遥感数字图像处理习题与

1、遥感数字图像办理习题与答案第一部分1.什么是图像并说明遥感图像与遥感数字图像的差异。答：图像（image）是对客观对象的一种相像性的描绘或写真。图像包含了这个客观对象的信息。是人们最主要的信息源。按图像的明暗程度和空间坐标的连续性区分，图像可分为模拟图像和数字图像。模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机没法直接办理的图像，它属于可见图像。数字图像是指被计算机储藏，办理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、用失散数字表示的图像，它属于不行见图像。2.如何获取遥感图像答：遥感图像的获取是经过遥感平台搭载的传感器成像来获取的。和成像原理不一样。大概可分为拍照成像、

2、扫描成像和雷达成像三类。依据传感器基本结构3.说明遥感模拟图像数字化的过程。灰度等级一般都取2m（m是正整数），说明m8时的灰度状况。答：遥感模拟图像数字化包含采样和量化两个过程。采样：将空间上连续的图像变换成失散点的操作称为采样。空间采样能够将模拟图像拥有的连续灰度（或色彩）信息变换成为每行有N个像元、每列有M个像元的数字图像。量化：遥感模拟图像经失散采样后，可获取有MN个像元点组合表示的图像，但其灰度（或色彩）还是连续的，不可以用计算机办理。应进一步失散、合并到各个区间，分别用有限个整数来表示，称为量化。当m8时，则得256个灰度级。若一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256级，则灰度级别

3、有256个。用0255的整数表示。这里0表示黑，255表示白，其余值居中渐变。因为8bit就能表示灰度图像像元的灰度值，所以称8bit量化。彩色图像可采纳24bit量化，分别给红，绿，蓝三原色8bit，每个颜色层面数据为0255级。4.什么是遥感数字图像办理它包含那些内容答：利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作，以求达到预期结果的技术，称作遥感数字图像办理。其内容有：图像变换。包含模数（A/D）变换和数模（D/A）变换。图像变换的另一种含义是为使图像办理问题简化或有益于图像特色提取等目的而实行的图像变换工作，如二维傅里叶变换、沃尔什-哈达玛变换、哈尔变换、失散余弦变换和小波变换等。数字图像

4、校订。主要包含辐射校订和几何校订两种。数字图像加强。采纳一系列技术改良图像的视觉成效，提升图像的清楚度、对照度，突出所需信息的工作称为图像加强。图像加强办理不是以图像保真度为原则，而是想法有选择地突出便于人或机器剖析某些感兴趣的信息，克制一些无用的信息，以提升图像的使用价值。多源信息复合（交融）。遥感数字图像计算机解译办理。5.说明遥感数字图像办理与其余学科之间的关系。答：应具备的基础理论知识有：数学、地学、信息论、计算机、GIS、现代物理学。6.说明全数字拍照丈量系统的任务和主要功能。当前，比较着名的全数字拍照丈量系统有哪些答：全数字拍照丈量系统的任务是利用数字影像达成拍照丈量作业。主要功能

5、有：数字影像办理、单像量测、多像量测、拍照丈量解算、等值线自动绘制、生成数字高程模型（DEM）与正射影像图、机助量测与解译、交互编写等。当前，比较着名的全数字拍照丈量系统有四维企业的JX-4、适普企业的VirtuoZo、莱卡企业经销的Helava全数字拍照丈量系统等。第二部分1.说明遥感图像几何变形偏差的主要种类。答：遥感图像的几何变形偏差可分为静态偏差和动向偏差两大类。过程中，传感器有关于地球表面呈静止状态时所拥有的各样变形偏差；在成像过程中地球的旋转所造成的图像变形偏差。静态偏差是指在成像动向偏差主假如因为2.简述遥感数字图像几何纠正的一般过程。答：准备工作。输入原始数字图像。成立纠正变换

6、函数。确立输出影像范围。像元几何地点变换。像元的等灰度重采样。输出纠正图像。3.试述中心投影的航空像片、多光谱扫描仪图像、推扫式成像仪图像和真切孔径侧视雷达图像各自的几何特色。答：航空像片几何特色：a.地物点经过拍照中心与其成像点共一条直线。b.投影中心到像平面的距离为物镜主距f。c.地面起伏使得各处影像比率尺不一样。d.地物因为成像平面倾斜其成像会发生变形。e.拥有高差的物体成像在像片上有投影差。多光谱扫描仪图像几何特色：多光谱扫描仪使用点扫描方式，对地面光景靠扫描镜与卫星轨道相垂直方向的摇动或旋转挨次向下扫描，航向扫描则以飞翔器的运转实现。几何特色有：a.点中心投影，瞬时成像一个点。垂直于

