遥感原理与应用复习资料

1、给出遥感的概念，归纳遥感的特点。1、遥感：是指应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁特性记录下来，通过分析处理，提醒出目标物的特征及其变化的的综合性探测技术。特点：1、范围广2、时效性3、周期性4、综合性5、约束少6、手段多、信息量大7、经济型。2、表达电磁波遥感过程。2、电磁波遥感的过程：1、物体辐射电磁波能量〔放射辐射，反射辐射〕2、信息猎取〔猎取内容图像数据实况数据姿势数据〕3、信息记录与传输〔机载星载实时传输非实时传输〕4、数据处理〔预处理增加变换识别分类〕5、判读和应用〔判读分析制图评价应用〕3、表达遥感技术进展的趋势。遥感平台：航空-航天-多层面遥感传感器空间区分率：单一〔低〕区分率-多〔高〕区分率-影像金字塔光谱区分率：多光谱-高光谱〔成像光谱仪〕时相：单时相-多时相-任意时相〔小卫星群〕立体：邻轨立体-同轨立体-INSAR影像处理：光学处理-数字处理〔数据压缩、影相融合〕信息提取：目视判读-自动分类-专家系统影像分析：定性-定量软件：人机对话-视窗式-智能化、构件式、集成化总结：遥感的进展趋势是从一源到多源，从宏观到微观，从静态到动态，从定性到定量，从目视到自动，从单一到集成，从地球到星球。4、测定地物波谱特性曲线的意义。简述地物波谱特性测定的原理。〔提示地物波谱包括放射波谱和反射波谱〕意义〔1概略算出物体的总辐射能量或确定温度，这就是热红外遥感探测和识别目标物的机理。依据黑体辐射波谱曲线其次特性，可以推算出地物所辐射的波段，依据此原理选择遥感器和确定对目标物进展热红外遥感的最正确波段。依据黑体辐射波谱曲线第三特性，可以计算微波辐射亮度。正由于不同地物在不同波段有不同的反射率这一特性，物体的反射波谱特性曲线才作为判读和分类的物理根底，广泛地应用于遥感影像的分析和评价中。原理该地物的波谱特性。5、表达沙土、植被和水体的光谱反射率随波长变化的一般规律。沙土平缓，因此在不同光谱波段的遥感影像上，土壤的亮度区分不明显。沙漠的反射率，在橙色0.6植被0.510%-200.450.67微米的红光有两个吸取带。这一特征是由于叶绿素的影响造成的。叶绿素对蓝光和红0.81.01.1响，电磁波除了被吸取和透射的局部，其余形成高的反射。在中红外波段1.3到2.5微米，1.451.952.7水体的散射作用，可见光波段反射率会增加，峰值消灭在黄红区。6、地物波谱反射率有哪些主要的因素影响？太阳位置，主要指太阳高度角和方位角。测定仪器位置，指观测角和方位角。地理位置、地形、季节等会引起太阳高度角和方位角不同。气候变化、大气状况、地面水热变化、地物本身变异都会引起反射率变化。7、什么是波谱响应？它在遥感中有什么意义？波谱响应：到达传感器端的各种辐射能量通过光/电信号转换器以及模/数〔A/D〕转换器转换成影像数字信号的过程。意义类型不同个体的地物条件。同时，光谱响应标志是具有可变性的。8、参比数据在遥感应用中有什么意义？如何猎取参比数据？意义：123如何猎取参比数据：1.各种专题地图2.DEM数据3.航空遥感影像4.实地野外调绘。9、何为大气窗口？简要分析形成大气窗口的缘由大气窗口磁波是有限的。有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较少，透射率较高，对遥感格外有利。这些波段通常称为大气窗口。缘由：大气反射，吸取，散射的共同作用。处接收到哪些电磁波能量？1地物目标反射出来的辐射能量；2太阳放射出的能量；3入射到环境外表的辐射波被反射后的能量；411、陆地资源遥感应用对遥感平台有何要求？说明其缘由(1)近圆形轨道：近圆形轨道可以保证在不同地区猎取的影像比例尺接近全都。