遥感及地理信息系统期末考试重点（2023年科大版）

遥感及地理信息系统期末考试重点〔2023〕遥感：对远距离目标，通过某种平台上搭载的传感器猎取其特征信息，然后进展提取、判定、加工处理及应用分析的综合性技术。遥感平台：搭载传感器的载体称为遥感平台。如遥感车、气球、飞机、卫星等。电磁辐射：即电磁波，当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了变化的电场，使电磁振荡在空间传播，形成电磁波。大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸取或散射的透过率较高的波段。电磁波谱：依据辐射在真空中传播的频率或波长排列形成的一个连续的谱带。辐照度：被辐射物体外表单位面积上的辐射通量。辐射通量：单位时间内通过某一面积的辐射能量。反射率：被地物反射的能量占辐射总能量的百分比。黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸取的物体。地物反射波谱：地物反射波谱是争论地面物体反射率随波长的变化规律。瑞丽散射：由粒子直径比波长小很多的原子和分子引起的散射。加色法：通过红绿蓝三原色相加可以产生任一种颜色。减色法：让一束白光先后通过两片不同颜色滤光片的过程。光谱色：从红到紫可见光谱上存在的颜色，各对应一个波长，为光谱色。空间区分率：遥感图像上能够具体区分的最小单元的尺寸或大小。主光轴：过投影中心垂直于像片并交于地面的线。像主点：主光轴与像平面垂直的交点。航向重叠：为使相邻两像片没有航摄漏洞和便于立体观看而要相邻两像片之间重叠的局部。中心投影：空间任意点与固定点连线延长线被一平面所截，直线与平面交点称为该空间点的投影。像点位移：地形和地物反映到航片上的像点与其平面位置相比产生的位置的移动。传感器：猎取地面目标电磁辐射信息的装置。距离区分率：雷达图像在侧视方向上的区分率称为距离区分率。方位区分率：雷达图像在沿航线方向的区分率称为方位区分率。合成孔径雷达：由假设干个侧视雷达真实孔径天线组合成合成孔径天线从不同位置接收同一地物信号的雷达。透视收缩：面对雷达方向由于坡度较小使得图像上显示的坡长比实际要小很多的现象。数字图像：能在计算机里存储、运算、显示和输出的图像。灰度直方图：以灰度级为横轴，某灰度级像元个数占像元总数百分比为纵轴所描绘的统计直方图。大气校正：指消退主要由大气散射引起的辐射误差的处理过程。空间滤波：假彩色密度分割：把一幅图像看成二维强度函数，用多个平行于图像的坐标平面平行分割，得到不同级别的灰度段，对其规定为不同的彩色，得到彩色图像。遥感分类及分类依据：依据工作平台：地面遥感、航空遥感、航天遥感依据工作波段：紫外遥感、红外遥感、可见光遥感依据工作原理：主动式遥感、被动式遥感依据资料猎取方式：成像遥感、非成像遥感依据波段宽度及波谱连续性：高光谱遥感、常规遥感依据应用领域：环境遥感、城市遥感、农业林业渔业遥感、地质遥感、军事遥感等。遥感探测特点：宏观观测，大范围猎取数据资料动态监测，快速更监控范围数据技术手段多样，可猎取海量信息应用领域广泛，经济效益高太阳辐射与地球辐射的分段特性：太阳的电磁辐射主要集中在波长较短的局部，从紫外、可见光到近红外区段。即0.3—2.5um，在这一波段地球的辐射主要是反射太阳的辐射。地球自身发出的辐射主要集中在波长较长的局部即6um以上的热红外区段。在2.5um至6um这一中红外波段地球对太阳辐射的反射和地表物体自身热辐射均不能无视。大气散射类型：瑞丽散射：由直径比波长小很多的原子分子等粒子引起的大气散射。米氏散射：由直径较大，与辐射波长相当的微粒引起的散射。无选择性散射：粒子的直径比波长大很多时发生的散射。