7、飞翔方向的扫描影像为圆弧，圆弧扫描线沿飞翔方向累加形成的圆柱面，构像方程在几何上等效于全景投影。b.在每个瞬时获取的不是一条空隙影像，而是相应于地面方形地域（如一个像元。79m79m）的c.在形成构像方程式时，应取每个像元的瞬时地点为该片坐标原点，所以像点坐标x=0，y=0。d.关于每条圆弧扫描线，其几何关系等真切孔径侧视雷达图像的几何特色效于框幅摄像机以中心线（y=0）为基准沿旁向倾斜一个扫描角后的状况，此时x0,yftg。真切孔径侧视雷达是斜距投影，其图像的几何特色有：a.当波束照耀到传感器一侧的物方斜面时，其波束抵达斜面顶部的斜距之差R比地距之差（即水平距离之差）X要小，即R小于X时，在

8、图像上斜面应有的投影长度被缩短了，这类现象称为透视缩短。b.透视缩短进一步发展，使得波束抵达顶部的斜距比抵达底部的斜距更短时，其顶部和底部是颠倒显示的，这类现象称为顶底位移。c.雷达暗影是由波束照耀到有起伏的地形时，在斜面的背后常常存在微波不可以抵达的部分，称雷达暗影（注意雷达暗影不是太阳岁月影，两者观点截然相反）。雷达暗影的斜距长度能够由地形斜面的高度h求出，它等于hcos。4.为何说中心投影构像是遥感影像构像的基础。答：遥感影像中，框幅式影像属于纯中心投影构像，全景影像属于多中心等焦距圆柱投影，多光谱影像属于多中心扫描投影，HRV影像属于多中心推扫扫描投影，合成孔径侧视雷达属于多中心斜距投

9、影。因而可知，中心投影构像是遥感影像构像的基础。5.什么是内、外方向元素答：内方向元素：确立投影中心S与像片坐标系之间关系的数据f，x0，y0称内方向元素。外方向元素：确立投影中心S与像片在地面坐标系中的地点的数据XSSS,，Y，Z，称为外方向元素。6.什么是像空间协助坐标系答：像空间协助坐标系是一种过渡坐标系，它以摄站点（也就是投影中心）S为坐标原点。在航空拍照丈量中，其一，往常以铅垂方向（或设定的某一竖直方向）为Z轴，并取航线方向为X轴，这样有益于更正沿航线方向积累的系统偏差。其二，以每条航线内第一张像片的像空间坐标系作为像空间协助坐标系。其三，以每个立体像对的左片拍照中心S为坐标原点，拍

10、照基线方向为X轴，以拍照基线及左片主光轴构成的面（左主核面）作为XZ平面，构成右手坐标系。7.试述,转角系统的转角关系。答：以拍照中心S为原点，成立像空间协助坐标系S-XYZ，与地面拍照丈量坐标系D-XYZ轴互相平行，此中表示航向倾角，它是指主光轴So在XZ平面的投影与Z轴的夹角；表示旁向倾角，它是指主光轴与其在XZ平面上的投影之间的夹角；表示像片旋角，它是指YSo平面在像片上的交线与像平面坐标系的y轴之间的夹角。8.遥感图像几何纠正的目的是什么答：解决遥感图像的几何变形问题。9.试述多项式纠正法纠正卫星图像的原理和步骤。答：原理：遥感图像多项式纠正法的基本思想是回避成像的空间几何过程，而直接

11、对影像变形的自己进行数字模拟，以为图像变形规律能够看作是平移、缩放、旋转、仿射、偏扭和曲折以及更高次的基本变形的综合作用结果。该方法合用于各样传感器影像的纠正。步骤：选择控制点（控制点数目大于多项式系数的个数）。按最小二乘法平差解求系数。将各像元的坐标代入已知系数的多项式进行计算，求得纠正后的坐标。灰度重采样。第三部分1.什么是辐射偏差辐射偏差产生的主要原由是什么答：辐射偏差：传感器探测目标的反射或辐射能量时，所获取的丈量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差值称为辐射偏差。辐射偏差造成了遥感图像的失真，影响人们对遥感图像的判读、解译，所以一定进行除去或减弱。辐射偏差产生的主要原由

