遙感——復(fù)習(xí)提綱

1、遙感概論復(fù)習(xí)資料一名詞解釋（18選5；4/題；共20分）1.攝影基線：兩攝影站之間的距離。公式：B = m*lPx%*m*l = l*(100Px)/100*mB攝影基線；l航攝像片的像幅尺寸；m攝影比例尺分母；Px（%）設(shè)計(jì)的航向重疊度2.遙感平臺(tái)：指裝載傳感器的運(yùn)載工具。分為近地遙感平臺(tái)、航空遙感平臺(tái)、航天遙感平臺(tái)。3.幾何糾正：從具有幾何畸變的圖像中消除畸變的過(guò)程。也可以說(shuō)是定量地確定圖像上的像元坐標(biāo)（圖像坐標(biāo)）與目標(biāo)物的地理坐標(biāo)（地圖坐標(biāo)等）的對(duì)應(yīng)關(guān)系（坐標(biāo)變換式）。4.攝影比例尺：航片上某線段l地面相應(yīng)線段的水平距離L之比，稱之為攝影比例尺1/m。平坦地區(qū)、攝影時(shí)像片處于水平狀態(tài)（垂

2、直攝影），則像片比例尺等于像機(jī)焦距（f）與航高（H）之比。5.中心投影：6.亮度系數(shù)（地物的反射率或反射系數(shù)）：地物對(duì)某一波段的反射能量與入射能量之比。反射率隨入射波長(zhǎng)而變化。7.銳化：為了突出圖像的邊緣、線狀目標(biāo)或某些亮度變化率大的部分，可采用銳化方法。有時(shí)可通過(guò)銳化，直接提取出需要的信息。銳化后的圖像已不再具有原遙感圖像的特征而成為邊緣圖像。8.空間分辨率：表征傳感器反映地表細(xì)節(jié)的能力。定義為像素所代表的地面范圍的大小,即掃描儀的瞬時(shí)視場(chǎng)，或地面物體能分辨的最小單位。受硬件系統(tǒng)、飛行高度控制。9.圖像增強(qiáng)：改變圖像的表現(xiàn)形式和影像特征，使目標(biāo)物更加突出易辨。10.遙感技術(shù)系統(tǒng)：被測(cè)目標(biāo)的信

3、息特征、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應(yīng)用五大部分。11.被動(dòng)式遙感：被動(dòng)式傳感器是接收自然界地物所輻射的能量，如攝影機(jī)、多波段掃描儀、紅外輻射計(jì)和微波輻射計(jì)等。被動(dòng)微波遙感是通過(guò)傳感器，接收來(lái)自目標(biāo)地物發(fā)射的微波，而達(dá)到探測(cè)目的的遙感方式稱被動(dòng)微波遙感。12.感光度：在規(guī)定的曝光沖洗及測(cè)試條件下感光材料對(duì)光輻射能的敏感程度的定量度量?；蚋泄馑俣?。相同的光線條件下，感光度不同需要的曝光量不同。13.線性拉伸14.監(jiān)督分類：選擇具有代表性的典型實(shí)驗(yàn)區(qū)或訓(xùn)練區(qū)，用訓(xùn)練區(qū)中已知地面各類地物樣本的光譜特性來(lái)“訓(xùn)練”計(jì)算機(jī)，獲得識(shí)別各類地物的判別函數(shù)或模式，并以此對(duì)未知地區(qū)的像元進(jìn)行分

4、類處理，分別歸入到已知的類別中。15.平滑：圖像中出現(xiàn)某些亮度變化過(guò)大的區(qū)域，或出現(xiàn)不該有的亮點(diǎn)（“噪聲”）時(shí)，采用平滑的方法可以減小變化，使亮度平緩或去掉不必要的“噪聲”點(diǎn)。具體方法有：均值平滑、中值濾波。16.大氣窗口：電磁波在大氣中傳輸過(guò)程中吸收和散射很小，透射率很高的波段。17.特征變換：使地物的特征信息集中在幾個(gè)主要的波譜段上，在保證信息容量最大化的前提下壓縮參與分類的數(shù)據(jù)量，以提高分類速度。18.黑體：對(duì)任何波長(zhǎng)的輻射，反射率和透射率都等于0；在任何溫度下，對(duì)各種波長(zhǎng)的電磁輻射的吸收系數(shù)等于1（100%）的物體。黑體是一種理想的吸收體，自然界沒(méi)有真正的黑體。二簡(jiǎn)答計(jì)算題（13選5；