绿色植物反射波谱特点：反射波谱曲线可分为三段。可见光波段有一个小的反射峰，两边蓝波段和红波段有两个吸取带，在曲线上为凹谷。在近红外波段，反射曲线上从0.7um处反射率快速增大，至1.1um四周有一峰值。在中红外波段，吸取率大大增加，反射率大大下降，形成几个低谷。**遥感影像生成过程中，真彩色片与假彩色片的不同：传感器主要的组成部件：收集器：负责收集地面目标辐射的电磁波能量。探测器：将收到的电磁辐射能转变为化学能或电能。处理器：对转换后的信号进展各种处理。输出器：输出信息的装置。传感器的类型：按数据记录方式：成像方式传感器、非成像方式传感器按工作波段：可见光传感器、红外传感器、微波传感器按工作方式：主动传感器、被动传感器。其中，主动传感器又有侧视雷达和全景雷达；被动传感器有光学摄影类型、光电成像类型和成像光谱仪。传感器的性能指标：传感器最具有有用意义的性能指标是区分率。包括：空间区分率：遥感图像上能够具体区分的最小单元的尺寸或大小光谱区分率：传感器所能记录的电磁波谱中，某一特定的波长范围值时间区分率：对同一目标进展探测时，相邻两次探测的时间间隔。温度区分率：热红外传感器区分地表热辐射最小差异的力气。摄影类型传感器和扫描类型传感器工作原理的异同：光学摄影类型的传感器是将收集到的地物反射光在感光胶片上直接曝光成像，而扫描类型的传感器是将收集到的电磁波能量通过仪器内的光敏或热敏元件转变成电能后记录下来。它们的成像方式成像原理都根本相像。**高光谱遥感：高光谱遥感是指利用很多很窄的电磁波段从感兴趣的物体上猎取有关数据，它的根底是测谱学。11.航空遥感的优缺点：图像空间区分率高，且具有较大的灵敏性，适合比较微观的空间构造的争论分析。但是费用格外昂贵，不行能在短期内对同一区域反复摄影成像。航空遥感平台主要有：气球：发送到对流层的叫做低空气球；发送到平流层的叫做高空气球。飞机：低空飞机〔飞行高度空中 2km以下〕；中空飞机〔2-6km〕；高空飞机〔12-30km〕航空相片的投影原理：属于中心投影原理。航空摄影时地面上每一物点所反射的光线，通过镜头中心在安装在焦平面上的感光胶片上成像。其中有一条光线为中心光线，所以每一物点在像面上的像可视为中心光线与底片的交点，在底片上构成负像，经过接触晒印得到正像航空像片。航空像片视差产生的缘由：产生视差〔像点位移/投影差〕产生缘由主要有像片倾斜、地面点相对于基准面的高差和物理因素〔如摄影材料变形、压平误差、摄影物镜畸变、大气折光等〕。引起像点位移的主要缘由：像片倾斜：设地面一点在倾斜像片构像为 a，在水平像片构像a’，将倾斜像片绕等比线旋转和水平像片重合，叠合图中两向径会因像片倾斜而长度不等。地形起伏：设像片水平，地面点距基准面有高差，它在像片上的构像与它在基准面上投影点在像片上的构像之间的距离即为因地形起伏引起的像点位移。在垂直投影的航空像片上像点位移的规律：对于相对高差相等的点，投影差δh也相等；像点到像主点的距0时，投影差为0，像主点无像点位移。投影差δh与地面离差h成正比。h>0，像点背离像主点方向移位，δh>0；h<0，像点朝像主点方向移位，δh<0。3)δh与航高成反比。遥感卫星轨道参数：轨道长半轴：卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离轨道偏心率：椭圆轨道焦距与长半轴之比，又称扁率轨道倾角：轨道面与赤道面的交角升交点赤经：轨道上由南向北自春分点到升交点的弧长近地点角距：轨道面内近地点与升交点之间的地心角过近地点时刻：以近地点为基准表示轨道面内卫星位置的量航天遥感与航空遥感相比有什么特点？