遙感數(shù)字圖像處理考試知識(shí)點(diǎn)整理

1、遙感數(shù)字圖像處理考試知識(shí)點(diǎn)整理遙感第一章 1遙感數(shù)字圖像；遙感數(shù)字圖像的分類方式和對(duì)應(yīng)類別。（1）定義：遙感數(shù)字圖像是數(shù)字形式的遙感圖像。不同的地物能夠反射或輻射不同波長(zhǎng)的電磁波，利用這種特性，遙感系統(tǒng)可以產(chǎn)生不同的遙感數(shù)字圖像。（2）可見(jiàn)圖像和不可見(jiàn)圖像 單波段和多波段，超波段 數(shù)字圖像和模擬圖像2遙感圖像的成像方式（三大種：攝影、掃描、雷達(dá)）。（1）攝影，掃描屬于被動(dòng)遙感雷達(dá)屬于主動(dòng)遙感（2）攝影：根據(jù)蘆化銀物質(zhì)在關(guān)照條件下回發(fā)生分解這一機(jī)制，將鹵化銀物質(zhì)均勻涂在片基上，制成感光膠片 掃描：掃描類遙感傳感器逐點(diǎn)逐行地以時(shí)序方式獲取的二維圖像 雷達(dá)：由發(fā)射機(jī)向側(cè)面發(fā)射一束窄波段，地物反射的脈

2、沖，由無(wú)線接收后被接收機(jī)接收3遙感圖像的數(shù)字化（模數(shù)轉(zhuǎn)換）過(guò)程兩大過(guò)程：采樣、量化，名詞解釋。采樣：將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)的操作稱為采樣，即：圖像空間位置的數(shù)字化。采樣是空間離散。量化：遙感模擬圖像經(jīng)離散采樣后，可得到由×個(gè)像素點(diǎn)組合表示的圖像，但其灰度（或彩色）仍是連續(xù)的，還不能用計(jì)算機(jī)處理。它們還要進(jìn)一步離散并歸并到各個(gè)區(qū)間，分別用有限個(gè)整數(shù)來(lái)表示，這稱之為量化 ，即：圖像灰度的數(shù)字化。量化屬于亮度屬性離散。遙感圖像數(shù)字化過(guò)程兩個(gè)特點(diǎn)：亮度和空4遙感數(shù)字圖像的存儲(chǔ)空間大小的計(jì)算。圖像的灰度級(jí)有：2,64,128,256存儲(chǔ)一幅大小為M*N，灰度量化位數(shù)G的圖像，所需要的存

3、儲(chǔ)空間（圖像數(shù)據(jù)量）為M*N*G(bit) 1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MBTM空間分辨：1,2,3,4,5,7為30米，6為120米5遙感數(shù)字圖像的分辨率（時(shí)間、空間、光譜、輻射分辨率）；（1）時(shí)間分辨率： 指對(duì)同一地點(diǎn)進(jìn)行遙感采樣的時(shí)間間隔即采樣的時(shí)間頻率，也稱重訪周期 空間分辨率：指圖像像素所代表的相應(yīng)地面范圍的大小，空間分辨率愈高，像素所代表的范圍愈小光譜分辨率：光譜分辨率是指成像的波段范圍，分得愈細(xì)，波段愈多，光譜分辨率愈高 輻射分辨率：是傳感器區(qū)分反射或發(fā)射的電磁波輻射強(qiáng)度差異的能力。高輻射分辨率可以區(qū)分信號(hào)強(qiáng)度的微小差異。 （2）常見(jiàn)

4、傳感器和空間分辨率 書17-18頁(yè)6遙感數(shù)字圖像的數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)級(jí)別、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式、元數(shù)據(jù)定義）（1）數(shù)據(jù)級(jí)別：0級(jí)產(chǎn)品：未經(jīng)過(guò)任何校正的原始圖像數(shù)據(jù)1級(jí)產(chǎn)品：經(jīng)過(guò)了初步輻射校正的圖像校正2級(jí)產(chǎn)品：經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)級(jí)的幾何校正，即根據(jù)衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)等參數(shù)以及地面系統(tǒng)中的有關(guān)參數(shù)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正。產(chǎn)品的幾何精度由上述參數(shù)和處理模型決定。3級(jí)產(chǎn)品：經(jīng)過(guò)幾何精校正，即利用地面控制點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行了校正，使之具有了更精確的地理坐標(biāo)信息。產(chǎn)品的幾何精度要求在亞像素量級(jí)上。不同點(diǎn)：不同級(jí)別的產(chǎn)品使用條件不同，但是他們都是數(shù)據(jù)的集合，是信息量的匯總 。一般來(lái)說(shuō)，都是由元數(shù)據(jù)和圖像基本數(shù)據(jù)兩部分?jǐn)?shù)據(jù)匯總的結(jié)果。 0