12、：因传感器的响应特征惹起的辐射偏差。因大气影响惹起的辐射偏差。2.因大气和太阳辐射惹起的辐射偏差，其相应的校订方法有哪些答：大气惹起的辐射偏差校订方法有：野外波谱测试回归剖析法。辐射传达方程计算法。波段对照法。太阳惹起的辐射偏差校订方法有：公式法。波段比值法3.简述SAR辐射校订的技术答：在SAR数据流中的不一样地点插入一系列已知的信号以获取必需的校订信息，再在数据流经过信号办理器以前或以后测试系统的响应，再加以校订。4.简述遥感卫星辐射校订场的含义。答：利用地球表面大面积平均的地物为目标，当卫星过顶时实行同步地面观察，以实现对在轨道上运转的卫星传感器做辐射校订。第四部分1.图像加强的主要目的

13、是什么它包含的主要内容有哪些答：主要目的有：改变图像的灰度等级、提升图像对照度；除去边沿和噪声，光滑图像；突出边沿或线状地物，锐化图像；合成彩色图像；压缩图像数据量，突出主要信息等。主要内容有：空间域加强、频次域加强、彩色加强、多图像代数运算、多光谱图像加强等。2.直方图平衡化的基本思想和采纳何种变换函数答：直方图平衡化是将原图像的直方图经过变换函数变为平均的直方图，方图改正原图像，进而获取一幅灰度散布平均的新图像。采纳“积累直方图曲线”作为直方图平衡化的基本变换函数。而后按平均直3.方图规定化的基来源理是什么答：直方图规定化的原理是对两个直方图都做平衡化，变为同样的归一化的平均直方图。以此平

14、均直方图起到媒介作用，再对参照图像做平衡化的逆运算即可。4.何谓图像光滑试述均值光滑与中值滤波的差异。答：图像在获取和传输的过程中，因为传感器的偏差及大气的影响，会在图像上产生一些亮点（“噪声”点）或许图像中出现亮度变化过大的地区，为了克制噪声、改良图像质量或减少变化幅度，使亮度变化缓和所做的办理称为图像光滑。均值光滑方法均等地对待邻域中的每个像元，关于每个像元在以它为中心的邻域内取平均值，作为该像元新的灰度值。中值滤波是对以每个像元为中心的MN邻域内的全部像元按灰度值大小排序，取排序后位于中间那个像元的灰度值作为中心像元新的灰度值，所以它是一种非线性的图像光滑法。一般MN取奇数（有中间像元）

15、，窗口运算与模板运算同样。5.何谓图像锐化图像锐化办理有几种方法试述Laplace算法的特色。答：图像锐化可使图像上面沿与线状目标的反差提升，即边沿加强。锐化的结果突出了边沿和轮廓、线状目标信息。图像锐化是经过微分算子使图像边沿突出，清楚。图像锐化办理方法有：梯度法。Roberts梯度。Prewitt和Sobel梯度。Laplace算法。定向检测等方法。Laplace算法的特色是检测图像灰度变化率的变化率，是二阶微分，在图像上灰度平均和变化平均的部分，依据Laplace算子计算出的值为0。所以，它不检测均为的灰度变化，产生的图像更为突出灰度值突变的部分。6.频次域锐化的基本思想是什么常用的高通

16、滤波器有哪些有何特色答：频次域锐化的基本思想是：采纳高通滤波器让高频成分经过，阻挡削弱低频成分，达到图像锐化的目的，其结果是突出了图像的边沿和轮廓。高通滤波器有：理想高通滤波器；Butterworth高通滤波器；指数高通滤波器；梯形高通滤波器。以上4种高通滤波器各有优弊端。理想高通滤波器办理的图像中边沿有颤动的现象；Butterworth锐化成效较好，边沿颤动现象不显然，但计算复杂；指数高通滤波器比Butterworth成效差些，边沿颤动现象不显然；梯形高通滤波器会产生稍微颤动现象，但因计算简单常常被使用。7.假彩色加强的基来源理是什么最正确假彩色合成方案的原则是什么答：假彩色加强办理的对象是

