遙感概論復(fù)習(xí)參考資料

遙感概論復(fù)習(xí)參考資料

(―)緒論

1.什么是遙感

遙感：?種在遠(yuǎn)離目標(biāo)，不與目標(biāo)直接接觸的情況下，通過(guò)傳感器獲取其特

征信息，并對(duì)這些信息進(jìn)行處理、分析和應(yīng)用的綜合性探測(cè)技術(shù)。遙感過(guò)程：

是指遙感信息的獲取、傳輸、處理，以及分析判讀和應(yīng)用的全過(guò)程。包括遙感信

息的獲?。贿b感信息的處理；遙感信息的應(yīng)用。遙感技術(shù)系統(tǒng)：是指一個(gè)從地

面到空中、甚至空間的從遙感信息收集、存儲(chǔ)、處理、判讀分析和應(yīng)用的技術(shù)

系統(tǒng)。包括：遙感試驗(yàn)系統(tǒng)；遙感信息的獲取系統(tǒng)；遙感信息的處理系統(tǒng)；遙感

信息的應(yīng)用系統(tǒng)

2遙感的分類按工作平臺(tái)：地面遙感、航空遙感、航天遙感

按所利用的電磁波的光譜段分：紫外遙感、可見光遙感、反射紅外遙感，熱紅

外遙感、微波遙感

按傳感器的工作原理分：主動(dòng)遙感，被動(dòng)遙感

按數(shù)據(jù)獲取方式：成像遙感；非成像遙感

按研究對(duì)象分：資源遙感、環(huán)境遙感、空間遙感、大氣遙感、陸地遙感、海

洋遙感

按應(yīng)用空間尺度分：全球遙感、區(qū)域遙感和城市遙感

按應(yīng)用領(lǐng)域分：資源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、軍事等

主動(dòng)遙感：指從傳感器系統(tǒng)上的人工輻射源，向目標(biāo)物發(fā)射一定形式的電磁波，

再由傳感器接收和記錄其反射波的遙感系統(tǒng)。如主動(dòng)傳感器：雷達(dá)被動(dòng)遙感：

指由傳感器從遠(yuǎn)距離接收和記錄目標(biāo)物所反射的太陽(yáng)輻射電磁波及物體自身發(fā)

射的電磁波(主要是熱輻射)的遙感系統(tǒng)。如各種攝像機(jī)、掃描儀、輻射計(jì)

3.遙感技術(shù)的特點(diǎn)：1)感測(cè)范圍大，具有綜合、宏觀性。便于發(fā)現(xiàn)和研究

宏觀現(xiàn)象2)信息量大，手段多、技術(shù)先進(jìn)。可提供豐富的光譜信息，根據(jù)應(yīng)用

目的不同可選用不同功能的傳感器和工作波段3)獲取信息快，更新周期短，

具有動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)特點(diǎn)。能用于洪水，土地利用，農(nóng)作物長(zhǎng)勢(shì)、森林火災(zāi)等監(jiān)測(cè)4)

用途廣，效益高5)約束少，不受地利、交通、國(guó)界等限制

(二)電磁輻射與地物光譜特征

1電磁波譜、電磁輻射的度量、黑體輻射等基本概念；遙感中常用的電磁波

譜段

答：電磁波譜：按照電磁波在真空中傳播的波長(zhǎng)或頻率排列形成的一個(gè)連續(xù)

譜帶。

可見光:0.38-0.76um

紅外：近紅外(NIR,near-infrared)：0.7-3.0m

近紅外(NIR,near-infrared)：0.7-1.Im

短波紅外(SWIR,shortwaveIR)：1.1-3.0m

中紅外(MWIR,MidwaveIR)：3.0-6.0m

遠(yuǎn)紅外：6.0-15m

超遠(yuǎn)紅外：6.0-15m

熱紅外(TIR,ThermalIR)：3.0-15m

微波波段：(Imm-lm,最常用lcmTm)

