遥感复习(资源环境)

1、遥感概论复习资料一名词解释（18选5；4/题；共20分）1.摄影基线：两摄影站之间的距离。公式：B = m*lPx%*m*l = l*(100Px)/100*mB摄影基线；l航摄像片的像幅尺寸；m摄影比例尺分母；Px（%）设计的航向重叠度2.遥感平台：指装载传感器的运载工具。分为近地遥感平台、航空遥感平台、航天遥感平台。3.几何纠正：从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程。也可以说是定量地确定图像上的像元坐标（图像坐标）与目标物的地理坐标（地图坐标等）的对应关系（坐标变换式）。4.摄影比例尺：航片上某线段l地面相应线段的水平距离L之比，称之为摄影比例尺1/m。平坦地区、摄影时像片处于水平状态（垂

2、直摄影），则像片比例尺等于像机焦距（f）与航高（H）之比。5.中心投影：6.亮度系数（地物的反射率或反射系数）：地物对某一波段的反射能量与入射能量之比。反射率随入射波长而变化。7.锐化：为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分，可采用锐化方法。有时可通过锐化，直接提取出需要的信息。锐化后的图像已不再具有原遥感图像的特征而成为边缘图像。8.空间分辨率：表征传感器反映地表细节的能力。定义为像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单位。受硬件系统、飞行高度控制。9.图像增强：改变图像的表现形式和影像特征，使目标物更加突出易辨。10.遥感技术系统：被测目标的信

3、息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分。11.被动式遥感：被动式传感器是接收自然界地物所辐射的能量，如摄影机、多波段扫描仪、红外辐射计和微波辐射计等。被动微波遥感是通过传感器，接收来自目标地物发射的微波，而达到探测目的的遥感方式称被动微波遥感。12.感光度：在规定的曝光冲洗及测试条件下感光材料对光辐射能的敏感程度的定量度量。或感光速度。相同的光线条件下，感光度不同需要的曝光量不同。13.线性拉伸14.监督分类：选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像元进行分

4、类处理，分别归入到已知的类别中。15.平滑：图像中出现某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点（“噪声”）时，采用平滑的方法可以减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“噪声”点。具体方法有：均值平滑、中值滤波。16.大气窗口：电磁波在大气中传输过程中吸收和散射很小，透射率很高的波段。17.特征变换：使地物的特征信息集中在几个主要的波谱段上，在保证信息容量最大化的前提下压缩参与分类的数据量，以提高分类速度。18.黑体：对任何波长的辐射，反射率和透射率都等于0；在任何温度下，对各种波长的电磁辐射的吸收系数等于1（100%）的物体。黑体是一种理想的吸收体，自然界没有真正的黑体。二简答计算题（13选5；

5、10/题；共50分）1. 航摄像片的内方位元素有哪些？摄影机内方位元素（像片内方位元素）：像片主距和像片主点在框标坐标系中的坐标（X0，Y0）内方位元素（内定向）：定义了相机内的几何特征，即描述摄影中心与像片之间相关位置的三个参数：摄影中心S到像片得的垂距 f，像主点O在像框标坐标系中的坐标X0，Y0。2. 何谓地物波普特性？地物的波谱特性：地物辐射和反射电磁波的能力随波长改变而改变的特性。地物的反射波谱：地物的发射波谱：地物的发射率随波长变化的规律。地物发射率的不同是红外遥感技术的重要依据。地物的透射波谱：3. 太阳辐射的光谱特性有哪些？太阳辐射：是可见光和近红外的主要辐射源；常用5900的

6、黑体辐射来模拟；其辐射波长范围极大；辐射能量集中-短波辐射。大气层对太阳辐射的吸收、反射和散射。是地球上生物、大气运动的能源，也是被动式遥感系统重要的自然辐射源。太阳辐射涵盖了很宽的波长范围，包括射线、紫外线、红外线、微波及无线电波。太阳辐射能集中在0.3-3m，峰值位于波长0.47m,其中大部分集中在0.4-0.76m之间的可见光波段，所以一般称太阳辐射为短波辐射。4. 几何校正及其主要过程和方法？（1）定义：从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程。也可以说是定量地确定图像上的像元坐标（图像坐标）与目标物的地理坐标（地图坐标等）的对应关系（坐标变换式）。（2）几何校正的方法系统性校正：当知道了