5、10/題；共50分）1. 航攝像片的內(nèi)方位元素有哪些？攝影機(jī)內(nèi)方位元素（像片內(nèi)方位元素）：像片主距和像片主點(diǎn)在框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)（X0，Y0）內(nèi)方位元素（內(nèi)定向）：定義了相機(jī)內(nèi)的幾何特征，即描述攝影中心與像片之間相關(guān)位置的三個(gè)參數(shù)：攝影中心S到像片得的垂距 f，像主點(diǎn)O在像框標(biāo)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)X0，Y0。2. 何謂地物波普特性？地物的波譜特性：地物輻射和反射電磁波的能力隨波長(zhǎng)改變而改變的特性。地物的反射波譜：地物的發(fā)射波譜：地物的發(fā)射率隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律。地物發(fā)射率的不同是紅外遙感技術(shù)的重要依據(jù)。地物的透射波譜：3. 太陽(yáng)輻射的光譜特性有哪些？太陽(yáng)輻射：是可見(jiàn)光和近紅外的主要輻射源；常用5900的

6、黑體輻射來(lái)模擬；其輻射波長(zhǎng)范圍極大；輻射能量集中-短波輻射。大氣層對(duì)太陽(yáng)輻射的吸收、反射和散射。是地球上生物、大氣運(yùn)動(dòng)的能源，也是被動(dòng)式遙感系統(tǒng)重要的自然輻射源。太陽(yáng)輻射涵蓋了很寬的波長(zhǎng)范圍，包括射線、紫外線、紅外線、微波及無(wú)線電波。太陽(yáng)輻射能集中在0.3-3m，峰值位于波長(zhǎng)0.47m,其中大部分集中在0.4-0.76m之間的可見(jiàn)光波段，所以一般稱太陽(yáng)輻射為短波輻射。4. 幾何校正及其主要過(guò)程和方法？（1）定義：從具有幾何畸變的圖像中消除畸變的過(guò)程。也可以說(shuō)是定量地確定圖像上的像元坐標(biāo)（圖像坐標(biāo)）與目標(biāo)物的地理坐標(biāo)（地圖坐標(biāo)等）的對(duì)應(yīng)關(guān)系（坐標(biāo)變換式）。（2）幾何校正的方法系統(tǒng)性校正：當(dāng)知道了

7、消除圖像幾何畸變的理論校正公式時(shí)，可把該式中所含的與遙感器構(gòu)造有關(guān)的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)（焦距等）及遙感器的位置、姿態(tài)等的測(cè)量值代入到理論校正式中進(jìn)行幾何校正。該方法對(duì)遙感器的內(nèi)部畸變大多是有效的?？墒窃诤芏嗲闆r下，遙感器的位置及姿態(tài)的測(cè)量值精度不高，所以外部畸變的校正精度也不高。非系統(tǒng)性校正：利用控制點(diǎn)的圖像坐標(biāo)和地圖坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，近似地確定所給的圖像坐標(biāo)系和應(yīng)輸出的地圖坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換式。坐標(biāo)變換式經(jīng)常采用1次、2次等角變換式，2次、3次投影變換式或高次多項(xiàng)式。坐標(biāo)變換式的系數(shù)可從控制點(diǎn)的圖像坐標(biāo)值和地圖坐標(biāo)值中根據(jù)最小2乘法求出。復(fù)合校正：把理論校正式與利用控制點(diǎn)確定的校正式組合起來(lái)進(jìn)行校正。