航天遥感的视野比航空遥感开阔，观看的地面范围大航天遥感的效率比航空遥感要高得多对于猎取同样数量的遥感资料来说，航天遥感的费用要比航空遥感低廉航天遥感可以对地球进展周期性的、重复的观看航天遥感的地面区分率通常小于航空遥感微波遥感有什么优缺点？微波具有穿云透雾力气；可以全天候工作；对地面的穿透力气较强；还具有某些独特的探测力气。但微波对金属及其他良导体几乎没有穿透性，其空间区分率正在渐渐提高。举例说明依据直方图外形如何分析图像特点？直方图均值靠近低值区表示地物反射率低的像元多，图像较暗；均值靠近高值区表示地物反射率高的像元多，图像较亮；直方图在某一灰度四周集中，表示低反差图像；直方图各灰度分布均匀表示高反差图像。回归分析与直方图校正原理：回归分析原理：在不受大气影响的波段和待校正的某一波段图像中，选择由最亮至最暗的一系列目标，将每一目标的两个待比较波段灰度值提取出来回归分析。各波段回归分析截距即为校正量。直方图校正：假设影像范围内存在灰度为0的地物，其灰度直方图从原点开头，而其他波段灰度直方图离原点有一段距离，这段距离即为大气散射引起的灰度直方图漂移值，以此为改正量进展校正。22.几何校正中为何要像元灰度重采样？由于几何校正过程中由于校正前后图像的区分率可能变化、像元点位置相对变化等缘由，不能简洁地用原图像像元灰度值代替输出图像像元灰度值。23.遥感图像中“岩层三角面”的概念是什么？有什么特别意义？地质界限与地形等高线相交，并受地形影响发生转折，或通过山脊沟谷，消灭岩层三角面。利用岩层三角面可分析甚至量测岩石产状。24.影响岩层三角面外形的因素：岩层产状、地形遥感图像目视判读的直接标志一般包括哪些？色调：在黑白像片上表现为灰阶，彩色像片上表现为色别与色阶阴影：一局部地面的反射或放射信息被地物自身或物体之间相互遮挡而不能到达传感器的影像特征外形：地物轮廓在影像平面上的投影大小：地物的尺寸、面积、体积等在影像上按比例缩小的相像记录位置：地物之间彼此相互关联关系在影像上的反映布局：景观各要素之间反映在影像上形成规律性的展布图案：景观地物几何特征随影像比例尺变化在影响上的模型系列纹理或质地：地物影像轮廓内的色调变化频率***选择遥感数据应留意哪些事项？简述遥感目视判读具体方法：直接判定法：依据地物色调、图形、大小等直接标志判定比照分析法：对不同遥感影像、卫星图像不同波段、不同时相的图像进行比照分析，以及与其他资料、方法获得的结果或实地进展比照分析规律推理法：应用地学规律和实际阅历，分析各种地物和自然现象间内在联系，结合图像上表现出的特征，判定某一地物和现象的存在及其属性***如何区分遥感影像上的向斜背斜？空间数据的根本特征：空间特征：表示现象的空间位置或现在所处的地理位置。属性特征：表示现象的特征，如变量、分类、数量特征和名称等。时间特征：指现象或物体随时间的变化。空间数据的类型：类型数据、面域数据、网络数据、样本数据、曲面数据、文本数据、符号数据空间数据的拓扑关系：邻接关系、关联关系、包含关系元数据：关于数据的数据元数据的作用：帮助数据生产单位有效地治理和维护空间数据，建立数据文档供给有关数据生产单位数据存储、分类、内容、质量、交换网络及销售等方面信息供给通过网络对数据进展查询检索的方法或途径，以及与数据交换和传输有关的关心信息帮助用户了解数据，以便就数据是否满足需求做出正确推断供给有关信息便于处理和转换有用的数据矢量数据的根本分析方法：包含分析：确定要素之间是否存在着直接的联系，即矢量点、线、面之间是否存在空间位置上的关系。缓冲区分析：争论依据数据库的点线面实体，自动建立其四周确定宽度范围内缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。叠置分析：将有关主题层组成的各个数据层面进展叠置产生一个的数据层面。