(2)近极地轨道：有利于增大卫星对地面总的观测范围与太阳同步轨道：卫星轨道与太阳同步是指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道面内的夹角，不随地球绕太阳公转而转变。可重复轨道：轨道的重复性有和于保证对地面地物或自然现象的变化作动态监测。123〔选做〕常见的传感器类型传感器。摄影类型传感器影像特点：真彩色、假彩色影像，但会有影像畸变。高光谱扫描传感器影像特点：1.10nm窄波段；2.光谱连续；3.在0.4微米到2.4微米之间分有200多个波段，可得到地物的完整光谱曲线。热红外扫描传感器的影像特点：1.地面区分率随扫描角发生变化，扫描影像也会发生20.1K-0.5K之间；34.温度的变化能使热红外影像产生较高的色调差异。13、在应用遥感影像的过程中，选择所需要遥感影像的依据是什么〔几何特征时所依据的参数为空间区分率；猎取地物的属性特点〔物理特征〕所依据的参数是波谱区分率、辐射区分率；猎取目标地物的动态变化特点〔时间特征〕的依据参数是时间区分率。航天飞机等。高区分率卫星平台：俄罗斯Resurs-P卫星可以获得高精度的1m全色波段影像和4m25KM、光谱区分率5-10nm25m的高光谱传感器和97-441km12-120m的多光谱传感器。中区分率卫星平台：SPOT系列，SPOT-1/2/3卫星搭载的传感器为两台高区分率可见光成像仪，0.50-0.89微米波段的空间区分率为20m，幅宽60km，量化等级8bit；SPOT-4搭载两台高区分率可见光红外成像仪，规格与SPOT-1/2/3一样；SPOT-5搭载高区分率几何成像仪和高区分率立体成像仪，0.50-0.89微米波段的空间区分率为10m。低空遥感平台：小型无人机，搭载加速度计、陀螺仪、磁罗盘与气压传感器15、表达高、中、低的三类区分率卫星的应用范围。高区分率：城市交通密度、建筑密度中区分率：作物估产、水土保持、土地利用低区分率：区域地理、矿产资源、海洋地质等16、分析遥感平台和传感器进展的趋势遥感平台进展趋势出陆地资源卫星、高光谱卫星、雷达卫星、环境卫星、海洋卫星、气象卫星、小卫星以及针对外星的平台等各类遥感平台。传感器进展趋势CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激式遥感传感器进展到主动式遥感传感器。17、各国政府及企业放射众多的遥感卫星，说明白什么问题？在自己手里，民生才能得到保障。18、以多光谱扫描仪为例，表达猎取地面影像的过程。逐行取样，得到目标地物的电磁辐射特性等信息，形成肯定谱段的影像。其中每个探测器的瞬时视场为86μrad，卫星高915KM，扫描瞬间每个像元的地面区分率为79M*79M的扫描线，可以进展扫描线的连接，因而得到一条相互连接且连续的地面影像。ETM+、CCD、RADAR影像为例进展说明被动式成像利用太阳光作为照明源，主动式利用放射的电磁波作为照耀源；被动式是依据系统视角记录数据的，主动式在于它是依据回波时间记录的数据；ETM+、CCD主要是太阳光照耀到物体上，不同的物体反射的波是不一样的，依据物体的波普特性曲线，来识别物体的性质。ETM+的影像掩盖八个光谱波段〔可见光波段、红外波段、微米全色波段〕，时间区分16ETM+的影像会产生全景畸变，它的影像还需要扫描线的连接。与CCDETM+还存在着温度区分率的问题，温度越高，影像越亮，色调越浅。CCD的影像同样需要扫描线的连接，CCD猎取的影像可以保证定位精度，空间区分率比ETM+高，但掩盖的光谱波段比ETM+少〔SPOT〕，对短波的探测力量较弱。