5、-2級(jí)產(chǎn)品由圖像發(fā)布部門生產(chǎn)，3級(jí)產(chǎn)品可由圖像發(fā)布部門按照精度要求生產(chǎn)，但大多由用戶自己來(lái)生產(chǎn)。對(duì)于一般的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，2級(jí)產(chǎn)品已經(jīng)能夠滿足用戶的需要。對(duì)于幾何精度要求較高的應(yīng)用，則必須使用幾何校正后的3級(jí)產(chǎn)品。（2）存儲(chǔ)格式：BSQ（band sequential）數(shù)據(jù)格式按波段順序依次排列的數(shù)據(jù)格式。即先按照波段順序分塊排列，在每個(gè)波段塊內(nèi)，再按照行列順序排列。同一波段的像素保存在一個(gè)塊中，這保證了像素空間位置的連續(xù)性。 排序規(guī)律：第一波段為第一塊，第二波段為第二塊，.第k波段為第k塊。每個(gè)波段塊中，像素按行列順序存儲(chǔ)。 BIP （band interleaved by pixel）數(shù)據(jù)格式：

6、每個(gè)像元按波段次序交叉排序。以像素為核心，像素的各個(gè)波段數(shù)據(jù)保存在一起，打破了像素空間位置的連續(xù)性。保持行的順序不變，在列的方向上按列分塊，每個(gè)塊內(nèi)為當(dāng)前像素不同波段的像素值。 排序規(guī)律：第一個(gè)像素第一波段第一行，第一個(gè)像素第二波段第一行，以此類推。 BIL （band interleaved line）數(shù)據(jù)格式：逐行按波段次序排列。像素先以行為單位分塊，在每個(gè)塊內(nèi)，按照波段順序排列像素。同一行不同波段的數(shù)據(jù)保存在一個(gè)數(shù)據(jù)塊中。像素的空間位置在列的方向上是連續(xù)的。 排序規(guī)律：第一行第一波段，第一行第二波段，第一行第k波段，.第M行第一波段，第M行第二波段，第M行第K波段。（3）元數(shù)據(jù)（meta

7、 data）又稱為“頭文件”，是關(guān)于圖像數(shù)據(jù)特征的表述，是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，它描述了與圖像獲取有關(guān)的參數(shù)和獲取后所進(jìn)行的處理。 元數(shù)據(jù)與圖像數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)布，或嵌入圖像文件中，或單獨(dú)列出。 其多為文本格式，或二進(jìn)制格式存儲(chǔ)。7遙感數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容（包括含義要理解）和處理的特點(diǎn)。（1）定義：利用計(jì)算機(jī)對(duì)遙感圖像進(jìn)行一系列的操作，以求達(dá)到預(yù)期目的的技術(shù)稱作遙感圖像處理。 遙感數(shù)字圖像處理的內(nèi)容：主要內(nèi)容：數(shù)字圖像變換：a光學(xué)圖像變成數(shù)字圖像b數(shù)字圖像轉(zhuǎn)變成光學(xué)圖像c圖像變換工作如：彩色空間轉(zhuǎn)換、二維傅里葉變換、沃爾什哈達(dá)瑪變換、哈爾變換、離散余弦變換和小波變換等數(shù)字圖像校正：a輻射校正 b幾何校正

8、 （幾何粗校正和幾何精校正）數(shù)字圖像增強(qiáng)：采用一系列技術(shù)改善圖像的視覺(jué)效果，提高圖像的清晰度、對(duì)比度，突出所需信息的工作稱之為圖像增強(qiáng)。多源信息復(fù)合：多源信息復(fù)合是指將多種遙感平臺(tái)、多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)之間以及遙感數(shù)據(jù)與非遙感數(shù)據(jù)之間的信息組合匹配的技術(shù)。計(jì)算機(jī)解譯處理：綜合運(yùn)用地學(xué)分析、遙感圖像處理、地理信息系統(tǒng)、模擬識(shí)別與人工智能技術(shù)，這些技術(shù)的運(yùn)用都應(yīng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持下進(jìn)行，采取相應(yīng)的遙感數(shù)字圖像的處理方法.（2）特點(diǎn)：圖像信息損失低，處理的精度高抽象性強(qiáng)，再現(xiàn)性好通用性廣，靈活性高8 遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)（硬件+軟件）。硬件系統(tǒng)的組成（五大部分）：計(jì)算機(jī)平臺(tái)、數(shù)字化器、大容量存儲(chǔ)器、顯示器和

9、輸出設(shè)備及操作臺(tái)核心：計(jì)算機(jī)平臺(tái)遙感數(shù)字圖像處理的軟件系統(tǒng)：ERDAS IMAGINE（美國(guó)萊卡） 、ENVI、PCI Geomatica(加拿大)、ER Mapper (澳大利亞) 第二章9 多源圖像：在同一地區(qū)，隨時(shí)間、波段和極化方向不同而獲得的多個(gè)圖像的組合?？煞譃? a多波段圖像（多光譜圖像） b多時(shí)相圖像（多日相圖像 ）c多極化圖像 對(duì)于某一景單波段遙感圖像，t, r ,p三個(gè)參數(shù)均以固定的，故這景圖像的數(shù)學(xué)物理模型可以簡(jiǎn)化為：(x,y)這2參數(shù)的模型，t為多時(shí)段，r為多極化，p為多極化10 遙感圖像的統(tǒng)計(jì)學(xué)描述特征（單波段、多波段的參數(shù)計(jì)算）：（1） 單波段平均信息（均值、中值、眾