黑體輻射：指由理想放射物放射出來(lái)的輻射，在特定溫度及特定波長(zhǎng)放射最

大量之輻射、如果一個(gè)物體對(duì)于任何波長(zhǎng)的電磁輻射都全部吸收，則該物體是

絕對(duì)黑體。遙感中常用的電磁波段：包括可見光，紅外和微波波段

0.3-1.311m,即紫外、可見光、近紅外波段。這一波段是攝影成像的最佳

波段，也是許多衛(wèi)星傳感器掃描成像的常用波段。比如，Landsat衛(wèi)星的TM

的1-4波段，SPOT衛(wèi)星的HRV波段等。

1.5-1.8Um,2.0-3.5um,即近、短波、中紅外波段，在白天日照條件好

的時(shí)候掃描成像常用這些波段，比如TM的5、7波段等用以探測(cè)植物含水量以

及云、雪或用于地質(zhì)制圖等。

3.5-5.5um,即中紅外波段，物體的熱輻射較強(qiáng)。這一區(qū)間除了地面物體

反射光譜反射太陽(yáng)輻射外，地面物體也有自身的發(fā)射能量。如NOAA衛(wèi)星的

AVHRR傳感器用3.55-3.93um探測(cè)海面溫度，獲得晝夜云圖。

8-14Pm,即遠(yuǎn)紅外波段。主要來(lái)自物體熱輻射的能量，適于夜間成像，測(cè)

量探測(cè)目標(biāo)的地物溫度。

0.8-2.5cm至更長(zhǎng)，即微波波段，由于微波穿云透霧的能力，這一區(qū)間可以

全天候工作。而且工作方式為主動(dòng)遙感。其常用的波段為0.8cm,3cm,5cm,

10cm等等，有時(shí)也可將該窗口擴(kuò)展為0.05cm至300cm波段。

2.大氣散射的類型；被動(dòng)遙感的輻射源；太陽(yáng)輻射和地球輻射的分段性三種散

射類型：瑞利散射、米氏散射、無(wú)選擇性散射被動(dòng)遙感的輻射源：除了太陽(yáng)以

外，遙感探測(cè)中被動(dòng)遙感的輻射源還有地球太陽(yáng)輻射和地球輻射的分段性：

1)太陽(yáng)輻射。接近于溫度為6000K的黑體輻射，最大輻射的對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為

0.47m,主要集中于波長(zhǎng)較短的部分，從紫外、可見光到近紅外區(qū)域，即

0.3-2.5m,在這一波段地球的輻射主要是反射太陽(yáng)的輻射飛

2)地球輻射。接近于溫度為300K的黑體輻射、最大輻射對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)為9.66

m,自身發(fā)出的輻射主要集中在波長(zhǎng)較長(zhǎng)的部分，即6m以上的熱紅外區(qū)

段。

3)在2.5-6m的中紅外波段，地球?qū)μ?yáng)輻照的反射和地表物體自身的

熱輻射均不能忽略3大氣窗口的概念和意義大氣窗口：通常把電磁波通過(guò)大

氣層時(shí)較少被反射、吸收或散射，透過(guò)率較高的波段成3.為大氣窗口的概念

和意義

大氣窗口：通常把電磁波通過(guò)大氣層時(shí)較少被反射、吸收或散射，透過(guò)率較

高的波段稱為大氣窗口。

常用的大氣窗口：1)0.3-1.3um,即紫外、可見光、近紅外波段。這一波段是

攝影成像的最佳波段，也是許多衛(wèi)星傳感器掃描成像的常用波段。比如，Landsat

衛(wèi)星的TM的1-4波段,SPOT衛(wèi)星的IIRV波段等。2)1.5-1.8nm,2.0-3.5u

m,即近、短波、中紅外波段，在白天日照條件好的時(shí)候掃描成像常用這些波段，

比如TM的5、7波段等用以探測(cè)植物含水量以及云、雪或用于地質(zhì)制圖等3)