8、 分階段校正的方法，即首先根據(jù)理論校正式消除幾何畸變（如內(nèi)部畸變等），然后利用少數(shù)控制點(diǎn)，根據(jù)所確定的低次校正式消除殘余的畸變（外部畸變等）； 提高幾何校正精度的方法，即利用控制點(diǎn)以較高的精度推算理論校正式中所含的遙感器參數(shù)、遙感器的位置及姿態(tài)參數(shù)。5. 遙感圖像處理的步驟有哪些？ 圖像復(fù)原（預(yù)處理）：主要進(jìn)行幾何糾正、大氣糾正、輻射糾正、掃描線脫落和錯(cuò)位糾正 圖像增強(qiáng)：改變圖像的表現(xiàn)形式和影像特征，使目標(biāo)物更加突出易辨 圖像分類：對(duì)遙感圖像上的目標(biāo)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和類型劃分，直接得到解譯結(jié)果6. 遙感圖像目標(biāo)地物識(shí)別特征（判讀標(biāo)志）及其作用？遙感圖像中目標(biāo)地物的特征是地物電磁波的輻射差異在遙感影

9、像上的反映。依據(jù)遙感圖像上的地物特征，識(shí)別地物類型、性質(zhì)、空間位置、形狀、大小等屬性的過(guò)程叫信息提取。目視判讀的標(biāo)志：色調(diào)/色彩：判讀前通過(guò)反差調(diào)整和彩色增強(qiáng)后，成為目視判讀的重要標(biāo)志；形狀：是目視判讀最直觀的標(biāo)志；大?。焊鶕?jù)地物間的相對(duì)大小、區(qū)分地物；陰影：可判讀地物的高度，但也遮擋部分地物信息；組合圖案/紋理結(jié)構(gòu)：當(dāng)?shù)匚镙^小時(shí)，在影像上表現(xiàn)為紋理，即某種地物類型有規(guī)律的重負(fù)出現(xiàn)。如農(nóng)田、森林?？偨Y(jié)：一般通過(guò)以下特征從遙感影像識(shí)別目標(biāo)地物：色調(diào)、顏色、陰影、形狀、紋理、大小、位置、圖型、相關(guān)布局。7. 遙感技術(shù)中常用的電磁波波段有哪些?有何特點(diǎn)？（1）遙感技術(shù)中常用的電磁波波段名稱紫外線可見(jiàn)

10、光紅外線微波近紅外中紅外遠(yuǎn)紅外超遠(yuǎn)紅外毫米波厘米波分米波波長(zhǎng)范圍m0.01-0.40.4-0.760.76-3.03-66-1515-10001-10mm1-10cm10cm-1m可見(jiàn)光紫藍(lán)青綠黃橙紅波長(zhǎng)范圍m0.40-0.430.43-0.470.47-0.500.50-0.560.56-0.590.59-0.620.62-0.76（2）各個(gè)波段特性8. 什么是大氣窗口？常用與遙感的大氣窗口有哪些？大氣窗口：電磁波在大氣中傳輸過(guò)程中吸收和散射很小，透射率很高的波段。常用大氣窗口1）0.31.4um：包括全部可見(jiàn)光（95），部分紫外光（70），部分近紅外光（80）攝影和掃描成像的方式在白天感測(cè)

11、和記錄目標(biāo)電磁波輻射信息。2）1.42.5um：近紅外窗口，6095，掃描成像，白天記錄；3）3.55.5um：中紅外窗口，6070，白天夜間，掃描成像記錄；4） 814 um： 遠(yuǎn)紅外窗口，超過(guò)80，白天夜間，掃描記錄；5）1.4300mm：微波窗口，白天夜間，掃描記錄。9. 數(shù)字直方圖及其作用？數(shù)字圖像直方圖：以每個(gè)像元為單位，表示圖像中各亮度值或亮度值區(qū)間像元出現(xiàn)的頻率的分布圖。直方圖的作用：直觀地了解圖像的亮度值分布范圍、峰值的位置、均值以及亮度值分布的離散程度。直方圖的曲線可以反映圖像的質(zhì)量差異。正態(tài)分布：反差適中，亮度分布均勻，層次豐富，圖像質(zhì)量高。偏態(tài)分布：圖像偏亮或偏暗，層次少