10、數(shù)）；變化信息（反差對(duì)比度、變差、方差）；直方圖及累積直方圖（定義、繪制方法、直方圖性質(zhì)）均值：中值： 眾數(shù)：方差：變差（反差差）： 反差（圖像對(duì)比度 ）：C1=像素最大/最小C2=像素最大-最小值C3=標(biāo)準(zhǔn)差（方差的平方根） （3）直方圖定義：直方圖是反映灰度級(jí)的函數(shù)，描述的是圖像中各個(gè)灰度級(jí)像素的個(gè)數(shù)，反映出原遙感圖像的灰度值概率密度函數(shù)離散化后的圖形 。橫坐標(biāo)是灰度級(jí)，縱坐標(biāo)是灰度級(jí)出現(xiàn)的頻率。（4）灰度直方圖繪制方法：1 統(tǒng)計(jì)灰度級(jí) 2 統(tǒng)計(jì)灰度級(jí)像素的個(gè)數(shù) 3 建立直角坐標(biāo)系 橫軸為灰度級(jí)，縱軸為灰度級(jí)像素個(gè)數(shù) 4 根據(jù)橫軸的灰度級(jí)畫柱狀圖 5 了解灰度分布狀態(tài)（5）直方圖性質(zhì)：a直

11、方圖反映了圖像灰度的分布規(guī)律；b形態(tài)多與正態(tài)分布的曲線形態(tài)類似；c圖像與直方圖相對(duì)應(yīng)，但直方圖可對(duì)應(yīng)多個(gè)圖像；d圖像中包括兩個(gè)不相連的區(qū)域，則直方圖=這兩區(qū)域的直方圖之和。（6）、累積直方圖：橫軸表示灰度級(jí)，縱軸表示每一灰度級(jí)及其以下灰度級(jí)所具有的像素?cái)?shù)或此像元數(shù)占總像素?cái)?shù)的比值 多波段協(xié)方差、相關(guān)系數(shù)累計(jì)直方圖與直方圖縱軸的意義不同第三章11（1）圖像顯示的方法（單波段灰度圖像顯示+偽彩色顯示；多波段全色顯示+彩色顯示（真彩色、假彩色合成）；補(bǔ)充：加色法原理。（R G B）一般，單波段圖像的直接輸出顯示，反映出該波段上圖像的量化信息。主要以灰度級(jí)來(lái)展示，從識(shí)別效果看就是一幅灰度圖像。 （2）

12、偽彩色顯示：偽彩色(pseudo color)合成顯示方法。它將單波段灰度圖像中的不同灰度級(jí)按特定的函數(shù)關(guān)系變換成彩色，再將其顯示出來(lái)，以此突出某些特殊的地物信息，準(zhǔn)確區(qū)分地物的類別。 （3）真彩色(true color)：如果彩色合成中選擇的波段的波長(zhǎng)與紅綠藍(lán)的波長(zhǎng)相近或相同，那么得到的圖像的顏色與真彩色相似，這種合成方式稱為真彩色合成（選擇的波段與RGB相對(duì)應(yīng) ）假彩色(false color)：選擇任意3個(gè)波段，分別賦予RGB三種顏色，既合成彩色圖像。(選擇任意波段不與RGB對(duì)應(yīng)） （4）、加色法原理：R+G=黃色 R+B=品紅 G+B=青色 R+G+B=白色12可以舉出例子證明什么樣的

13、顯示符合上述圖像的顯示方法，比如對(duì)于TM數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，7個(gè)波段的對(duì)應(yīng)表達(dá)。（1）TM: 1藍(lán)波段，2綠波段，3紅波段，4近紅外波段，5近紅外波段，7近紅外波段（2）真彩色：TM 321 假彩色：TM 432 ， TM 741等（3）SPOT5 ：Band1： (綠波段) Band2： (紅波段) 20mBand3： （近紅外）Band4： （短波紅外）Pan： (全色波段) 10m第四章13圖像校正，它包括兩部分（輻射校正、幾何校正）；（1） 為什么要做圖像校正：現(xiàn)實(shí)的遙感影像，存在畸變，無(wú)法不歪曲地反映出地物的輻射能量分布和幾何特征（存在降質(zhì)現(xiàn)象）。圖像校正是針對(duì)數(shù)字影像的，因?yàn)閿?shù)字影像存在誤差

14、（空間，量度）。（2） 輻射校正：定義：輻射失真亮度屬性，消除圖像和數(shù)據(jù)中依附在輻亮度中的各種失真的過(guò)程。原因：a 遙感傳感器本身特征b地物光照條件c大作用d其他（3） 幾何校正：定義：空間幾何位置的失真，原因：a傳感器不穩(wěn)定b遙感平臺(tái)c地球14 什么是輻射校正？輻射誤差產(chǎn)生的主要原因是什么? 定義：針對(duì)遙感圖像產(chǎn)生的輻射失真產(chǎn)生的誤差，做訂正進(jìn)行的校正。消除圖像和數(shù)據(jù)中依附在輻亮度中的各種失真的過(guò)程?！据椛湔`差產(chǎn)生的原因有兩種，傳感器響應(yīng)特性和外界（自然）條件，后者包括太陽(yáng)照射（位置和角度）和大氣傳輸（霧和云）等條件。（1）因傳感器的響應(yīng)特性引起的輻射誤差l）光學(xué)攝影機(jī)引起的輻射誤差2）光電