7、消除图像几何畸变的理论校正公式时，可把该式中所含的与遥感器构造有关的校准数据（焦距等）及遥感器的位置、姿态等的测量值代入到理论校正式中进行几何校正。该方法对遥感器的内部畸变大多是有效的。可是在很多情况下，遥感器的位置及姿态的测量值精度不高，所以外部畸变的校正精度也不高。非系统性校正：利用控制点的图像坐标和地图坐标的对应关系，近似地确定所给的图像坐标系和应输出的地图坐标系之间的坐标变换式。坐标变换式经常采用1次、2次等角变换式，2次、3次投影变换式或高次多项式。坐标变换式的系数可从控制点的图像坐标值和地图坐标值中根据最小2乘法求出。复合校正：把理论校正式与利用控制点确定的校正式组合起来进行校正。

8、 分阶段校正的方法，即首先根据理论校正式消除几何畸变（如内部畸变等），然后利用少数控制点，根据所确定的低次校正式消除残余的畸变（外部畸变等）； 提高几何校正精度的方法，即利用控制点以较高的精度推算理论校正式中所含的遥感器参数、遥感器的位置及姿态参数。5. 遥感图像处理的步骤有哪些？ 图像复原（预处理）：主要进行几何纠正、大气纠正、辐射纠正、扫描线脱落和错位纠正 图像增强：改变图像的表现形式和影像特征，使目标物更加突出易辨 图像分类：对遥感图像上的目标进行自动识别和类型划分，直接得到解译结果6. 遥感图像目标地物识别特征（判读标志）及其作用？遥感图像中目标地物的特征是地物电磁波的辐射差异在遥感影

9、像上的反映。依据遥感图像上的地物特征，识别地物类型、性质、空间位置、形状、大小等属性的过程叫信息提取。目视判读的标志：色调/色彩：判读前通过反差调整和彩色增强后，成为目视判读的重要标志；形状：是目视判读最直观的标志；大小：根据地物间的相对大小、区分地物；阴影：可判读地物的高度，但也遮挡部分地物信息；组合图案/纹理结构：当地物较小时，在影像上表现为纹理，即某种地物类型有规律的重负出现。如农田、森林。总结：一般通过以下特征从遥感影像识别目标地物：色调、颜色、阴影、形状、纹理、大小、位置、图型、相关布局。7. 遥感技术中常用的电磁波波段有哪些?有何特点？（1）遥感技术中常用的电磁波波段名称紫外线可见

10、光红外线微波近红外中红外远红外超远红外毫米波厘米波分米波波长范围m0.01-0.40.4-0.760.76-3.03-66-1515-10001-10mm1-10cm10cm-1m可见光紫蓝青绿黄橙红波长范围m0.40-0.430.43-0.470.47-0.500.50-0.560.56-0.590.59-0.620.62-0.76（2）各个波段特性8. 什么是大气窗口？常用与遥感的大气窗口有哪些？大气窗口：电磁波在大气中传输过程中吸收和散射很小，透射率很高的波段。常用大气窗口1）0.31.4um：包括全部可见光（95），部分紫外光（70），部分近红外光（80）摄影和扫描成像的方式在白天感测

11、和记录目标电磁波辐射信息。2）1.42.5um：近红外窗口，6095，扫描成像，白天记录；3）3.55.5um：中红外窗口，6070，白天夜间，扫描成像记录；4） 814 um： 远红外窗口，超过80，白天夜间，扫描记录；5）1.4300mm：微波窗口，白天夜间，扫描记录。9. 数字直方图及其作用？数字图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。直方图的作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的曲线可以反映图像的质量差异。正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图像质量高。偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少

12、，质量较差。小结：图像直方图是描述图像质量的可视化图表。在图像处理中，可以通过调整图像直方图的形态，改善图像显示的质量，以达到图像增强的目的。10.SPOT卫星的参数和图像特征是什么？（1）卫星参数轨道高度：832千米(太阳同步）；轨道倾角：98.721°；轨道周期：101.469分/圈；重复周期：369圈/26天；降交点时间：上午10：30分；扫描带宽度：60 千米；两侧侧视：+/-27°；扫描带宽：950千米。（2）SPOT（HRV传感器）图像特点垂直图像每幅为近于正方形的菱形，每边对应于地面60km长度；倾斜图像横向宽度对应于地面宽度为60km80km。整幅图像为动态