3.5-5.5Hm,即中紅外波段，物體的熱輻射較強(qiáng)。這一區(qū)間除了地面物體反射

光譜反射太陽(yáng)輻射外，地面物體也有自身的發(fā)射能量。如N0AA衛(wèi)星的AVHRR

傳感器用3.55-3.93口m探測(cè)海面溫度，獲得晝夜云圖4)8-14nm,即遠(yuǎn)紅

外波段。主要來(lái)自物體熱輻射的能量，適于夜間成像，測(cè)量探測(cè)目標(biāo)的地物溫度

5)0.8-2.5cm至更長(zhǎng)，即微波波段，由于微波穿云透霧的能力，這一區(qū)間可以

全天候工作。而且工作方式為主動(dòng)遙感。其常用的波段為0.8cm,3cm,5cm,

10cm等等，有時(shí)也可將該窗口擴(kuò)展為0.05cm至300cm波段。

4地物反射波譜特征、反射波譜曲線，同物同譜、異物異譜的概念；主要地物的

反射波譜特征地物的波譜特征：地物的電磁波響成特性隨電磁波長(zhǎng)改變而變化

的規(guī)律，稱為地物波譜，地物波譜隨波長(zhǎng)而變的特性叫做地物波譜特性，是遙

感識(shí)別地物的基礎(chǔ)。

反射波普曲線：通常指用于表示地物的反射率隨波長(zhǎng)的變化

同物異譜：同類地物具有不同的光譜特征

同譜異物：不同的地物可能具有相似的光譜特征。

主要地物的波譜反射特征：

1.植被的光譜曲線可分為三段：

1）0.4-0.76m:有一個(gè)小的反射峰，位于綠色波段（0.55m）,兩邊

（藍(lán)、紅）為吸收帶

2）0.76-1.3m:高反射，在0.7m處反射率迅速增大，至1.1處有

峰值

3）1.3-2.5m:受植物含水量影響，吸收率增加，反射率下降，形成幾個(gè)

低谷

2.巖石：形態(tài)各異，沒有統(tǒng)一的變化規(guī)律

3.土壤：沒有明顯的波峰波谷。土質(zhì)越細(xì)，反射率越高，有機(jī)質(zhì)含量越高、

含水量越高，反射率越低

4.水體：反射主要在藍(lán)綠波段，其它波段吸收都很強(qiáng)，近紅外吸收更強(qiáng)。

與含沙量、葉綠素含量等有關(guān)；含沙量越高、反射率越高

5顏色的性質(zhì)；HSV模型顏色的性質(zhì)包括：明度、色調(diào)、飽和度1）明度

（Lightness,Value,Intensity）：人眼對(duì)明亮程度的感覺。物體反射率越高，

明度就越高。2）色調(diào)（Hue）：色彩彼此間相互區(qū)分的特性。3）飽和度

（Saturation）：彩色純潔的程度，即光譜中波長(zhǎng)段是否窄，頻率是否單一的表示。

HSV模型：H：色調(diào)用角度量表示范圍從0到360度紅綠藍(lán)分別相隔120

度互補(bǔ)色分別相差180度S：飽和度表示所選顏色純度和該顏色最大純度之

比范圍從0到1S=0時(shí)，只有灰度V：明度范圍從0到1。

6真彩色（truecolor）；假彩色（falsecolor）；偽彩色（pseudocolor）

真彩色：紅綠藍(lán)三波段合成

假彩色：真彩色之外的其它彩色合成方案

偽彩色：將不同的灰度值賦予不同的顏色顯示

（三）遙感成像原理與遙感圖像特征

1傳感器、遙感平臺(tái)、成象光譜儀、高光譜遙感的概念；高光譜遙感的特點(diǎn)

傳感器：是獲取地面目標(biāo)電磁輻射信息的裝置，是遙感技術(shù)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)獲取

的關(guān)鍵設(shè)備。

遙感平臺(tái)：搭載傳感器的工具。主要包括：航天遙感平臺(tái)、航空遙感平臺(tái)、

地面遙感平臺(tái)。

成像光譜儀：能為每個(gè)象元提供數(shù)十至數(shù)百個(gè)窄波段（通常波段寬度為

<10nm）光譜信息，能產(chǎn)生一條完整而連續(xù)的光譜曲線的儀器

高光譜遙感：在電磁波譜的紫外、可見光、近紅外和中紅外區(qū)域，獲取許多

非常窄口光譜連續(xù)的圖象數(shù)據(jù)的遙感技術(shù)高光譜遙感的特點(diǎn)：

1）能探測(cè)到在寬波段遙感中難以探測(cè)的物質(zhì)特征；2）光譜分辨率高，波段寬

度小于10nm,而寬波段遙感達(dá)100-200nm或更寬；3）能獲得連續(xù)光譜，區(qū)分

出具有診斷性光譜特征的物質(zhì)；4）圖譜合一，在獲取大量目標(biāo)窄波段連續(xù)光譜

圖象的同時(shí)，獲得幾乎連續(xù)的光譜數(shù)據(jù)