15、掃描儀引起的輻射誤差（2） 因大氣影響引起的輻射誤差（3） 因太陽(yáng)輻射引起的輻射誤差1）太陽(yáng)位置引起的輻射誤差2）地形起伏引起的輻射誤差（4） 其他原因引起的輻射誤差】輻射校正的主要內(nèi)容包括（對(duì)輻射校正產(chǎn)生該怎么做）依據(jù)童慶禧的流程或講課時(shí)介紹的思路。1）光學(xué)攝影機(jī)內(nèi)部輻射誤差校正：（定量或者半定量）光學(xué)攝影機(jī)內(nèi)部輻射誤差主要是由鏡頭中心和邊緣的透射光的強(qiáng)度不一致造成的，它使得在圖像上不同位置的同一類地物有不同的灰度值。 設(shè)通過(guò)透鏡達(dá)到像平面o點(diǎn)的光強(qiáng)度為Eo，與主光軸成 角通過(guò)透鏡到達(dá)像平面P點(diǎn)的光強(qiáng)度為Ep， 則有:2）光電掃描儀內(nèi)部輻射誤差的校正兩類誤差:（1）光電轉(zhuǎn)換誤差（2）探測(cè)器增

16、益變化引起的誤差。消除方法：楔校準(zhǔn)模型和和增益校準(zhǔn)模型；3）大氣校正：指消除主要由大氣散射引起的輻射誤差的處理過(guò)程。 大氣校正方法主要有3種：1）統(tǒng)計(jì)學(xué)方法包括內(nèi)部平均法、平場(chǎng)域法、經(jīng)驗(yàn)線性法（實(shí)測(cè)光譜回歸方法）等 ；2）輻射傳遞方程計(jì)算法；3）波段對(duì)比法分為回歸分析法和直方圖最小值去除法兩類。4） 太陽(yáng)高度角的輻射誤差校正：（1）太陽(yáng)高度角引起的畸變校正是將太陽(yáng)光線傾斜照射時(shí)獲取的圖像校正為太陽(yáng)光線垂直照射時(shí)獲取的圖像。（2）太陽(yáng)的高度角可根據(jù)成像時(shí)刻的時(shí)間、季節(jié)和地理位置來(lái)確定，即：sin=sinj ·sin±cosj ·cos·cost （3）太陽(yáng)

17、高度角的校正是通過(guò)調(diào)整一幅圖像內(nèi)的平均灰度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。特別是對(duì)于多光譜圖像上的陰影可以通過(guò)圖像之間的比值予以消除。比值圖像是用同步獲取的相同地區(qū)的任意兩個(gè)波段圖像相除而得到的新圖像。5） 地形坡度輻射誤差校正：（1）太陽(yáng)光線和地表作用以后再反射到傳感器的太陽(yáng)光的輻射亮度和地面傾斜度有關(guān)。（2）若處在坡度為的傾斜面上的地物影像為g（x，y），則校正后的圖像f（x，y）為： 由上式看出，地形坡度引起的輻射校正方法需要有圖像對(duì)應(yīng)地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)，校正較為麻煩，一般情況下對(duì)地形坡度引起的誤差不做校正。 6）其他原因引起的輻射誤差及其校正：（1）遙感影像中有時(shí)因各檢測(cè)器特性的差別、干擾、故障等原因引起不正

18、常的條紋斑點(diǎn)。（2）條紋誤差主要是由檢測(cè)器引起的。（3）斑點(diǎn)誤差主要由噪聲或磁帶的誤碼率等原因造成，具有分散和孤立的特點(diǎn)15 大氣校正的常用方法有？1）統(tǒng)計(jì)學(xué)方法包括內(nèi)部平均法、平場(chǎng)域法、經(jīng)驗(yàn)線性法（實(shí)測(cè)光譜回歸方法）等 ；2）輻射傳遞方程計(jì)算法：測(cè)量大氣參數(shù)，按理論公式求得大氣干擾輻射量3）波段對(duì)比法分為回歸分析法和直方圖最小值去除法兩類。4）經(jīng)驗(yàn)線性法（公式法）：與衛(wèi)星掃描同步進(jìn)行野外波譜測(cè)試，將地面測(cè)量結(jié)果與衛(wèi)星影像對(duì)應(yīng)像元亮度值進(jìn)行回歸分析，回歸方程為：式中，LAi為衛(wèi)星觀測(cè)值；Ri為地面反射率； a和b為回歸系數(shù)；系數(shù)a為大氣散射引起對(duì)輻射的干擾部分：(公式) 式中，Si為系統(tǒng)增益因

19、素；Lbi為大氣路徑輻射率；系數(shù) b表示輻射率Lai隨地面反射率Ri遞增而增長(zhǎng)的程度大小：（公式）式中，Ti為大氣透射率；Hi為太陽(yáng)輻照度；為太陽(yáng)天頂角；5）回歸分析法：用長(zhǎng)波數(shù)據(jù)來(lái)校正短波數(shù)。 作法：在不受大氣影響的波段（如TM5）和待校正的某一波段圖像中，選擇由最亮至最暗的一系列目標(biāo)，將每一目標(biāo)的兩個(gè)待比較的波段灰度值提取出來(lái)進(jìn)行回歸分析。 例如：式中，X為TM5波段的亮度均值；Y為TM1亮度均值；a1,b1計(jì)算如下：T1、T5表示TM1與TM5波段灰度值, 為TM1波段校正后的灰度值。6) 直方圖最小值去除法:通過(guò)灰度直方圖對(duì)比找出校正量。16幾何畸變；影響圖像幾何畸變的因素（6大因素）