13、多主纵线中心投影集合图像。在正常情况下以垂直观测图像覆盖全球；在某些特殊要求时，也可以调整瞄准轴而获得一些倾斜观测图像。相邻轨道垂直图像间的旁向重叠，在赤道为43km左右，越走向两极，旁向重叠越大。在垂直观测时，两台HRV的图像之间重叠为3km，固定不变。SPOT处在不同轨道上时，可对同一地区从不同角度观测成像，得到立体像对，这有利于摄影测量、形态地学及水文等方面的研究。地面几何分辨率较高，多波段为20m，全色为10m(均指星下点)。全色波段包括绿、黄、橙、红直至深红光，但不包括青、蓝、紫光。多波段的XS1、XS2、XS3相当于TM2、TM3、TM4。HRV缺少与TM1、TM5、TM6、TM7

14、相对应的波段。11.多波段数字图像的数据格式BSQ、BIL、BIPBSQ方式：各波段的二维图像数据按波段顺序排列。BIL方式：对每一行中代表一个波段的光谱值进行排列，然后按波段顺序排列该行，最后对各行进行重复。BIP方式：在一行中，每个像元按光谱波段次序进行排列，然后对该行的全部像元进行这种波段次序排列，最后对各行进行重复。12.卷积计算 公式：r(i,j)=(m,n) t(m,n)13.影响航摄像片比例尺的主要因素？航摄相机的焦距（f）与航高（H）之比。航片的比例尺：1/M=f/H。比例尺随着图像处理而变化。地形起伏也会影响比例尺。三论述分析题（5选2；15/题；共30分）1.何为NDVI？

15、如何计算？为什么要这样计算？举例说明NDVI的用途。（1）NDVI：归一化植被指数，或者是标准差异植被指数，即两个波段反射率的计算（2）计算 反差调整：NDVI=(B4+B3)/(B4-B3)（3反差调整是利用相关模片，按照一定叠掩规律实现的。假定任意两个模片的密度分布函数为gm(x,y)和gn(x,y)，当它们彼此叠掩时，其合成模片影像密度go(x,y)和反差go的变化规律如右图。这种规律的数学表达式是go(x,y)= gm(x,y)+ gn(x,y)gm和gn同为正模片或同为负模片时，go=gm+gn，合成模片即增强图像的密度变化趋势和符号与所用的两张模片相同，增强图像的反差加大。当gm和

16、gn分别为正、负模片时：go=gm-gn，即合成模片的密度变化趋势和符号与反差大的模片一致，增强图像反差下降。（4）NDVI的应用：检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等；-1<=NDVI<=1，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大；NDVI的局限性表现在，用非线性拉伸的方式增强了NIR和R的反射率的对比度。对于同一幅图象，分别求RVI和NDVI时会发现，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI对高植被区具有较低的灵敏度；NDVI能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮

17、湿地面、学、枯叶、粗超度等，且与植被覆盖有关；2.真彩色合成与假彩色合成。彩色合成：为了充分利用色彩在遥感图像判读和信息提取中的优势，常常利用彩色合成的方法对多光谱图像进行处理，已得到彩色图像。彩色图像可以分为真彩色图像和假彩色图像。真彩色图像：真彩色图像上影像的颜色与地物颜色基本一致。利用数字技术合成真彩色图像时，是把红色波段的影像作为合成图像中的红色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把蓝色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。如TM321用RGB合成的图像为标准真彩色图像。假彩色图像：假彩色图像是指影像的色调与实际地物色调不一致的图像。遥感中最常见的假彩色图像是彩

18、色红外合成的标准假彩色图像。它是在彩色合成时，把近红外波段的影像作为合成图像中的红色分量、把红色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。如TM432用RGB合成的图像为标准假彩色图像。3.何为监督分类？监督分类的步骤和注意事项有哪些？（1）监督分类法：选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。（2）在ENVI中做监督分类的步骤（百度收索的）：首先打开需要进行监督分类的影像数据，选择不同的波段进行彩色

19、合成，这里尽可能的选择信息量最丰富的波段来进行合成。波段选择可以通过计算不同波段之间的相关系数来分析其相关性。 自己确定需要分多少类别，或者可以考虑先用非监督分类来进行一次分类来看该幅影像分类情况。根据自己的分类定义相应的训练区（ROI，通过ENVI的ROI工具来选择），训练区尽可能的选择较为纯净的区域，另外每一类也要在不同地区多选择几个ROI。选择自己所用的分类方法来进行分类。每一种分类方法都有特定的参数对话框，所用的分类方法显示在对话框的标题中。许多分类参数对话框中通用的选项包括：从可用ROI类表选择将要用于分类的感兴趣区，选择分类图像输出到磁盘文件或内存，规则图像的计算（输出到