2掃描方式的傳感器：光機(jī)掃描儀；推帚式掃描儀

光機(jī)掃描儀：是對(duì)地表的輻射分光后進(jìn)行觀測(cè)的機(jī)械掃描型輻射計(jì)。把搭載

掃描儀的飛行平臺(tái)的移動(dòng)與利用旋轉(zhuǎn)鏡或擺動(dòng)鏡在平臺(tái)移動(dòng)的直角方向進(jìn)行掃

描結(jié)合起來(lái)，從而得到二維信息的遙感器。

推帚式掃描儀：通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)一次獲得一條線的圖象，然后由多個(gè)固體光電

轉(zhuǎn)換元件進(jìn)行電掃描。將探測(cè)器搭載于飛行平臺(tái)上，通過(guò)和探測(cè)器成正交方向的

移動(dòng)而得到目標(biāo)物的二維信息。

3傳感器的性能指標(biāo)和圖像的特征：光譜分辨率(spectralresolution)；

空間分辨率(spatialresolution)；輻射分辨率(radiometricresolution)；

時(shí)間分辨率(temporalresolution)；溫度分辨率(temperatureresolution)

光譜分辨率：傳感器在接收目標(biāo)輻射的光譜時(shí)能分辨的最小波長(zhǎng)間隔空間

分辨率：遙感圖象上能夠詳細(xì)區(qū)分的最小單元的尺寸，是用來(lái)表征圖象分辨地面

目標(biāo)細(xì)節(jié)能力的指標(biāo)

輻射分辨率：傳感器接收光譜信號(hào)時(shí)、能分辨的最小輻射差。在遙感圖象上

表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級(jí)(D)

時(shí)間分辨率：重訪周期，對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行重復(fù)探測(cè)時(shí)，相鄰兩次探測(cè)的時(shí)間

間隔

溫度分辨率：熱紅外傳感器分辨地表熱輻射(溫度)最小差異的能力

4航空遙感、航天遙感、像點(diǎn)位移、投影誤差的概念；航空攝影方式；航空

遙感的優(yōu)點(diǎn)航空遙感：以中低空航空遙感平臺(tái)為基礎(chǔ)進(jìn)行的遙感方式航天遙

感：是利用搭載在人造地球衛(wèi)星、探測(cè)火箭、宇宙飛船和航天飛機(jī)等航天平臺(tái)上

的傳感器對(duì)地表進(jìn)行的遙感像點(diǎn)位移：指在中心投影的相片上，由于地形的起

伏等的影響而引起的平面上像點(diǎn)位置的移動(dòng)投影誤差：在中心投影的相片上，

由于地形的起伏等的影響而引起的平面上像點(diǎn)位置的移動(dòng)，其位移量稱為“投

影誤差”。航空攝影的方式：?jiǎn)纹瑪z影：為特定目標(biāo)或小塊地區(qū)進(jìn)行的攝影，

單張、不連續(xù)單航線攝影：航向重疊度：一般為60%,不小于53%o多航線

攝影：旁向重疊度：一般為15%-30%o航空遙感的優(yōu)點(diǎn)：①航空遙感空間分辨

率高、信息容量大②航空遙感靈活，適用于?些專題遙感研究③信息獲取方便

6遙感衛(wèi)星的分類氣象衛(wèi)星；地球資源衛(wèi)星；陸地衛(wèi)星；海洋衛(wèi)星7氣象衛(wèi)星

的分類、特點(diǎn)；主要?dú)庀笮l(wèi)星：FY-l.NOAA；FY-2,GOES,GMSO答:氣象衛(wèi)星的分

類：分極軌道和地球同步軌道兩個(gè)系列特點(diǎn)：L重訪周期短，數(shù)據(jù)更新快；

2.成像面積達(dá)，便于同步監(jiān)測(cè)3.資料來(lái)源連續(xù)，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，成本低

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8主要陸地衛(wèi)星；陸地衛(wèi)星的軌道特征；TM(ETM+)影像各波段的特點(diǎn)及應(yīng)用；

高分辨率衛(wèi)星：QuickBird,IK0N0S的分辨率和波段主要陸地衛(wèi)星：LANDSAT

系列陸地衛(wèi)星的軌道特征：中等高度、近圓形、近極地、太陽(yáng)同步、可重復(fù)軌

道TM/ETM+主要波段及其特點(diǎn)