雷达是用人工方法向目标放射某一波长的微波讯号，用仪器接收目标物反射的回波，依据他们反射回来的微波特征的不同识别物体；雷达的影像可以猎取当地的三维地表信息；雷达的扫描方式与CCD、ETM+相像，通过摇摆式或旋转式扫描镜实现，所以拥有瞬时视场角，也能形成条带状的扫描，只是被动式扫描的是在地面上是一个小像素点，雷达是一个激光脚点；与ETM+的影像类似，雷达接收的目标回博强度强，色调浅，否则深。2020、猎取的遥感影像对遥感平台和传感器有何要求？对遥感平台近圆形轨道，近极地轨道，与太阳同步轨道，可重复轨道。对传感器：依据遥感影像的目的不同，选择不同区分率的传感器，如依据空间区分率，感器；依据猎取影像的时间间隔，选择不同时间区分率的传感器。21、遥感影像的判读特征有哪些？每个判读特征的具体含义是什么？21、遥感影像的判读特征有哪些？每个判读特征的具体含义是什么？每个判读特征应用时应留意哪些问题？判读特征有七个：外形特征、大小特征、色调和颜色特征、阴影特征、纹理特征、相互判读特征有七个：外形特征、大小特征、色调和颜色特征、阴影特征、纹理特征、相互关系特征、活动特征。1、外形特征：是指地物外部轮廓的外形在影像上的反响，不同类型的地面目标有其特定的外形，因此地物影像的外形是目标识别的重要依据。2、大小特征：是指地物的影像尺寸，如长、宽、面积等。大小特征是确定地物实际尺寸的主要依据，同时也是判定目标性质的主要依据之一。3、色调或颜色特征：是指地物的色调或颜色在影像上的表现形式。色调是指黑白影像上标的亮度，颜色是指彩色影像上目标的颜色。4、阴影特征：这里的阴影是指落影，即由高出地面的物体遮挡使电磁波不能直接照耀到的地面区域在影像上形成的深色调影像。5、纹理特征：是指某种物体在影像上大量的重复消灭所形成的图案特征，它是大量个体的外形、大小、阴影、色调的综合反映。6、相互关系特征：相互关系特征是指地物的环境位置以及地物之间的空间位置配置关系在影像的反映，是重要的简介判读特征。7、活动特征:目标活动所形成的证候或留下的痕迹在影像上的反映称为活动特征。22、目视判读主要解决什么问题？它的方法和过程是怎样的？解决的问题：1.图像中哪些地物2.地物的分布状况3.地物的数量状况方法：1.直接判读法2.比照分析法3.信息复合法4.综合推理法5.地理相关分析法过程：1.明确任务与要求2.训练判读员3.收集充分的资料4.了解影像来源、性质、质量5.判读仪器和设备6.选择典型样区，建立解译标志7.觉察目标8.描述目标9.识别和判定目标10.野外验证和补判11.清绘和评价目标原理是什么？理量提取、指标提取、特定地物和姿势的提取、空间位置。根本原理〔Bayes分类器中的错误分类概率最小准则〕建立判别函数fAB(X)，然后确定未知类别样本所属类别的判别标准，进而可对未知类别进展分类监视分类：依据的样本类别和类别的先验学问，确定判别函数和相应的判别准则，然后将未知类别的样本的观测值代入判别函数定。技术过程：1.原始影像数据的预备2.影像变换及特征选择3.分类器设计4.初始类别参数确实定56.形成分类编码影像6.输出。训练阶段主要完成任务：1.准确性：确保选择样区与实际地物全都；2.代表性：所选样区为某一地物的代表，还要考虑到地物本身的简单性，反映同类地物光谱特性的波动状况；3.统计性：选择的训练样区内必需有足够多的像元，以保证由此计算出的类别参数符合统计规律。25、BYTES分类器是最典型的监视分类算法，其根本原理是什么？根本原理：以样本X消灭后的后验概率作为判别函数来确定样本X观测样本X把它的先验概率P(ωi)转化为它的后验概率P〔ωi|X，并以后验概率最XP(e)最小。26什么是非监视分类？非监视分类的技术流程是怎样的？典型的非监视分类：事先对分类过程不施加任何先验学问，凭地物在遥感影像上光谱特征的分布规律，既自然聚类的特性，进展盲目的分类。技术流程：1.