓝三原色光按不同比例相加可以取得其他色彩。一种色光与另一种特定的色光按一定比例混合，可以得到白色光。混合后产生白色光的两种色光的色，称做互补色。 减色法原理：在打印、印刷、绘画等

16、靠介质表面的反射被动发光的场合，物体所呈现的颜色是光源中被颜料吸收后所剩余的部分，其成色的原理叫做减色法原理。 6、模拟图像与数字图像从特征上有哪些不同？ 1）数字图像不是一个连续函数，是对地物电磁波辐射特性和地物空间分布的离散化采样2）由于采用光电探测器件，数字图像光谱表达范围很宽，可反映地物从紫外、可见光到远红外所有波段的反射和发射特性3）数字图像不但能用于目视分析和手工量测，而且也特别适合计算机分析和处理。 7、叙述模/数转换的原理光学图像变换成数字图像就是把一个连续的光学密度函数转变成一个离散的光学密度函数。函数图象F（x,y）在空间坐标和光密度（幅度）上都要离散化，其离散化后的每个像

17、元的值用数字表示，整个过程叫做图象数字化。8、说明BIP,BIL和BSQ数据格式的排列方式 BIP：逐像元按波段次序记录；BIL：逐行按波段次序记录；BSQ：逐波段次序记录 9、常用遥感影像处理系统有哪些？ 1 . CASM ImageInfo(中国测绘科学研究院) 2. Titan Image (北京东方泰坦科技有限公司） 3.IRSA（国家遥感应用技术研究中心） 4.SAR INFORS（中国林科院与北大遥感所） 1. ERDAS ，美国 2.ENVI,美国 3. PCI,加拿大 4.ER MAPPER,澳大利亚第五章 1、名词解释： 构像方程：指地物点在图像上的图像坐标(x，y)和其在地

18、面对应点的大地坐标(X、Y、Z)之间的数学关系。 几何变形：原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、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。 几何校正：根据遥感图像的畸变规律和成像过程的辐射误差分布，恢复遥感影像的几何位置，再现地物的电磁波辐射特性。 多项式纠正：利用地面控制点的图像坐标和其同名点的地面坐标通过平差原理计算多项式的系数，然后用该多项式对图像进行纠正。多项式纠正回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身进行数学模拟。 灰度重采样：影像灰度数据在几何变换后，重新插值像元灰度的过程。 图像配准：实质就是前述的遥感图像的几何纠正，根据图像的几何畸变特点，采用一种几何变换

19、将图像归化到统一的坐标系中。 图像镶嵌：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整的包含感兴趣区域的图像。 、产生几何变形的原因有哪些？ 1.传感器成像方式引起的几何变形 2.传感器外方位元素（卫星姿态）引起的几何变形 3.地形起伏引起的图像变形 4.地球曲率引起的图像变形 5.大气折光引起的图像变形 6.地球自转引起的图像变形 、叙述最近邻法、双线性内插法和双三次卷积重采样原理和优缺点 1) 最近邻法 用距离采样点最近像元亮度值代替输出像元亮度值。 优点：简单，辐射保真度较好 缺点：造成像点在一个像素范围内的位移，几何精度较其他 两种方法差。 2) 双线性内

20、插法 取周围4个相邻像元亮度值，内插计算输出像元亮度值。 优点：计算简单，具有一定的亮度采样精度 缺点：图像模糊 3) 双三次卷积法 获取与采样点邻近的16个像元亮度值计算输出像元这度值。 优点：精度高 缺点：计算量大 、多项式纠正卫星遥感图像的原理和步骤？ 原理：利用地面控制点的图像坐标和其同名点的地面坐标通过平差原理计算多项式中的系数，然后用该多项式对图像进行纠正。 步骤：利用已知控制点求解多项式系数 遥感图象的纠正变换 灰度重采样 纠正结果评价 、图像之间配准和数字镶嵌的过程 图像之间配准： 在多源图像上确定分布均匀，足够数量的图像同名点； 通过所选择的图像同名点确定几何变换的多项式系数

21、，从而完成一幅图像对另一幅图像的几何纠正。 数字镶嵌： 1. 图像的几何纠正 2.搜索镶嵌边 3.亮度和反差调整4.平滑边界线 第6章 1.名词解释： 1 辐射误差：传感器接收到的电磁波能量与目标本身辐射的能量之差。 2辐射定标：指建立传感器每个探测元所输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系。 3大气校正：消除大气对辐射影响的校正过程。 4图像增强：为了特定目的，突出用户感兴趣的相关信息，减弱或消除某些不需要信息，提高图像的视觉效果，使分析者更容易地识别图像内容。 5密度分割：将原始影像的灰度值分割成等间隔的离散灰度级。 6图像直方图：反映一幅图像中灰度级与

22、其出现频率之间的关系。 7图像平滑：使图像亮度平缓或去掉不必要的噪声点。 8图像锐化：突出图象的边缘，线状目标或某些亮度变化率大的部分。 9低通滤波：低频信号全部通过，而超过设定临界值的高频信号则被减弱。 10高通滤波：只对低于某一给定频率以下的频率成分有衰减作用，而允许这个频率以上的成分通过，并且没有相位移的过程。 11图像融合：将多源图象按照一定的算法，在规定的地理坐标，生成新的图象的过程。 12对比度拉伸：通过伸展各像元的亮度的取值范围来提高一幅图像的反差，从而改善图象质量13 HIS变换：将图像常用的RGB彩色空间转换到HIS空间。（通过调整色调（Hue）,亮度（Intensity）,