20、；定義：遙感圖像在獲取過(guò)程中由于多種原因?qū)е戮拔镏心繕?biāo)物相對(duì)位置的坐標(biāo)關(guān)系圖像中發(fā)生變化。因素：1）傳感器成像幾何形態(tài)影響：傳感器一般的成像幾何形態(tài)有中心投影、全影投影、斜距投影以及平行投影等幾種不同類型。a)全景投變形b) 斜距投影變形，側(cè)視雷達(dá)屬斜距投影 2）傳感器外方位元素變化畸變 3）地球自轉(zhuǎn)的影響：地球自轉(zhuǎn)對(duì)于瞬時(shí)光學(xué)成像遙感方式?jīng)]有影響，對(duì)于掃描成像則造成圖像平行錯(cuò)動(dòng)。 4）地球曲率影響：1、在星下點(diǎn)視場(chǎng)角較小，曲率影響可忽略。2、產(chǎn)生的誤差原理與航空像片像點(diǎn)位移相同。 5）地球起伏的影響：地形起伏在中心投影影像上造成的像點(diǎn)位移是遠(yuǎn)離原點(diǎn)向外移動(dòng)的，而在雷達(dá)影像上則是向內(nèi)變動(dòng)的中心

21、投影成像時(shí)大氣折射的影響 6）距離投影成像時(shí)大氣折射的影響 ：像點(diǎn)位移誤差為=（R-R） 17 幾何精校正；幾何精校正的基本原理；幾何精校正的工作流程（比如：多項(xiàng)式矯正法20題）；核心步驟。（1）定義：是把多平臺(tái)的不同的傳感器或多時(shí)相的同一傳感器，具有幾何精度的圖像、地圖或數(shù)據(jù)集中地相同地物元素彼此匹配、疊加在一起的過(guò)程。 圖對(duì)圖：相對(duì)，以一景圖像作為基礎(chǔ)，糾正其他圖像 圖對(duì)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)：絕對(duì)，以地圖作為標(biāo)準(zhǔn)，糾正圖像（2）幾何（數(shù)字）糾正的基本原理：回避成像的空間幾何過(guò)程，直接利用地面控制點(diǎn)數(shù)據(jù)對(duì)遙感圖像的幾何畸變本身進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，用一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型表示校正前后的圖像對(duì)應(yīng)點(diǎn)坐標(biāo)關(guān)系。（3）幾何

22、精糾正的操作步驟流程 ：核心步驟：建立糾正函數(shù)、選擇地面控制點(diǎn)以及圖像重采樣（包括幾何位置變換和灰度重采樣兩步）。包括：像素空間坐標(biāo)的變換（幾何位置變換）和像元值大小的變換（灰度重采樣） a) 幾何位置變換： 首先要確定原始圖像和糾正后圖像之間的坐標(biāo)變換關(guān)系，其次按選定的糾正變換函數(shù)，將原始的數(shù)字影像逐個(gè)像元地變換到輸出影像的相應(yīng)的位置上去的過(guò)程。 變換方法分直接法（或正解法）和間接法（或反解法）糾正。 b) 灰度值的重采樣 校正前后圖像的分辨率變化、像元點(diǎn)位置相對(duì)變化引起輸出圖像陣列中的同名點(diǎn)灰度值變化。 某像元P的灰度值取決于周圍列陣點(diǎn)上像元的灰度值對(duì)其所作的貢獻(xiàn)，我們將這種內(nèi)插獲得灰度值

23、的過(guò)程稱為數(shù)字圖像的灰度值重采樣 。常用的重采樣方法有：最近鄰方法、雙線性內(nèi)插方法、三次卷積內(nèi)插方法（立體卷積）、雙像素重采樣法等。 18 多項(xiàng)式糾正方法中，選擇GCP的基本出發(fā)點(diǎn)（原則）a)易識(shí)別和定位且不易發(fā)生變化的的明顯地物點(diǎn) b)要有一定的數(shù)量 ：一般選擇控制點(diǎn)的最小數(shù)量為: (n+1)(n+2)/2, n為多項(xiàng)式次數(shù)。c)分布比較均勻 d)限定控制點(diǎn)像元匹配誤差 ：( < 個(gè)像元 )19 圖像重采樣過(guò)程包括：空間幾何位置變換（直接法、間接法）和灰度重采樣變換兩大部分；灰度重采樣的方法有4大種：最近鄰方法、雙線性內(nèi)插方法、三次卷積內(nèi)插方法（立體卷積）、雙像素重采樣法。（1）包括：