执行非监视分类2.类别定义3.合并子类4.评价分类结果。1.K-均值算法：通过迭代，逐次移动各类的中心，直到最好的聚类结果。ISODATA聚类分析，还可以自动进展类别的合并和分裂，从而得到类数比较合理的聚类结果。平行管道法聚类分析。兴计算各类见的相关性。等混合距离法：影像的自动分类。27、什么是混合像元？混合像元分类的根本思想是什么？混合像元元记录的多类不同性质的地面目标的辐射能量总和，这样的像元称为混合像元。根本思想地物的面积与整个混合像元的面积比28、某工程需要利用遥感影像生成争辩区域的DOM，现在有该地区的2m空间区分率的吉林一号全色遥感影像和10m区分率的SPOT多光谱影像。要求生成的DOM是彩色，并具有较高的空间区分率。问对已有的这两类遥感影像数据应如何进展处理才可以获得满足要求的结果。(承受已把握的融合方法针对具体问题，写出具体过程，并画出流程图。)章节测验第一章假设争辩某城市的交通密度状况，应选择〔A〕图像。A、高区分率 B、中区分率C、低区分率遥感技术是将传感器搭载在遥感平台上,随着平台的运动,猎取地物的_特征性质及其变化 。3、技术系统的构成包括_信息源 ,信息猎取、 信息记录与传输 、信息处理和信息应用五个局部4、依据遥感平台来分，遥感可分为地面遥感、 航天遥感、航空遥感和航宇遥感。5、依据探测波段来分，遥感可分为紫外遥感、可见光遥感 、红外遥感、微波遥感和多波段遥感。6、相对于传统的资源调查技术，遥感技术的特点是 信息量大 、探测范围广 、数据的综合性和可比性、经济性和局限性。7、雷达与扫描仪是主动传感器〔×〕8、争辩林地的砍伐监测，适宜承受B 图像。A、高区分率B、中区分率C、低区分率9、在红外影像上，安康的松树为 红 色、患病严峻病虫害的松树为青 色。10、争辩森林火灾宜承受 遥感 图像11、在同一个影像上，全部类型的植物颜色均一样。〔×〕其次章1、遥感上应用的电磁波主要有〔ABCD〕A、紫外线 B、可见光C、红外线 D、微波2、电磁波的种类有无线电波、紫外线、红外线 、可见光、x射线、r射线。3、太阳光是电磁波〔√〕4、近红外与热红外的遥感方式一样，均感应地物的温度差异。〔×〕5、维恩位移定律说明当确定黑体的温度增高时，它的幅射峰值波长向A方向移A、短波B、长波C、频率低D、中间6、大气层顶上太阳的辐射曲线与黑体在5800K 的辐射曲线相像。7、对地物有透射力量的电磁波是〔D〕A、紫外线B、可见光C、红外线D、微波8〔√〕9、土壤的含水量越高，有机质含量越高，反射率越低。〔√〕10、在不同光谱段的遥感影像上，土壤的亮度差异很大。〔×〕11、什么是地物的反射波谱，说明植被的反射波谱特征。我的答案：同一物体对不同波长的电磁波有不同的反射系数该物体的反射波普特征。0.55μm四周有10%-20%的反射波峰，近红外线0.8μm-1.0μm间具有50%-60%的反射波峰。12、大气层的吸取作用会造成能量的衰减，下面吸取力量最强的物质是〔B〕A、二氧化碳B、水C、氧气D、臭氧13、大气对太阳辐射的影响包括〔ABCD〕A、反射作用 B、吸取作用 C、散射作用 D、折射作用14。×〕第三章1、辐射区分率指传感器接收波谱信号时，能区分的最小辐射度差，在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级，TM图像的辐射区分率为〔B〕A、64级B、256级 C、4096级2、描述遥感图像的特征即图像的四种区分率，分别是空间区分率、时间区分率、波、辐射区分率。3CCD元件的个数打算的。在扫描宽度肯定的状况下，CCD〔√〕4、什么是高光谱遥感？与常规遥感相比，高光谱遥感有何特点？围内，猎取很多格外窄、光谱连续影像数据的技术。特点：1.窄波段2.光谱区分率高3.