20、文件或内存）。每种分类方法的对话框及相应的参数需要自己来按照具体情况设定。总结：监督分类的主要步骤：确定感兴趣的类别数；特征变换和特征选择；选择训练样区；确定判别函数和判别规则；根据判别函数和判别规则对非训练阳曲的图像区域进行分类。（3）注意事项：提高遥感图像分类精度受到限制：大气状况的影像：吸收、散射；下垫面的影响：下垫面的覆盖类型和起伏状态对分类具有一定的影响；其他因素的影像：云朵的覆盖；不同时相的光照条件不同，同一地物的电磁辐射能量不同；地物边界的多样性。4.航空遥感的特点及局限性。5.典型植被反射光谱特征与病虫害监测。（1）植被光谱特征规律性明显而独特，分三段：可见光波段（0.4-0.

21、76m）有一个小的反射峰，位置在0.55m（绿）处，两侧0.45（蓝）和0.67（红）则有两个吸收带。这是由于叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，对绿光反射作用强的原因。近红外波段（0.7-0.8m）有一反射的“陡坡”，至1.1附近有一峰值。这是由于植被叶细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。在中红外波段（1.32.5m）受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别以1.45、1.95、2.7为中心是水的吸收带，形成低谷。（2）植物波谱在上述基本特征下仍有细部差别，这种差别与植物种类、季节、病虫害影响、含水量多少等有关系。为了区分植被种类，需要对植被光谱进行研究。07级

22、试题一 填空1 3S技术指：_GIS_ 、_RS_和_GPS_2 在电磁波谱中，红外按照距可光的远近分为_远红外_、_中红外_、_近红外_3 传感器一般由_收集器_、_探测器_、_处理器_、_输出设备_ 四部分组成4 颜色的性质用_明度_、_色调_、_饱和度_ 来描述5 光学图像转变为数字图像两个基本环节是_采样_和_量化_。6目标地物的特征可以概括为 _色_、_形_、_位_三大类。7 Landsat的轨道是近极地 _太阳_同步轨道，SPOT4较之Landsat，其最大优势是最高空间分辨率达到_10_米二 选择题1 关于电磁波普的说明不正确的是（D）A 太阳光实际上是由许多波长的电磁波混合而成

23、的。B 频率对应着波长，所以说某种电磁波的频率也就是告诉了它在真空中的波长。C 不同波长的电磁波的成因时不同的，它们的粒子性和波动性也是有差异的。D 可见光只是电磁波谱中非常狭窄的一部分，所以在太阳辐射中所占的能量份源最小。2 静止卫星在一般是在以下哪层中进行遥感活动（D）A 对流层B 平流层C 电离层D 外层大气3 红色的补色是（D）A 蓝 B品红 C黄 D青4 以下哪种传感器属于主动式传感器（D）A航空摄影机 B 多光谱扫描仪 C 微波辐射计 D微波高度计5 以下哪个波段既有地物自身热辐射，又有地物反射太阳辐射（C）A 0.38-0.76um B 0.76-2.5um C 2.5-6um

24、D大于6um6 云、雾对红外线散射属于（B）A 瑞利散射 B米氏散射 C 非选择性散射 D不确定7 大气对遥感图像对比度的影响是（A）A 对比度减少 B 对比度增加 C 没有影响 D不确定8 一般地物的反射率越高，明度就（A）A越高 B越低 C不变 D不确定9 航空像片属于哪种投影（B）A垂直投影 B中心投影 C 多中心投影 D UTM10 大气对太阳辐射的影响是多方面的，下列哪种影响并不改变太阳辐射的强度（C）A 大气对太阳辐射的散射 B大气对太阳辐射的吸收C 大气对太阳辐射的折射 D 云层对太阳辐射的反射11下列属于气象卫星系列的是（A）A 、 NOAA B 、SPOT C 、CBERS

25、D、 QuickBird12 假设地表温度为300K，根据维恩位移定律（b=2.898×10(-3)m*K）,其辐射出射度的峰值所对应的波长是（B）A 0.47 B 9.66 C 12.5 D 2.08 （um）13 电磁波谱中，频率由高到低，波长由短到长依次为：r射线，X射线（A）A紫外线、可见光、红外线、无线电波 B红外线、可见光、紫外线、无线电波C可见光、紫外线、红外线、无线电波 D红外线、紫外线、可见光、无线电波14 在标准假彩色图像上，植被显示（B）A白色 B 红色 C绿色 D蓝色15 用线性变换方式来扩展图像灰度动态范围可以加入图像的对比度：在下图中，代表原始图像亮度值范