24、像素空間坐標(biāo)的變換（幾何位置變換）和像元值大小的變換（灰度重采樣） b) 幾何位置變換： 首先要確定原始圖像和糾正后圖像之間的坐標(biāo)變換關(guān)系，其次按選定的糾正變換函數(shù)，將原始的數(shù)字影像逐個(gè)像元地變換到輸出影像的相應(yīng)的位置上去的過(guò)程。 變換方法分直接法（或正解法）和間接法（或反解法）糾正。 b) 灰度值的重采樣 校正前后圖像的分辨率變化、像元點(diǎn)位置相對(duì)變化引起輸出圖像陣列中的同名點(diǎn)灰度值變化。 某像元P的灰度值取決于周圍列陣點(diǎn)上像元的灰度值對(duì)其所作的貢獻(xiàn)，我們將這種內(nèi)插獲得灰度值的過(guò)程稱為數(shù)字圖像的灰度值重采樣 。常用的重采樣方法有：最近鄰方法、雙線性內(nèi)插方法、三次卷積內(nèi)插方法（立體卷積）、雙像素

25、重采樣法等。 （2）直接法：從原始圖像陣列出發(fā)，依次對(duì)其中每一個(gè)像元分別計(jì)算其在輸出（糾正后）圖像的坐標(biāo)，即： 間接法：從空白圖像陣列出發(fā)，依次計(jì)算每個(gè)像元P（X，Y）在原始圖像中的位置P（x,y），然后把該點(diǎn)的灰度值計(jì)算后返送給P(X,Y)。其糾正公式為：式中，x,y為P點(diǎn)原始圖像的行數(shù)和列數(shù)；X，Y為P在新圖像中的坐標(biāo)（即地面坐標(biāo)系），并把P（x,y)的灰度值重新計(jì)算后送到P（X，Y）位置上去。（3）區(qū)別：直接法：像素坐標(biāo)位置發(fā)生變化，但像素值不變（灰度重配置） 間接法：不僅空間位置發(fā)生變化，而且灰度值采用周圍內(nèi)插方法重新分配（灰度重采樣）（4）最近鄰法： 用距離投影點(diǎn)最近像元灰度值代替輸

26、出像元灰度值。即：取x=INT(x+,y=INT(y+處的像素值作為重采樣值 。（5）雙線性內(nèi)插法：投影點(diǎn)周圍4個(gè)相鄰像元灰度值，并根據(jù)各自權(quán)重計(jì)算輸出像元灰度值，公式簡(jiǎn)述為：（6）三次卷積法：獲取與投影點(diǎn)鄰近的16個(gè)像元灰度值計(jì)算輸出像元灰度值，公式為：（7）雙像素重采樣法 （了解即可）20 試述多項(xiàng)式糾正法糾正衛(wèi)星圖像的原理和步驟。 遙感圖像多項(xiàng)式糾正法的基本思想是回避成像的空間幾何過(guò)程，而直接對(duì)影像變形的本身進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬，認(rèn)為圖像變形規(guī)律可以看做為平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、仿射、偏扭和彎曲以及更高次的基本變形的綜合作用結(jié)果。這種方法糾正的基本過(guò)程是利用有限個(gè)地面控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)，解求多項(xiàng)式的系數(shù)

27、，然后將各像元的坐標(biāo)代入多項(xiàng)式進(jìn)行計(jì)算，從而求得糾正后的坐標(biāo)。多項(xiàng)式糾正法糾正衛(wèi)星圖像，一般有7大步驟，如下：其中核心步驟3個(gè)為：建立糾正函數(shù)、選擇地面控制點(diǎn)以及圖像重采樣（包括幾何位置變換和灰度重采樣兩步）。第五章20 圖像增強(qiáng)的主要目的是什么?包含的主要內(nèi)容有哪些? 點(diǎn)運(yùn)算和鄰域運(yùn)算(空間域增強(qiáng)的兩大種方式)圖像增強(qiáng)的主要目的：改變圖像的灰度等級(jí) 提高圖像對(duì)比度 消除邊緣和噪聲，平滑圖像 突出邊緣或線狀地物，銳化圖像 合成彩色圖像 壓縮圖像數(shù)據(jù)量，突出主要信息主要內(nèi)容：圖像拉伸 對(duì)比度增強(qiáng) 圖像變換： 代數(shù)運(yùn)算 彩色空間變換 多光譜變換 圖像空間變換圖像空間濾波增強(qiáng)空間域增強(qiáng)：點(diǎn)運(yùn)算和鄰域

28、運(yùn)算(空間域增強(qiáng)的兩大種方式)21 圖像拉伸的方式主要有？直接：對(duì)灰度 線性1）全域線性拉伸 2）分段線性變換 3 ） 灰度窗口切片 非線性：1. 指數(shù)變換 2. 對(duì)數(shù)變換 多波段拉伸 間接：對(duì)直方圖1. 直方圖均衡化 （計(jì)算書P82）直方圖均衡化就是對(duì)圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像像素值，使一定灰度范圍內(nèi)的像素?cái)?shù)量大致相同，使圖像的直方圖分布改變成“均勻”分布直方圖分布；最終達(dá)到增強(qiáng)圖像顯示的效果。 2. 直方圖規(guī)定化 （計(jì)算書P84）：依據(jù)直方圖均衡化，先對(duì)目標(biāo)直方圖和參考直方圖均作均衡化，使二者都變成歸一化均勻的直方圖，再以此為中介，在對(duì)參考圖像作均衡化逆運(yùn)算即可。 （1）做出原圖像的