12、，質(zhì)量較差。小結(jié)：圖像直方圖是描述圖像質(zhì)量的可視化圖表。在圖像處理中，可以通過(guò)調(diào)整圖像直方圖的形態(tài)，改善圖像顯示的質(zhì)量，以達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的。10.SPOT衛(wèi)星的參數(shù)和圖像特征是什么？（1）衛(wèi)星參數(shù)軌道高度：832千米(太陽(yáng)同步）；軌道傾角：98.721；軌道周期：101.469分/圈；重復(fù)周期：369圈/26天；降交點(diǎn)時(shí)間：上午10：30分；掃描帶寬度：60 千米；兩側(cè)側(cè)視：+/-27；掃描帶寬：950千米。（2）SPOT（HRV傳感器）圖像特點(diǎn)垂直圖像每幅為近于正方形的菱形，每邊對(duì)應(yīng)于地面60km長(zhǎng)度；傾斜圖像橫向?qū)挾葘?duì)應(yīng)于地面寬度為60km80km。整幅圖像為動(dòng)態(tài)多主縱線中心投影集合圖像

13、。在正常情況下以垂直觀測(cè)圖像覆蓋全球；在某些特殊要求時(shí)，也可以調(diào)整瞄準(zhǔn)軸而獲得一些傾斜觀測(cè)圖像。相鄰軌道垂直圖像間的旁向重疊，在赤道為43km左右，越走向兩極，旁向重疊越大。在垂直觀測(cè)時(shí)，兩臺(tái)HRV的圖像之間重疊為3km，固定不變。SPOT處在不同軌道上時(shí)，可對(duì)同一地區(qū)從不同角度觀測(cè)成像，得到立體像對(duì)，這有利于攝影測(cè)量、形態(tài)地學(xué)及水文等方面的研究。地面幾何分辨率較高，多波段為20m，全色為10m(均指星下點(diǎn))。全色波段包括綠、黃、橙、紅直至深紅光，但不包括青、藍(lán)、紫光。多波段的XS1、XS2、XS3相當(dāng)于TM2、TM3、TM4。HRV缺少與TM1、TM5、TM6、TM7相對(duì)應(yīng)的波段。11.多波

14、段數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)格式BSQ、BIL、BIPBSQ方式：各波段的二維圖像數(shù)據(jù)按波段順序排列。BIL方式：對(duì)每一行中代表一個(gè)波段的光譜值進(jìn)行排列，然后按波段順序排列該行，最后對(duì)各行進(jìn)行重復(fù)。BIP方式：在一行中，每個(gè)像元按光譜波段次序進(jìn)行排列，然后對(duì)該行的全部像元進(jìn)行這種波段次序排列，最后對(duì)各行進(jìn)行重復(fù)。12.卷積計(jì)算 公式：r(i,j)=(m,n) t(m,n)13.影響航攝像片比例尺的主要因素？航攝相機(jī)的焦距（f）與航高（H）之比。航片的比例尺：1/M=f/H。比例尺隨著圖像處理而變化。地形起伏也會(huì)影響比例尺。三論述分析題（5選2；15/題；共30分）1.何為NDVI？如何計(jì)算？為什么要這樣計(jì)

15、算？舉例說(shuō)明NDVI的用途。（1）NDVI：歸一化植被指數(shù)，或者是標(biāo)準(zhǔn)差異植被指數(shù)，即兩個(gè)波段反射率的計(jì)算（2）計(jì)算 反差調(diào)整：NDVI=(B4+B3)/(B4-B3)（3反差調(diào)整是利用相關(guān)模片，按照一定疊掩規(guī)律實(shí)現(xiàn)的。假定任意兩個(gè)模片的密度分布函數(shù)為gm(x,y)和gn(x,y)，當(dāng)它們彼此疊掩時(shí)，其合成模片影像密度go(x,y)和反差go的變化規(guī)律如右圖。這種規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式是go(x,y)= gm(x,y)+ gn(x,y)gm和gn同為正模片或同為負(fù)模片時(shí)，go=gm+gn，合成模片即增強(qiáng)圖像的密度變化趨勢(shì)和符號(hào)與所用的兩張模片相同，增強(qiáng)圖像的反差加大。當(dāng)gm和gn分別為正、負(fù)模片時(shí)：