4)网络分析栅格构造的特点：属性明显、定位隐含，算法简洁，直观且简洁实现，易于扩大、修改，特别是易于和遥感影像结合处理。栅格数据获得方法：目读法、矢量数据转换、扫面数字化、分类影像输入地理信息系统概念：是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或局部地球表层空间中的有关地理分布数据进展采集、储存、治理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统和相关学科的关系：地理信息系统是一门介于信息科学、空间科学、治理科学之间的一门兴穿插学科，是传统科学与现代技术相结合的产物。GIS是现代科学技术进展和社会需求的产物。人口、资源、环境、灾难是影响人类生存与进展的四大根本问题。为了解决这些问题必需要自然科学、工程技术、社会科学等多学科、多手段联合攻关。于是，很多不同的学科都在查找一种能采集、存储、检索、变换、处理和显示输出从自然界和人类社会猎取的各式各样数据、信息的强有力工具、其归宿就是地理信息系统。因此，GIS明显具有多学科穿插的特征，它既要吸取诸多相关学科的精华和养分，并逐步形成独立的边缘学科，又将被多个领域运用，并推动它们的发展GIS空间数据的分类：a，按数据来源分：地图数据、影像数据、文本数据。b，按数据构造分：矢量数据和栅格数据。c，按数据特征：空间数据和非空间属性数据。d，按几何特征：点，线，面、曲面，体。e，按数据公布形式：数字线画图、数字栅格图、数字高程模型、数字正射影像图。空间数据的拓扑关系类型：〔1〕拓扑邻接：指存在于空间图形的一样类型元素之间的拓扑关系。〔2〕拓扑关联：指存在于不同类型空间元素之间的拓扑关系。〔3〕拓扑包含：指存在于空间图形的一样类型但不同等级的元素之间的拓扑关系。空间数据构造的类型：矢量数据构造和栅格数据构造。矢量数据构造：基于矢量模型的数据构造简称为矢量数据构造，它由表示位置的标量和表示方向的矢量两局部构成。栅格数据构造：基于栅格模型的数据构造简称为栅格数据构造，是指将空间分割成有规章的网格，称为栅格单元，在各个栅格单元上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。〔生疏〕栅格数据构造表示的是二维外表上地理要素的离散化数值，每个网格对应一种属性。其空间位置用行和列标识。网格通常是正方形，有时也承受矩形、等边三角形和正六边形。〔生疏〕网格边长打算了栅格数据的精度，但是，当用栅格数据来表示地理实体时，不管网格边长多小，与原实体特征相比较，信息都有丧失，这是由于简洁的实体承受统一的格网所造成的。一般的，可以通过保证最小多边形的精度标准来确定网格尺寸，使形成的栅格数据既有效地靠近地理实体，又能最大限度地削减数据量。 9.矢量数据与栅格数据比照：矢量数据栅格数据优点1，表示地理数据的精度较高。2，严密的数据构造，数据量小。3，完整的描述空间关系。4，图形输出准确美观。5，图形数据和属性数据的恢复更、综合都能实现。6，面对目标、不仅能表达属性，而且能全方面的记录每个目标的具体属性信息1，数据构造简洁。2，空间数据的重叠和组合便利。3，各类空间易于进展。4，数字模拟便利。缺点1，数据构造简洁。2，矢量又叠置较为简洁。3，数字模拟比较困难。4，技术简洁，特别是软硬件。1，图形数据量大。2，用大像元削减数据量时，精度和信息量受损。3，地图输出不完善。4，难以建立网络连接关系。5，投影变换比较费时。栅格数据构造主要存储类型：1，栅格矩阵构造，2，游程〔行程〕编码构造，3，四叉树构造。地理信息系统的数据源是多种多样的，并随系统功能的不同而不同，主要包括以下6种：1.地图2遥感影像数据1)线及其他生物要素的提取2〕DEM数据的生成3〕土地利用变