29、直方圖。（2）做出原圖像的累積直方圖Zb=T（xa），對(duì)原圖像進(jìn)行均衡化變換。（3）做出參考圖像的直方圖或確定參考直方圖。（4）做出參考累積直方圖Zb=G（yc），進(jìn)行均衡化變換。（5）對(duì)于原圖像中的每一灰度級(jí)xa的累積值Zb，在參考累積直方圖中找到對(duì)應(yīng)的累積值G（yc）；如果G為數(shù)學(xué)公式可直接計(jì)算求值，則得到對(duì)應(yīng)的新灰度值yc。（6）以新值yc替代原灰度值xa，形成均衡化后的新圖像。（7）根據(jù)原圖像像元統(tǒng)計(jì)值對(duì)應(yīng)找到新圖像像元統(tǒng)計(jì)值，做出新直方圖，實(shí)現(xiàn)規(guī)定化。（8）按照新的規(guī)定化后的直方圖進(jìn)行圖像顯示。 22 直方圖均衡化，具體計(jì)算過(guò)程。書82頁(yè)（1）統(tǒng)計(jì)原圖像每一灰度級(jí)的像元數(shù)和累積像元數(shù)

30、。 （2）根據(jù)變換函數(shù)式計(jì)算每一灰度級(jí)xa均衡化后對(duì)應(yīng)的新值，并對(duì)其四舍五入取整，得到新灰度級(jí)xb。（3）以新值替代原灰度值，形成均衡化后的新圖像。（4）根據(jù)原圖像像元統(tǒng)計(jì)值對(duì)應(yīng)找到新圖像像元統(tǒng)計(jì)值，做出新直方圖。23 直方圖規(guī)定化的基本原理是什么?依據(jù)直方圖均衡化，先對(duì)目標(biāo)直方圖和參考直方圖均作均衡化，使二者都變成歸一化均勻的直方圖，再以此為中介，在對(duì)參考圖像作均衡化逆運(yùn)算即可。 24 圖像代數(shù)運(yùn)算方法主要有？根據(jù)地物本身在不同波段的灰度差異，通過(guò)不同波段之間的某種簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)運(yùn)算，產(chǎn)生新的“波段”灰度值，從而體現(xiàn)某些自己感興趣的信息，壓抑不感興趣的信息。是提取地物的主要方法 加法運(yùn)算；乘法運(yùn)算

31、 ；比值運(yùn)算；植被指數(shù)25 植被指數(shù)，常用的植被指數(shù)有？包括運(yùn)算公式。正交的植被指數(shù)公式不用記。常用的傳感器進(jìn)行計(jì)算植被指數(shù)時(shí)選擇使用的波段。（1）定義：植被指數(shù)是根據(jù)地物光譜反射率的差異進(jìn)行比值運(yùn)算，以此突出圖像中的植被特征信息、有助于提取植被類別或估算綠色生物量的識(shí)別綠色植被的信息特殊運(yùn)算方法。常見(jiàn)的植被指數(shù)主要有：比值植被指數(shù)（RVI）、歸一化植被指數(shù)（NDVI, ）、差值植被指數(shù)（DVI）、正交植被指數(shù)（PVI）等。RVI=IR/R DVI=IR*R NDVI=(IR-R)/(IR+R) （2）波段： 傳感器IR波段（近紅外）R波段（紅外）LANDSAT TM43LANDSAT MSS

32、75SPOT XS32NOAA AVHRR21TERRA / AQUA MODIS21一景TM影像，求植被信息:比值：RVI=IR/R=TM4/TM3 26 彩色三基屬性；彩色空間變換流程。彩色三個(gè)基本屬性：色調(diào)(Hue)、明度(強(qiáng)度, Intensity )和飽和度（色度, Saturation ）。 模型:IHS工作流程為五大步驟：選擇波段進(jìn)行RGB合成顯示>進(jìn)行彩色變換（RGB-IHS）>進(jìn)行其他圖像處理>進(jìn)行彩色逆變換（HIS-RGB）>RGB重新合成顯示。 RGB -> IHS 稱為: IHS正變換IHS -> RGB 稱為: IHS逆變換RGB-

33、HIS之間的變換方法主要有：球體變換和圓柱體變換兩大類。 27 多光譜空間（名詞）；多光譜變換的本質(zhì)；多光譜變換的常用方法：PCA，和K-T。(1)多光譜空間是一個(gè)n維坐標(biāo)系，每一個(gè)坐標(biāo)軸代表一個(gè)波段，坐標(biāo)值為該波段的亮度值，坐標(biāo)系內(nèi)的每一個(gè)點(diǎn)代表一個(gè)像元。這種空間只表示各波段光譜之間的關(guān)系， 僅含光譜空間維數(shù)信息，而無(wú)任何空間意義(2)多光譜變換的本質(zhì)是對(duì)遙感圖像實(shí)行數(shù)學(xué)上的線性變換，使多光譜空間的坐標(biāo)系按一定得規(guī)律進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以此得到變換后的新波段，新波段涵括了變換前圖像的主要信息，達(dá)到了我們變換的目的（保留主要信息，分離噪聲，增強(qiáng)或提取有用信息，降低數(shù)據(jù)量）。 PCA ：1） K-L變換原