17、同一光景的多光谱图像。关于多波段遥感图像，选择此中的某三个波段，分别给予红，绿，蓝三种原色，即可在屏幕上合成彩色图像。因为三个波段原色的选择是依据加强目的决定的，与本来波段的真切颜色不一样，所以合成的彩色图像其实不表示地物真切的颜色，这类合成称为假彩色合成。最正确假彩色合成方案的原则是：合成后的图像应信息量最大而波段间的有关性最小。8.试述彩色变换的原理，彩色变换的主要方法有哪些答：遥感数字图像办理系统中一是采纳RGB色彩模型，是鉴于色光混淆来再现颜色的，即图像中的每个像素是经过红（R）、绿（G）、蓝（B）三种色光按不一样的比率组合来显示颜色的，由多光谱图像的三个波段组合的彩色图像其实是显示在

18、R、G、B空间中。二是采用IHS模型。亮度（intensity）、色度（hue）、饱和度（saturation）称为色彩的三因素，亮度（I）、色度（H）、饱和度（S）构成的HIS模型所表示的彩色与人眼看到的更为靠近。RGB和HIS两种色彩模式能够互相变换，有些办理在某个彩色系统中能够更方便。以上所述即为彩色变换的原理。把RGB系统变换为IHS系统称为HIS正变换，HIS系统变换为RGB系统称为HIS逆变换。彩色变换的主要方法有1，球体变换2，圆柱体变换。9.什么是植被指数常用的植被指数如何计算答：依据地物光谱反射率的差异作比值运算能够突出图像中植被的特色，提取植被类型或估量绿色生物量，往常把能

19、够提取植被的算法称为植被指数（VegetationIndex，简称VI）。常用的植被指数算法：比值植被指数（ratiovegetationindex即RVI）RVI=IR/RIR为遥感多波段图像中的近红外（infrared）波段的反射值；为红波段的反射值。归一化植被指数（normalizedvegetationindex即NDVI）NDVI=(IR-R)/(IR+R)差值植被指数（differencevegetationindex即DVI）DVIIR-R正交植被指数（perpendicularvegetationindex即PVI）PVI=(IR)(R)+PVI=(IR)(R)+(NOAA的A

20、VHRR卫星资料(Landsat卫星资料)10.以陆地卫星TM图像和SPOT的全色波段图像为例，说明TM图像和SPOT图像交融的优胜性。答：不一样传感器获取的同一地域的图像，因为其波长范围不一样，几何特色不一样，分辨率不一样样因素而拥有不一样的应用特色。比如：Landsat的TM有7个波段，有丰富的光谱信息，其空间分辨率为（重采样后为30m），SPOT的全色波段（m）是一个单波段图像，但它的空间分辨率大大提升，可达到10m。将这两种图像交融，产生的拥有10m分辨率的7个波段的新图像拥有以上两种图像的长处，既提升了图像的分辨率，又保存了TM丰富的光谱信息。所以，图像交融的方法能够综合不一样传感器

21、图像的长处，大大提升图像的应用精度。11.什么是多光谱空间主成分变换的应意图义是什么答：多光谱空间是一个n维坐标系，每一个坐标轴代表多波段图像的一个波段，坐标值代表该波段像元的灰度值，图像中的每个像元对应于坐标空间中的一个点。主成分变换的应意图义是：数据压缩图像加强分类前预办理12.简述多光谱加强的方法和目的。答：多光谱加强采纳对多光谱图像进行线性变换的方法，减少各波段信息之间的冗余，达到保存主要信息，压缩数据量，加强和提取更拥有目视解说成效的新波段数据的目的。13.简述遥感多光谱图像的特色。答：遥感多光谱图像的波段多，比如应用最为宽泛的而高光谱图像则包含几十个甚至数百个很窄的波段，量过大，运

22、算时耗资大批机时和占有大批的磁盘空间。必定的有关性，造成不一样程度的信息重叠。Landsat的TM图像有7个波段；包含了大批的信息，但这些图像的数据同时，多光谱图像的各波段之间拥有14.当前多光谱加强主要有哪2种变换答：K-L(Karthunen-Loeve)变换，又称为主成分变换。K-T(Kauth-Thomas)变换，又称为缨帽变换。第五部分1.什么是监察分类什么是非监察分类答：监察分类是鉴于对遥感图像上样本区内的地物的类属已有先验的知识，即已经知道它所对应的地物类型，于是能够利用这些样本类其余特色作为依照来判断非样本区内数据的类型。非监察分类是遥感图像地物的属性不拥有先验知识，纯粹依靠不