信噪比低15、陆地卫星landsat的重返周期是〔D〕A、1天B、4天C、26天D、166、陆地卫星从1972年放射第一颗到现在总共放射8颗，其中Landsat6放射失败，其搭载的系列传感器包括MSS、 TM 、 ETM 、OLI和 TIRS3 。7、TM图像有7个通道，与MSS相比，多了蓝色通道，热红外通道和短波红外通道。TM1-5和TM7的空间区分率为30m ，TM6为热红外通道，可用于城市热岛争辩，其空间区分率为 120m 。8、陆地卫星landsat是地球同步轨道〔×〕9、世界上第一颗高区分率商业遥感卫星是〔A〕A、IKONOS B、 QUICKBIRD C、 ALOS D、SPOT10、UICKBIRD的最高区分率是〔D〕A、1米B、4米 C、2米D、0.61米10、大局部传感器都包括四个标准单色波段即蓝色、 红色 、绿色 和近红外。11、高分专项工程是中国国家中长期科学和技术进展规划纲要(2023-2023年)的16个重大科技专项之一，从2023年4262023年731日高分11号成功放射，目前共放射九颗。其中高分二号单色通道的空间区分率为4米 ，全色通道的空间区分率为 1米。12、在高分专项中。高分四号是地球同步轨道，其他的均为太阳同步轨道。〔√〕13、在彩色红外片上，植被为 红 色，清亮的水体为 黑 色。1420232001：10000。15、扫描成像的方式包括 摆扫式 和 推扫式 。16两边渐渐降低。〔√〕第四章1、遥感影像成像模型有哪些？分析各自的特点及适用范围。参数的方法。4.13、垂直于飞行方向离投影中心越远，目标全景投影变形和侧视雷达斜距投影比例尺都变大。〔×〕44、具体分析引起遥感影像几何形变的因素。传感器成像方式引起的图像变形：1、全景投影变形23、影像比例尺4、山体前倾。传感器外方位元素变化的影响：当传感器外方位元素偏离标准位置而消灭变动时，就会使影像产生变形。地形起伏引起的像点位移：投影误差是由地面起伏引起的像点位移，当地形有起伏时，对于高于或低于某一基准面的地面点，其在影像上的像点与其在基准面上垂直投影点在影像上的像点之间有直线位移。地球曲率引起的图像变形：地球曲率引起的像点位移与地形起伏引起的像点位移类似。大气折射引起的图像变形：大气层不是一个均匀的介质，它的密度是随离地面高度的增加而递减，因此电磁波在大气层中传播时的折射率也随高度而变化，使得电磁波的传播路径不是一条直线而是曲线，从而引起像点的位移。地球自转的影响：地球自转会使动态传感器的影像产生变形，特别是对卫星遥感影像。55、以共线方程或多项式订正为例，表达遥感影象精订正过程。多项式：1模型的选择。〔依据地形特点、传感器的成像方式确定〕取得某像素原始影像坐标求出同名像素的地面坐标。模型精化。〔〕依据地面把握点数据进展二次曲面拟合求12个系数。再实行设定一个阈值作为评定标准，行精化。〔包括灰度值重采样〕包括一次项订正〔改正因平移、旋转、比例尺变化引起的线性变形〕、二次项订正〔在一次项的订正根底上，改正二次非线性变形〕、三次项订正〔改正更高次的非线性变形〕；像素灰度值重采样。几何精度评价6、说明遥感影像灰度重采样的含义、方法及优缺点。积起来，构成该点位灰度值的过程。方法：1、双三次卷积重采样法，双三次卷积重采样的内插精度较高，但计算量大。2、双线性内插法，改法的计算较为简洁，具有肯定的灰度采样精度，实践中常用的方法，但重采样的影响略变模糊。3、最邻近像元采样法，改法最简洁，辐射保真度较好，但他将造成像点在一个像素范围内位移，几何精度较其他两种方法差。把握点坐标的方法。重要性：1.参与未知参数的解算以及帮助模型精化。2.易于判读遥感影像，具有参考作用。3.地面把握点的数量、质量、均匀分布影响影像准确性与牢靠性。