34、理 Y=AX X為變換前多光譜空間的像元矢量Y為變換后多光譜空間的像元矢量A為一個(gè)n×n的線性變換矩陣流程：主成分正變換主成分逆變換2） K-L交換分析（1）數(shù)據(jù)壓縮（2）圖像增強(qiáng)（3）分類前預(yù)處理 K-T變換：Y=BX其中，X為變換前多光譜空間的像元矢量，Y為變換后的新坐標(biāo)空間的像元矢量，B為變換矩陣。K-T變換同樣是旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)空間，但旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸不同于PCA中的指向主成分的方向，而是指向另外的方向。這些方向和地面目標(biāo)物十分相關(guān)，尤其是植被和土壤信息。經(jīng)研究，纓帽變換后獲得的n個(gè)新分量（對(duì)TM數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，n=7）我們常常僅取前三個(gè)分量。 其關(guān)系為：y1為亮度，反映出圖像總體的反射值；

35、y2為綠度，反映了綠色生物量的特征；y3為濕度，對(duì)土壤濕度和植被濕度最為敏感 K-T變換可以對(duì)植被、土壤等地面景物作出更精細(xì)的、更準(zhǔn)確的分析，同時(shí)，僅用這3分量也實(shí)現(xiàn)了信息壓縮。此方法常應(yīng)用在農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)和農(nóng)作物估產(chǎn)方面。 28 什么是主成分變換？主成分變換的應(yīng)用意義是什么?K-L變換又稱為主成分變換（principal component analysis）。它的原理如下：對(duì)某一n個(gè)波段的多光譜圖像實(shí)行一個(gè)線性變換，即對(duì)該多光譜圖像組成的光譜空間X乘以一個(gè)線性變換矩陣A，產(chǎn)生一個(gè)新的光譜空間Y，即產(chǎn)生一幅新的n個(gè)波段的多光譜圖像。其表達(dá)式為Y=AX 式中：X為變換前多光譜空間的像元矢量；Y為變換

36、后多光譜空間的像元矢量；A為一個(gè)n×n的線性變換矩陣。根據(jù)以上的分析可將K-L變換的應(yīng)用歸納如下。（1）數(shù)據(jù)壓縮。經(jīng)過(guò)主成分變換，多光譜圖像變成了新的主成分圖像，像元的亮度值不再表示地物原來(lái)的光譜值。但變換后的前幾個(gè)主分量包含了絕大部分的地物信息，在一些情況下幾乎是100%，因此可以只取前幾個(gè)主分量，既獲得了絕大部分的地物信息，又減少了數(shù)據(jù)量，如TM圖像，經(jīng)主成分變換后可只取前3個(gè)主分量，波段數(shù)由7個(gè)減少到3個(gè)，數(shù)據(jù)量減少到43%，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)壓縮。（2）圖像增強(qiáng)。主成分變換的前幾個(gè)主分量包含了主要的地物信息，噪聲相對(duì)較少；而隨著信息量的逐漸減少，最后的主分量幾乎全部是噪聲信息（如MS

37、S數(shù)據(jù)中的條紋）。因此，主成分變換突出了主要信息，抑制了噪聲，達(dá)到了圖像的目的。（3）分類前預(yù)處理。多波段圖像的每個(gè)波段并不都是分類最好的信息源，因而分類前的一項(xiàng)重要工作就是特征選擇，即減少分類的波段數(shù)并提高分類效果。主成變換即是特征選擇最常用的方法。29 圖像空間濾波的處理計(jì)算（平滑【主要是均值濾波、中值濾波】、銳化【梯度法（多種梯度算子）】）。特別注意，圖像的空間域增強(qiáng)的方式有兩種：一種是針對(duì)像元的點(diǎn)運(yùn)算；一種是針對(duì)像元和周邊相鄰像元關(guān)系之間的鄰域運(yùn)算。154頁(yè)和161頁(yè)30 圖像銳化處理有幾種方法?試述Laplace算法的特點(diǎn)。圖象銳化處理的方法：1 梯度法 2 Roberts梯度 3

38、Prewitt和Sobel梯度 4 Laplace算法 5 定向檢測(cè) Laplace算法的特點(diǎn)Laplace算子檢測(cè)的是變化率的變化率，是二階微分，在圖像上灰度均勻和變化均勻的部分，根據(jù)Laplace算子計(jì)算出的值為為0。因此，它不檢測(cè)均勻的灰度變化，產(chǎn)生的圖像更加突出灰度值突變的部分。第六章31 遙感圖像計(jì)算機(jī)分類（名詞）；遙感圖像分類的主要依據(jù)；（1）名詞解釋：是針對(duì)原始遙感影像或各種變換處理之后的圖像，在計(jì)算機(jī)技術(shù)的協(xié)助下，采用決策理論或統(tǒng)計(jì)方法等對(duì)變量特征空間進(jìn)行地物屬性的識(shí)別和劃分等達(dá)到圖像分類的目的。 （2）遙感圖像分類的主要依據(jù)就是地物的光譜特征的相似程度。 遙感圖像分類以每個(gè)像素的光譜數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行的。（3）相似性度量32 什么是監(jiān)督分類，什么是非監(jiān)督分類？簡(jiǎn)述監(jiān)督分