23、饱和度（Saturation）的色彩模式，使影像在HIS空间坐标系中进行有目的的处理，然后再变换到RGB空间进行显示，使影像彩色增强获得最佳的效果。） 14 K-L变换：对于一般的线性变换Y=TX，如果变换矩阵T是正交矩阵，并且它是由原始图像数据矩阵X的斜方差矩阵S的特征向量所组成，则此式的变换称为K-L变换。 15 K-T变换: 根据多光谱遥感中土壤、植被等信息在多维光谱空间中信息分布结构对图像做的经验性线性正交变换。 16小波变换: 以某些特殊函数为基将数据过程或数据系列变换为级数系列以发现它的类似频谱的特征，从而实现数据处理。 

24、17比值植被指数（RVI）: RVI =NIR /R   式中，NIR为遥感多光谱图像中的红外波段的反射值，R代表红波段。 18归一化植被指数（NDVI): NDVI =(NIR R)/(NIR+R) 19差值植被指数: DVI= NIR+R 2.传感器接收的电磁波能量包含哪几部分？ 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大气后进入传感器的能量； 

25、;3）大气散射、反射和辐射的能量。 3.产生辐射畸变的原因有哪些？ 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的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。 4.大气校正有哪几种方法？ 1基于辐射传输模型的校正方法2基于地面实测数据的校正方法 3基于图像特征的校正方法4基于复合模型校正方法。 5.遥感数据产品如何分级？ 0级：原始图像数据只经过分幅后的图像数据产品1级：原始图像数据只经过校正的图像数据产品2级：一级产品经过系统几何校正的图像数据产品3级：在二级产品基础上，利

26、用控制点进行几何校正后的图像数据产品4级：专业级产品 6.遥感图像增强的目的和意义。 突出用户感兴趣的相关信息，提高图像的视觉效果，消除原始图像中的各种噪声，使分析者更容易地识别图像内容，更可靠地提取更有用的定量化信息。 7.图象增强有哪几个方面？分别有几种方法？ 直方图增强：直方图正态化    直方图均衡化    直方图匹配 对比度增强：线性变换   分段线性变换    非线性变换 彩

27、色增强：A 单波段彩色变换 B 多波段彩色合成 B 多波段彩色合成 空间滤波增强：A、图像卷积运算  B、平滑  C 锐化 8.平滑、锐化的原理与计算方法。(计算题) 平滑：利用低频率波器滤去高频分量，使低频通过，既减弱图像中高频分量的影响，以此消弱图象中不该有的亮点，或使亮度变化过大的区域趋于平滑。 锐化：利用高频虑波器滤去低频分量，让高频分量待以保持和加强，以此突出图像的边缘、线状目标和某些亮点变化极大的地方第章.名词解释 1判读(解译)：根

28、据地物的成像规律和波谱特征，在遥感影像上识别出它的性质和数量指标的过程 地物特征：地物在图像上以灰度变化的形式表现出来特征，主要有光谱特征、空间特征和时间特征。 3判读标志：遥感影像上不同地物有其不同的影像特征和表现形式，这些特征是解译时识别各种地物的依据，叫做遥感影像的解译（判读）标志。也叫做识别特征。 4调绘：利用影像进行判读、调查和绘注等工作的总称。即把影像上已有地物的描绘注记而影像上没有而又需要的加以补充的工作。 2.遥感技术识别地物的原理。 1各种地物具有不同的景物特征和判读标志，即各种地物在图像上有各自的表现形式。2各种地物具有不同

29、的光谱特性曲线，光谱影像函数，空间特性，通过他们的不同判读地物。 3.为什么多光谱图像比单波段图像能判读出更多的信息？ 多光谱图像现实景物的光谱特性比单波段强得多，它能表示出景物在不同波段的反射率变化。对于多光谱相片可以使用比较判读的方法，将多光谱图像与各种地物的光谱反射特性数据联系起来，以正确判读地物的属性和类型。 4.调绘时综合取舍有哪些原则？ 1、根据地物在国民经济建设中的作用综合取舍；2、根据地物密度综合取舍； 3、根据成图比例尺的大小综合取舍；4、根据各部门的用图需要综合取舍。 5.调绘的内容有哪些？ 1、区划界线

30、的调绘2、独立地物的调绘3、居民地的调绘、管线垣栅的调绘5、道路的调绘第8章  1.名词解释 模式别识：模式指具有空间或几何特征的东西。一个模式识别系统对所识别的模式做一系列的量测，然后将量测的结果与“模式字典”中一组“典型的”量测值相比较。若和字典中某一“词目”的比较结果是吻合或比较吻合，则我们就可以得出所需要的分类结果，这一过程成为模式识别。 监督分类：首先根据已知的样本类别和类别的先验知识， 确定类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习或训练，然后将未知类别的样本的观测值带入判别函数，

31、再依据判别准则对该样本的所属类别作出判断。 非监督分类：人们事先对分类过程不施加任何的先验知识，而仅凭遥感影像地物的光谱特征的分类规律，即自然聚类的特征进行“盲目”的分类。其分类的结果只是对不同类别达到了区分，但并不能确定类别的属性。其分类的属性是通过分类结束后目视判读或实地调查确定的。 决策树分类：是一种多级分类方法，在机器学习、知识发现等领域得到了广泛应用。对一个分类问题或规则问题，决策树的生成是一个从上至下、分而治之的过程。这种方法在数据处理的过程中，将数据按树状结构分成若干分支，每个分支包含数据的类别归属共性，这样可从每个分支中提取有用信息，形成分类规则。  模糊分类：任何一种对象的分类过程可以视为一种从特殊到一般的抽象过程,即从一个特殊对象具有某些特征,逐步地判定它应该属于哪个具有某些更抽象特征的类。（应用模糊数学理论，对待分类图像进行非二值逻辑判断的图像分类方法） 神经网络分类：按网络连接的拓扑结构分类和按网络内部的信息流向分类 地物波谱特征：不同的地