猎取地面把握点方法：1人工选择方式。2.基于把握点库的影像匹配方式。3.基于松弛法的整体影像匹配方式。8、分析影响遥感影像几何订正精度的因素以及提高遥感影像几何校8、分析影响遥感影像几何订正精度的因素以及提高遥感影像几何校正的精度的方法。因素：1.地面点的数量、分布、质量、明显与否。2.平差剩余误差的大小。3.求解系数的准确度。4.外方位元素的误差。5方法：1.直接法。2.间接法。3.影像灰度值重采样。4.影像几何校正精度评定9、表达遥感影像镶嵌的过程。1.影像的几何订正。2.搜寻镶嵌边。3.亮度及反差调整。4.平滑边界限。又准确？特点：1.外部及内部误差存在且较大，未经校正不能直接用于测量、测图。2.缺少地理编码，存在几何变形。3.需要进展几何处理及几何校正。5.影像间需要镶嵌及配准。6.猎取的图像掩盖范围广、区分率，多波段聚合。猎取手段：1.承受无人飞行器遥感系统为代表的低空遥感平台是现阶段较经济且准确23在肯定程度上上也可节约本钱4这样猎取遥感影像本钱自然而然可以下降。第五章1、遥感数字图像以二维数组来表示，在数组中，每个元素代表一个像素，像素具有空间特征和属性特征。2、一个像素内只包含一种地物的像素称为正像素、一个像素内包含两种或两种以上地物的称为混合像素。3、数字图像的生疏一般先通过数字图像直方图来了解，应用直方图可以了解图像的亮度泛围、每个亮度的频数、像元随亮度分布的状态、整幅图像总的色调。4、图像的表现形式有数字图像和模拟图像两种，两种形式经常需要转换，一幅图像在硬盘或移动硬盘上存储时为数字图像图像，当把图像翻开显示在显示器上时，就已经转换成了模拟图像图像。5、光学图像是连续变量，数字图像是离散变量〔√〕6、引起辐射畸变的缘由包括 传感器产生的误差 、 大气对辐射的影像 、 。7、几何校正分两步来完成，首先建立一种变换前图像坐标〔x,y〕与变换后图像坐标(u,v)的数学关系，然后 进展重采样。8、引起几何畸变的缘由？1.遥感平台位置和运动状态变化的影响2.地形起伏的影响3.地形外表曲率的影响4.大气折射影响5.地球自转影响9、把握点的选取原则1、尽可能满幅均匀选取，特征变化大的地方多项选择。2、选取易区分且较精细的特征点，如道路穿插点。10、什么叫程辐射度？10、什么叫程辐射度？相当局部的散射光向上通过大气直接进入传感器，这局部辐射称为程辐射度。11、比照度变换依据变换函数可分为线性变换和 非线性变换 。12、线性变换的通用公式为 Xb=[(b2-b1)/(a2-a1)]*(Xa-a1)+b1 。13、非线性变化主要有指数变换和 对数变换 ，指数变换是在亮度值较高的局部扩大亮度间隔，在亮度值较低的局部缩小 亮度间隔。14、承受线性变换，既可以拉伸，也可以压缩。假设a2-a1<b2-b1，则亮度范围扩大，图像被拉伸；〔a1、a2是变换前的最小值与最大值，b1、b2是变换后的最小值与最大值〕〔√〕15、单波段彩色变换也叫密度分割 ，按亮度分层，每层赐予不同的颜色，由于颜色是人为给的，所以是伪彩色，或假彩色。16、多波段彩色变换的原理是加色法 。17、以TM图像为例，假设合成近似真彩色，则选用TM3〔红色波段〕、TM2〔绿色波段〕TM1〔蓝色波段〕TM4(近红外)、TM3〔红光〕、TM2〔绿光〕分别通过红、绿、蓝通道。18、在标准假彩色图像上，植被为红色，清亮的水体为黑色或深蓝色。19、对一幅图像来说，既可以承受RGB模式显示，也可以承受HLS模式显示。20、哪些状况下需要进展锐化〔AB〕A、增加湖泊边界B、突出耕地边界C、 去除噪声21空间滤波则是以重点突出图像上的某些特征为目的，包括平滑和锐化 。依据计算方法不同，平滑分为均值平滑和中值滤波。22、进展图像运算前，必需先进展空间配准。TM4-TM323、