波段12345678波長(zhǎng)(nm)0.45-0.520.52-0.600.63-0.690.76-0.90

1.55-1.7510.4-12.52.08-2.350.50-0.90波段名稱藍(lán)光綠光紅光近紅外

短波紅外熱紅外短波紅外全色地面分辨率3030303030120/603015

波段特點(diǎn)水體透視深度大，對(duì)葉綠素和水體含沙量敏感水體透視深度較大，對(duì)

健康茂盛植物敏感綠色植物強(qiáng)吸收波段，可見光最佳波段水吸收帶，綠色植物

強(qiáng)反射波段。茂密植物呈淺色調(diào)處于水的強(qiáng)吸收帶，對(duì)土壤濕度、植物含水量

敏感地面分辨率低；對(duì)熱異常敏感水的強(qiáng)吸收帶，水體深色調(diào)；與5波段相

關(guān)性較強(qiáng)

高分辨率衛(wèi)星：IKONOS：全色：空間分辨率1米(波段：0.45-0.90微米)：

多光譜：空間分辨率4米，波段：(0.45-0.53)(0.52-0.61)(0.64-0.72)

(0.77-0.88)藍(lán)綠紅近紅QUICKBIRD：(1-3.5天)全色：0.61-0.72

米多光譜：2.44-2.88米，波段同IKONOS(四)遙感圖像目視解譯1遙感影

像解譯/目視解譯，遙感影像判讀/計(jì)算機(jī)解譯的概念，答:影像解譯：是指對(duì)遙

感圖像上的各種特征進(jìn)行綜合分析、比較、推理和判斷，最后提取所感興趣的

信息的過(guò)程目視解譯：是用眼睛目視觀察，憑借人的經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和有關(guān)資料?，

通過(guò)人腦的分析、推理和判斷，提取有用的信息。目視解譯是遙感成像的逆過(guò)

程遙感影像判讀：通過(guò)綜合分析，并依靠間接解譯標(biāo)志。計(jì)算機(jī)解譯：利用計(jì)

算機(jī)，運(yùn)用模式識(shí)別方法自動(dòng)提取信息的過(guò)程2遙感圖像目視解譯的基本步驟；

①準(zhǔn)備工作②初步解譯和野外調(diào)查④野外驗(yàn)證與補(bǔ)判⑤解譯成果轉(zhuǎn)繪和制圖

③室內(nèi)詳判

3解譯標(biāo)志的概念和分類；主要解譯標(biāo)志解譯標(biāo)志：即判讀標(biāo)志，指可用來(lái)識(shí)

別遙感圖像上目標(biāo)地物或現(xiàn)象及其屬性的各種影像特征分類：直接解譯標(biāo)志：

直接反映或表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的各種影像特征。如色調(diào)、色彩、大小、形狀、

陰影、紋理、圖形等間接解譯標(biāo)志：間接反映或表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的各種影像

特征。如空間位置、地物與環(huán)境

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的關(guān)系、目標(biāo)地物的季節(jié)變化等，間接判讀標(biāo)志的運(yùn)用需要相關(guān)專業(yè)背景主要

解譯標(biāo)志：形狀(shape)：目標(biāo)地物在遙感圖像上呈現(xiàn)的外部輪廓。色調(diào)

(tone)：全色遙感圖像中從白到黑的密度比例叫色調(diào)(也叫灰度)顏色(color)：

是彩色圖像中目標(biāo)地物識(shí)別的基本標(biāo)志。陰影(shadow)：是圖像上光束被地物

遮擋而產(chǎn)生的地物的影子。據(jù)此可判讀物體性質(zhì)或高度。紋理(texture)：也叫

內(nèi)部結(jié)構(gòu)，指遙感圖像中目標(biāo)地物內(nèi)部色調(diào)有規(guī)則變化造成的影像結(jié)構(gòu)。大小