16、go=gm-gn，即合成模片的密度變化趨勢(shì)和符號(hào)與反差大的模片一致，增強(qiáng)圖像反差下降。（4）NDVI的應(yīng)用：檢測(cè)植被生長(zhǎng)狀態(tài)、植被覆蓋度和消除部分輻射誤差等；-1=NDVI=1，負(fù)值表示地面覆蓋為云、水、雪等，對(duì)可見(jiàn)光高反射；0表示有巖石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆蓋，且隨覆蓋度增大而增大；NDVI的局限性表現(xiàn)在，用非線性拉伸的方式增強(qiáng)了NIR和R的反射率的對(duì)比度。對(duì)于同一幅圖象，分別求RVI和NDVI時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI對(duì)高植被區(qū)具有較低的靈敏度；NDVI能反映出植物冠層的背景影響，如土壤、潮濕地面、學(xué)、枯葉、粗超度等，且與植被覆蓋

17、有關(guān)；2.真彩色合成與假彩色合成。彩色合成：為了充分利用色彩在遙感圖像判讀和信息提取中的優(yōu)勢(shì)，常常利用彩色合成的方法對(duì)多光譜圖像進(jìn)行處理，已得到彩色圖像。彩色圖像可以分為真彩色圖像和假彩色圖像。真彩色圖像：真彩色圖像上影像的顏色與地物顏色基本一致。利用數(shù)字技術(shù)合成真彩色圖像時(shí)，是把紅色波段的影像作為合成圖像中的紅色分量、把綠色波段的影像作為合成圖像中的綠色分量、把藍(lán)色波段的影像作為合成圖像中的藍(lán)色分量進(jìn)行合成的結(jié)果。如TM321用RGB合成的圖像為標(biāo)準(zhǔn)真彩色圖像。假彩色圖像：假彩色圖像是指影像的色調(diào)與實(shí)際地物色調(diào)不一致的圖像。遙感中最常見(jiàn)的假彩色圖像是彩色紅外合成的標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像。它是在彩色合

18、成時(shí)，把近紅外波段的影像作為合成圖像中的紅色分量、把紅色波段的影像作為合成圖像中的綠色分量、把綠色波段的影像作為合成圖像中的藍(lán)色分量進(jìn)行合成的結(jié)果。如TM432用RGB合成的圖像為標(biāo)準(zhǔn)假彩色圖像。3.何為監(jiān)督分類？監(jiān)督分類的步驟和注意事項(xiàng)有哪些？（1）監(jiān)督分類法：選擇具有代表性的典型實(shí)驗(yàn)區(qū)或訓(xùn)練區(qū)，用訓(xùn)練區(qū)中已知地面各類地物樣本的光譜特性來(lái)“訓(xùn)練”計(jì)算機(jī)，獲得識(shí)別各類地物的判別函數(shù)或模式，并以此對(duì)未知地區(qū)的像元進(jìn)行分類處理，分別歸入到已知的類別中。（2）在ENVI中做監(jiān)督分類的步驟（百度收索的）：首先打開(kāi)需要進(jìn)行監(jiān)督分類的影像數(shù)據(jù)，選擇不同的波段進(jìn)行彩色合成，這里盡可能的選擇信息量最豐富的波段來(lái)進(jìn)行合成。波段選擇可以通過(guò)計(jì)算不同波段之間的相關(guān)系數(shù)來(lái)分析其相關(guān)性。自己確定需要分多少類別，或者可以考慮先用非監(jiān)督分類來(lái)進(jìn)行一次分類來(lái)看該幅影像分類情況。根據(jù)自己的分類定義相應(yīng)的訓(xùn)練區(qū)（ROI，通過(guò)ENVI的ROI工具來(lái)選擇），訓(xùn)練區(qū)盡可能的選擇較為純凈的區(qū)域，另外每一類也要在不同地區(qū)多選擇幾個(gè)ROI。選擇自己所用的分類方法來(lái)進(jìn)行分類。每一種分類方法都有特定的參數(shù)對(duì)話框，所用的分類方法顯示在對(duì)話框的標(biāo)題中。許多分類參數(shù)對(duì)話框中通用的選項(xiàng)包括：從可用ROI類表選擇將要用于分類的感興趣