26、围， 为拉伸后的图像亮度值范围，试问在下图中，那段表示对比度加大（B）A B C D16几何校正控制点数目的确定，对于n次多项式，控制点的最少数目为（B）A(n+1)(n+2) B(n+1)(n+2)/2 C(n+2)(n+3) D（n+2）（n+3）/217 下列四幅直方图中可以粗略判断出，哪幅代表的图像质量最好（A）课本P113图4.3118 摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在（C）范围内，称为垂直像片。C 3°19 下列方法中，不属于常用的大气校正方法的是（D）A 公式法 B 回归分析法 C 直方图校正法 D线性校正法20 关于图像融合下面说法不正确的是（D）ABCD三 名词解

27、释1 遥感：是从远处探测感知物体，也就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接受来自目标地物的电磁波谱信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。2 大气窗口;通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，通过率较高的波段称为大气窗口。3 电磁波谱：按照电磁波在真空中传播的频率或波长排列可以形成一个连续的谱带，这个谱带就是电磁波谱。4 直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布5 维恩位移定律：黑天辐射光谱中最强辐射的波长与黑体的绝对温度成反比，黑体的温度越高，其曲线的峰顶就越往左移，即往短波方向移动。6 监督分类：在研究区域选有代表性的训练场地作为样本，

28、通过选择特征参数（如亮度的均值、方差等），建立判别函数，对样本进行分类，依据样本的分类特征来识别样本像元的归属类别的方法。7 空间分辨率：图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。8 空间滤波：在数字图像处理中，在图像的平面上采用某种模板来进行卷积计算，通常有平滑滤波和锐化滤波。9 像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还会引起平面上的点位在像片位置上的移动。其位移量就是中心投影与垂直投影在同一水平面上的“投影误差”。10 植被指数：由多光谱数据，经线性或非线性组合构成的对植被有一定指示意义的各种数值。四 简答题（答

29、要点）1 简述微波遥感的特点(1)能全天候、全天时工作：由于微波具有穿云透雾和克服夜障的能力，使得微波遥感能全天候、全天时工作。(2)对某些地物具有特殊的波谱特征：许多地物间微波辐射能力差别较大，因而可以较容易地分辨出可见光和红外遥感所不能区别的某些目标物的特征。(3)对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力：微波遥感的这种特性对地下资源探测具有重要意义。(4)对海洋遥感具有特殊意义：微波对海水特别敏感，其波长很适于海面动态情况的观测。(5)分辨率较低，但特性明显：由于波长较长，衍射现象显著，故分辨率较低，且观测精度和取样速度不好协调，但特性明显是其显著优点。2 简要说明遥感几何畸变来源（自己看

30、书，重点）3 简述中心投影和几何投影的区别4 遥感图像计算机分类的一般步骤有哪些？五 论述题1 论述在图像增强中，常用的两种滤波方式，并举例说明。答：1 平滑滤波，可以滤掉孤立的单点噪声和一些细节，突出图像的基本结构，例如 2 边缘增强（锐化），其作用在于提高边缘灰度值的变化率，使界线更加清晰，拉普拉斯算法。2 下图为 小麦，湿地，沙漠的反射光谱曲线，分别指出下图中A、B、C、D为哪类地物的典型光谱曲线，并说明如何利用它们的光谱特征来区分这几类地物？A小麦 B C 沙漠 D湿地阐述上述各类型典型发射光谱曲线特征，根据这些发射光谱曲线特征可以识别不同地物。遥感导论1、 绝对黑体：对于任何波长的电

31、磁辐射都全部吸收的物体。2、 大气窗口：通常把电磁波通过大气层是较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。3、 图像融合：将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。4、 距离（空间）分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。5、 特征选择：是从众多特征中挑选出可以参加分类运算的若干个特征，如TM影像波段的选择。6、 监督分类：包括利用训练区样本建立判别函数的学习过程和把待分像元带入判别函数进行判别的过程。7、 非监督分类：不必对影像地物获取先验知识，仅依靠影像上不同类地物光谱信息或文理信息进行特征提取，在统计特征的差别来达到分类的目的，最后对已分出的各个类别的实际属性进行确认。8、 主成分分析法：将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析方法。9、 电磁波谱由高到低排列：r射线，X射线，紫外线，可见光，红外线，无线电波（微波，超短波，短波，中波，长波）。10、 遥感平台的种类：地面平台、航空平台、航天平台。11、 图像增强的常用方法:对比度扩展、空间滤波、图像运算、多光谱变换。12、图像融合的层次：数据级融合、特征级融合、决