23、一样光谱数据组合在统计上的差异来进行“盲目分类”，过后再对已分出各种的地物属性进行确认的过程。2.简述加强办理与分类办理的异同。答：图像加强办理与图像分类办理都是为了加强和提取遥感图像中的目标信息。图像加强办理主假如加强图像的视觉成效，提升图像的可解译性。给目视解说供给的信息是定性的。图像分类办理则着眼于地物类其余区分，给目视解说供给定量信息。3.什么是特色选择答：特色选择实质上就是确立分类的信息源。多光谱图像一般有波段多、数据量大等特色。在分类时，特别是用最大似然分类方法，要对每一类计算均差和协方差矩阵，以及鉴别式的比较，计算量是特别大的。实质上，其实不是每一个波段都是分类时最好的波段，对分

24、类精度影响不大。在分类时所使用的波段或波段组合称为特色，所以，这个选择过程称为特色选择。这类选择出来的、新的关于表示类型可分性更为有效的更改称为特色参数，n个特色参数构成n维特色空间。详细的分类就是在该空间中进行的。4.简述计算机分类的基来源理。答：遥感图像分类就是把图像中的每个像元或地区划归为若干类型中的一种，各种地物的光谱特色剖析来选择特色参数，将特色空间区分为互不重叠的子空间，即经过对而后将影像内各个像元区分到各个子空间中去，进而实现分类。简述遥感图像计算机分类的一般流程。答：原始图像的预办理；训练区的选择；特色选择和特色提取；图像分类运算；查验结果；结果输出。6.什么是距离鉴别函数答：

25、距离鉴别函数的成立是以地物光谱特色在特色空间中是按集群方式散布为前提的。也就是说，假设不知道特色矢量的概率散布，但以为，同一类其余特色矢量在特色空间内完整齐集成团状（集群），每个团（集群）都有一此中心。这些团内点的数目越多，也即密度越大或点与中心的距离越近，就能够必定，他们属于一个类型，所以点间的距离成为重要的判断参量。7.比较绝对值距离、欧氏距离、马氏距离鉴别函数之间的异同点。答：绝对值距离是计算两点之间的直角边距离，其特色是各特色参数以等权参加进来，所以也称等混淆距离。欧氏距离是计算两点之间直线距离。欧氏距离中各特色参数也是等权的。以上两种距离与特色参数的量纲有关。并且没有考虑特色参数间的

26、有关性。马氏距离是一种加权的欧氏距离，它是经过协方差矩阵来考虑变量的有关性8、简要说明ISODATA法的基本内容。答：ISODATA（iterativeself-organizingdataanalysistechniquesalgorithm），称为“迭代自组织数据剖析技术”。ISODATA法的实质是以初始类型为“种子”进行自动迭代聚类的过程，它能够自动地进行类其余“合并”和“分裂”，其各个参数也在不停地聚类调整中渐渐确立，并最后建立所需要的鉴别函数。所以，能够说基准类型参数确实定过程，也正是利用光谱特色自己的统计性质对鉴别函数的不停调整和“训练”过程。9.简述计算分类的新方法。答：神经网络

27、分类器；鉴于小波神经网络遥感图像分类；模糊聚类法；树分类器；专家系统方法的应用。第六部分1.一般剖析方法各有什么特色参数确实定应试虑什么因素答：遥感数字图像一般剖析主假如对图像进行各样空间剖析，进行像元之间或专题分类之间的空间关系办理，使办理后的图像能够更好地表达主要的专题信息。邻域剖析(neighborhood)是针对分类专题图像，采纳近似于卷积滤波的方法对图像分类值(classvalues)进行多种剖析。其方法是每个像元的值都参加用户定义的邻域范围definitionneighborhood）和剖析函数(function)所进行的剖析，而邻域中心像元的值将被剖析结果所代替。查找剖析(search)是对输入的分类专题图像或矢量图形进行邻近(proximity)剖析，产生一个新的输出栅格文件，输出像元的属性值取决于其地点与用户选择专题种类像元的靠近程度和用户定义的靠近距离，输出文件顶用户所选择专题种类的属性值从头编码为0，其余相邻地区属性值取决于它们所选择专题种类像元的欧氏距离。指标剖析(