(size)：指遙感圖像上目標(biāo)物的形狀、面積與體積的度量。位置(site)：指目

標(biāo)地物分布的地點(diǎn)。圖型(pattern)：目標(biāo)地物有規(guī)律的排列而成的圖形結(jié)構(gòu)。

相關(guān)布局(association)：多個(gè)目標(biāo)地物之間的空間配置關(guān)系。

(五)遙感圖像處理

1.數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容

圖像校正：從具有畸變的圖像中消除畸變的處理過(guò)程，包括輻射校正、幾何

校正。

圖像增強(qiáng)：增強(qiáng)圖像中的有用信息，利于識(shí)別分析，包括輻射增強(qiáng)、幾何增

強(qiáng)、圖像運(yùn)算、多光譜變換等。

信息提?。禾崛D像中的有用信息，空間信息提取、屬性信息、時(shí)間信息

2.數(shù)字圖像、輻射校正、大氣校正、幾何校正、幾何精校正等基本概念

數(shù)字圖像：以數(shù)字的形式存儲(chǔ)的，適合于計(jì)算機(jī)處理的影像數(shù)據(jù)

輻射校正：消除或改正遙感圖像成像過(guò)程中附加在傳感器輸出輻射能量中的

各種誤差

大氣校正：指大氣散射校正，即消除大氣散射對(duì)輻射失真的影響。

幾何校正：從具有幾何變形的圖象中消除變形的過(guò)程幾何精校正：利用地

面控制點(diǎn)進(jìn)行的幾何校正稱為幾何精校正。

3.幾何精校正的一般步驟；控制點(diǎn)的選擇；三種插值方法：最鄰近法、雙

線性法、三次卷積法的特點(diǎn)步驟：①選擇控制點(diǎn)：在遙感圖像和地形圖上分別

選擇同名控制點(diǎn)，以建立圖像與地圖之間的投影關(guān)系，這些控制點(diǎn)應(yīng)該選在能

明顯定位的地方，如河流交叉點(diǎn)等。②建立整體映射函數(shù)：根據(jù)圖像的幾何畸

變性質(zhì)及地面控制點(diǎn)的多少來(lái)確定校正數(shù)學(xué)模型，建立起圖像與地圖之間的空

間變換關(guān)系，如多項(xiàng)式方法、仿射變換方法等。③重采樣內(nèi)插：為了使校正后

的輸出圖像像元與輸入的未校正圖像相對(duì)應(yīng)，根據(jù)確定的校正公式，對(duì)輸入圖

像的數(shù)據(jù)重新排列。在重采樣中，由于所計(jì)算的對(duì)應(yīng)位置的坐標(biāo)不是整數(shù)值，

必須通過(guò)對(duì)周圍的像元值進(jìn)行內(nèi)插來(lái)求出新的像元值。地面控制點(diǎn)(GCP,Ground

ControlPoint):一些特定的象元，其地圖坐標(biāo)或其它輸出坐標(biāo)為已知的人

工地物、線性地物交叉點(diǎn)等不易隨時(shí)間變化的目標(biāo)。大比例尺的圖象：道路交

叉點(diǎn)、機(jī)場(chǎng)跑道、建筑物小比例尺的圖象：城區(qū)、一些線性地物交叉點(diǎn)(河流、

道路)分布：較均勻分布與圖象范圍內(nèi)，保證足夠數(shù)量1)多項(xiàng)式糾正法的精

度與地面控制點(diǎn)(GCP)的精度、分布、數(shù)量及糾正范圍有關(guān)；2)GCP的位置

精度越高，則幾何糾正的精度越高；GCP的個(gè)數(shù)不少于多項(xiàng)式的系數(shù)個(gè)數(shù)；適

當(dāng)增加GCP的個(gè)數(shù)，可以提高幾何糾正的精度。3)20-30個(gè)GCP,一般可以

滿足需求4)2.GCP分布應(yīng)盡可能在整幅圖像內(nèi)均勻分布，否則在GCP密集區(qū)

精度較高，在GCP分布稀疏出現(xiàn)較大的誤差。

4.圖像增強(qiáng)、輻射增強(qiáng)、直方圖均衡化，直方圖的性質(zhì)；圖像平滑的方法均值

濾波，中值濾波的應(yīng)用；主要銳化算法的特點(diǎn)

圖像增強(qiáng):用于改善圖像質(zhì)量或突出圖像中感興趣的信息，加強(qiáng)圖像判讀和

識(shí)別效果的圖像處理方法

輻射增強(qiáng):?種直接通過(guò)改變圖像中象元的亮度值來(lái)改變圖像的對(duì)比度，從

而改善圖像質(zhì)量的處理方法

直方圖均衡化:將原圖像的直方圖通過(guò)變換變?yōu)榫鶆蛑狈綀D，從而得到一幅

灰度均勻分布的圖像直方圖的性質(zhì)：1)直方圖反映了灰度的出現(xiàn)頻率，不包含

象素的位置信息2)同一圖像的直方圖唯一，反之不成立3)一幅圖像的直方圖

等于其各部分圖像直方圖之和

均值濾波：模板為y(m,n)=l/MN

計(jì)算公式:g(i,j)=1/MN￡Ef(m,n)

中值濾波是對(duì)一個(gè)滑動(dòng)窗口內(nèi)的諸像素灰度值排序，用中值代替窗口中心像素的

原來(lái)灰度值，因此它是一種非線性的圖像平滑法。

例：采用1X3窗口進(jìn)行中值濾波

原圖像為：22621244424

處理后為：22222244444它對(duì)脈沖干擾及椒鹽噪聲的抑制效果

好，在抑制隨機(jī)噪聲的同時(shí)能有效保護(hù)邊緣少受模糊。但它對(duì)點(diǎn)、線等細(xì)節(jié)較

多的圖像卻不太合適。對(duì)中值濾波法來(lái)說(shuō)，正確選擇窗口尺寸的大小是很重要

的環(huán)節(jié)。一般很難事先確定最佳的窗口尺寸，需通過(guò)從小窗口到大窗口的中值

濾波試驗(yàn)，再?gòu)闹羞x取最佳的。

主要銳化算法的特點(diǎn)：

1)主要有空間梯度法

a)梯度的方向是在函數(shù)f(x,y)最大變化率方向上

b)梯度的幅度用G[f(x,y)]表示:

2)方向模板

a)用于增強(qiáng)與模板方向一致的邊緣b)據(jù)方向，分為三類：垂直(Vertical)模

板、水平(Horizontal)模板、對(duì)角(Diagonal)模板

5.圖像運(yùn)算，差值運(yùn)算、比值運(yùn)算的應(yīng)用。

圖像運(yùn)算：圖像運(yùn)算是指對(duì)兩幅或兩幅以上的輸入圖像的對(duì)應(yīng)像元逐個(gè)地

進(jìn)行和、差、積、商的

四則運(yùn)算，以產(chǎn)生有增強(qiáng)效果的圖像

差值運(yùn)算：指兩幅同樣大小的圖像對(duì)應(yīng)象元的灰度值相減F(x,y)=

[fl(x,y)-f2(x,y)]+b

比值運(yùn)算:兩個(gè)波段對(duì)應(yīng)像元的灰度值之比或幾個(gè)波段組合的對(duì)應(yīng)像元灰度

值之比F(x,y)=f2(x,y)/fl(x,y)

6植被指數(shù)的概念和計(jì)算

植被指數(shù):是基于植被在紅光波段(R)的強(qiáng)吸收和近紅外波段(IR)的強(qiáng)反射.，

通過(guò)這兩個(gè)波段影像的比值或線性組合來(lái)表達(dá)植被信息(如葉面指數(shù)、植被覆蓋

度、生物量等)的參考量

計(jì)算：差值植被指數(shù)DVI=IR-R

比值植被指數(shù)RVI=IR/R

歸一化差值植被指數(shù)NDVI=(IR-R)/(IR+R)

綠度植被指數(shù)：KT變換中的綠度

7.主成分變換的概念、性質(zhì)和特點(diǎn)。纓帽變換的概念、纓帽變換后各分量

的物理意義。

主成分變換:對(duì)于線性變換Y=TX,如果變換矩陣T是正交矩陣，并且它是

由原始圖像數(shù)據(jù)矩陣X的協(xié)方差矩陣S的特征向量所組成，則稱此變換為主

成分變換性質(zhì)和特點(diǎn)：

(1)由于是正交線性變換，所以變換前后的方差總和不變，變換只是把原

來(lái)的方差(方差大說(shuō)明信息量大)不等量的再分配到新的主成分圖像中

(2)第一主成分包含了總方差的絕大部分(一般在80%以上)，信息最豐

富，圖像對(duì)比度大，其余各主成分的方差依次減小

(3)變換后各主成分之間的相關(guān)系數(shù)為零，也就是說(shuō)各主成分間的內(nèi)容是

不同的，是“正交”的

(4)是一種數(shù)據(jù)壓縮和去相關(guān)技術(shù)，即把原來(lái)的多變量數(shù)據(jù)在信息損失最

少的前提下，變換為盡可能少的互不相關(guān)的新的變量，以減少數(shù)據(jù)的維數(shù)，便

于顯示和分析。

(5)第一主成分相當(dāng)于原來(lái)各波段的加權(quán)和，而且每個(gè)波段的加權(quán)值與該

波段的方差大小成正比。其余各主成分相當(dāng)于不同波段組合的加權(quán)差值圖像。

(6)第一主成分還降低了噪聲，有利于細(xì)部特征的增強(qiáng)和分析，適用于進(jìn)

行高通濾波，線性特征增強(qiáng)和提取以及密度分割等處理。

(7)在幾何意義上相當(dāng)于進(jìn)行空間坐標(biāo)的旋轉(zhuǎn)，第一主成分取波譜空間中

數(shù)據(jù)散布最大的方向；第二主成分則取與第一主成分正交且數(shù)據(jù)散布次大的方

向，其余依此類推。

纓帽變換：是Kauth和Thomas通過(guò)分析陸地衛(wèi)星MSS圖像反映農(nóng)作物和

植被生長(zhǎng)過(guò)程的多時(shí)相數(shù)據(jù)，提出的一種經(jīng)驗(yàn)性的、固定核的多波段圖像的線

性組合變換，又稱K-T變換。

變換后各分量的物理意義：

MSS數(shù)據(jù)為4波段數(shù)據(jù)

1)ul為“亮度(Brightness)”特征,反映地物總體輻射強(qiáng)度，土壤亮度;

2)u2為“綠度(Greenness)”特征，反映地面植被狀況；

3)u3為“黃度(Yellowness)”特征,反映地面黃色物質(zhì);

4）u4無(wú)明確物理意義。

TM數(shù)據(jù)為6波段數(shù)據(jù)

l）ul為“亮度（Brightness）”特征，反映地物總體輻射強(qiáng)度,土壤亮度；2）u2

為“綠度（Greenness）”特征，反映地面植被狀況；

3）為“濕度（Waterness）”特征，反映地面水體及土壤濕度、植被含水量等；

4）U4”無(wú)明確物理意義。

（六）遙感圖象分類

1遙感圖象計(jì)算機(jī)分類的概念，基本原理，目標(biāo)。光譜類、信息類的概念；

計(jì)算機(jī)分類一般步驟。

計(jì)算機(jī)分類：是通過(guò)模式識(shí)別理論，利用計(jì)算機(jī)將遙感圖象自動(dòng)分成若干地

物類別的方法。

基本原理：不同的地物具有不同的光譜特征，同類地物具有相同或相似的光

譜特征

目標(biāo)：將圖象中所有的像元自動(dòng)地按土地覆蓋類型分類。

光譜類：基于光譜特征形成的類別不同的光譜類

信息類：根據(jù)實(shí)際需要待分的類別人為的劃分不同地物光譜特征不同計(jì)算

機(jī)分類的一般步驟：

1）分類預(yù)處理：大氣校正、幾何校正

2）特征選擇（提?。?/p>

3）分類

4）分類后處理，包括精度評(píng)價(jià)

5）專題圖制作

2.監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類的概念；訓(xùn)練區(qū)、檢驗(yàn)區(qū)。

監(jiān)督分類：通過(guò)分析代表各類別的已知樣本（訓(xùn)練區(qū)）象元的光譜特征，

取得各類別的識(shí)別參數(shù)，確定判別函數(shù)，進(jìn)行分類。

非監(jiān)督分類：根據(jù)事先指定分類器，進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)判別歸類，無(wú)須人為干

預(yù)，分類后需確定地面類別

訓(xùn)練區(qū)：已知覆蓋類型的樣區(qū)；用于獲取主要特征類型的光譜屬性；其精度

直接影響分類結(jié)果

檢驗(yàn)區(qū)：用于評(píng)價(jià)分類精度的樣區(qū)

3監(jiān)督分類的一般步驟

1）確定分類區(qū)域的地面覆蓋類型，即確定信息類；

2）選取訓(xùn)練區(qū)，即在每個(gè)信息類中選擇一定數(shù)量有代表