遥感复习题.doc

第一章 绪论按辐射源或传感器的工作方式分类:被动遥感,主动遥感按搭载传感器的遥感平台分类为:地面遥感，即把传感器设置在地面平台上，如车载、船载、手提、固定或活动高架平台等；航空遥感，即把传感器设置在航空器上，如气球、航模、飞机及其它航空器等;航天遥感，即把传感器设置在航天器上，如人造卫星、宇宙飞船、空间实验室等。按遥感探测的工作波段分类为:紫外遥感，其探测波段在0.30.38um之间;可见光，其探测波段在0.380.76um之间;红外遥感，其探测波段在0.7614um之间;微波遥感，其探测波段在1mm1m之间;多光谱遥感，其探测波段在可见光与红外波段范围之内，微波遥感多谱段遥感(传感器 工作方式）？3遥感特点:1.大面积同步观测2.时效性强3.数据的综合性和可比性好4.较高的经济与社会效益5.一定的局限性5遥感系统组成？第二章 电磁辐射传射机理1电磁波谱:按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成电磁波谱。 2辐照度（E=d/ds）：被辐射物体表面单位面积上的辐射通量 辐射通量（=dQ / dt）：单位时间通过某一面积的辐射能 辐射通量密度（W=d/ds）：单位时间通过单位面积的辐射能辐射出射度（M=d/ds）：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量 辐射亮度：辐射源在某方向上单位立体角内传送的辐射通量。一般面状辐射源向外辐射强度随辐射方向不同会有变化，辐射亮度是辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量。 3普朗克公式;绝对黑体辐射出射度与温度、波长的关系 c：真空中的光速 k：玻尔兹曼常数， K=1.3810-23J/K h: 普朗克常数,h=6.6310-34Js M(,T):辐射出射度 斯蒂芬-玻尔兹曼定律:：斯蒂芬-玻尔兹曼常数， =5.6710-8Wm-2K-4 不同温度物体具有不同的辐射能量；热红外遥感区分地物 维恩位移定律 :b为常数, b =2.898103um 分谱辐射通量密度的峰值随温度的增加而向短波方向移动。 4太阳常数： 指不受大气影响，在距离太阳一个天文单位（日地平均距离）处，垂直于太阳辐射方向上单位面积和单位时间黑体所接收到的太阳辐射能量，可以认为是在地球大气顶端（上界）接受的太阳能量. 太阳光谱：太阳的光谱通常指光球产生的光谱，光球发射的能量集中在可见光波段。 5自然界中黑体辐射是不存在的，一般地物辐射能量总要比黑体辐射能量小。如果利用黑体辐射有关公式，则需要增加一个因子，那就是发射率（比辐射率）。 发射率:是指地物的辐射出射度（即地物单位面积发出的辐射总通量）W与同温度的黑体辐射出射度（即黑体单位面积发出的辐射总通量）W黑的比值。 67地物发射率与反射率关系:反射率越低，其发射率就越高；反之，发射率就越低。8地物的反射类型：镜面反射、漫反射和方向反射9不同地物的反射波谱特征？植被 水体 3水中含叶绿素时，近红外波段明显被抬升。 土壤 岩石 城市地物：11野外垂直测量的方法？ 10影响地物光谱反射率变化的主要因素 12大气对电磁辐射的影响：吸收，散射，发射，扰动，折射，偏振吸收的特点？ 无选择性散射: 大气反射：电磁波传播过程中通过两种介质的交界面上时，还会出现反射现象，这种反射同样满足反射定律。通过大气时，气体、尘埃反射作用很小。反射现象主要发生在云层顶部，取决于云量和雾量，而且各个波段均受到不同程度的影响，严重地削弱了电磁波强度。因此，如果不是专门研究云层，尽量选择无云的天气接收遥感信号，则不用考虑大气的反射。13大气窗口：电磁波通过大气层时较少被吸收，反射率较高的波段。14遥感辐射传输方程：电磁辐射从辐射源经过大气到达传感器辐射能量变化的数学模型。第三部分 遥感信息获取-第三、第四章 传感器、平台1传感器性能（遥感数据的特征）读P34-37？2传感器按成像方式分为哪几种类型?分别具有什么特点？按成像方式：摄影成像类型的传感器，扫描成像类型的传感器，雷达成像类型的传感器摄影成像传感器3 微波遥感的特点有哪些？(1)具有全天时、全天候工作能力；(2)对某些地物具有特殊的波谱特征；(3)微波能提供不同于可见光和红外遥感所能提供的某些信息。(4)对海洋遥感具有特殊意义；(5)微波对地表地物有一定穿透能力。缺点：数据处理与解译较为困难。微波数据与可见光、红外数据较难取得空间上的一致性。4如何理解侧视雷达的方位分辨率与距离分辨率？距离分辨率：发射脉冲方向上能分辨两个目标的最小距离。（垂直飞行方向上，距离越远，俯角越小，分辨率越高。）方位分辨率：相邻的两束脉冲之间能分辨两个目标的最小距离。（距离越近，方位分辨率越高；与距离向分辨率变化规律相反）5 如何理解合成孔径雷达的工作原理？a.两种天线接收信号的相似性6侧视雷达图像的几何特征有哪些？a垂直飞行方向（y）的比例尺由小变大；b山体前倾，朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉长，与中心投影相反，还会出现不同地物点重影现象；c高差产生的投影差亦与中心投影影像投影差位移的方向相反，位移量也不同；7说明InSAR用于DEM地形信息获取与地表形变监测的原理？InSAR用于DEM地形信息获取：a影像配准-同名像点b生成干涉图c去平地效应：去除平地效应产生的干涉条纹信息。d基线估算：根据卫星星历轨道数据计算基线e相位解缠f计算高程，输出DEM地表形变监测（D-InSAR）：单天线重复轨道干涉测量（星载侧视雷达）获取digital displacement models(DDMs)精度：0.3-1cm的相对位移精度，分辨率10-100m，100km*100km数据获取即刻处理可用于地震变形、火山变形、地面沉降、滑坡、冰川移动、军事目标识别等方面的测量。8 机载激光雷达（LiDAR）系统组成？LiDAR数据特点？机载激光扫描系统由空中测量平台、激光系统、姿态测量和导航系统、数码相机、计算机及软件等组成。LiDAR获取的数据激光距离信息(Laser distance)地物反射激光强度信息(intensity) IMU 信息 GPS 信息转换为XYZ (Converts into XYZ) 大数据量的点云数据(Billions of points)-精度9 遥感卫星的轨道类型？陆地卫星轨道特点？遥感卫星的轨道类型:1)地球静止卫星轨道(卫星运行周期与地球自转周期(23小时56分4秒)相同的轨道称为地球同步卫星轨道(Geosynchronous satellite orbit)(简称同步轨道),高度大约是35860公里)2) 太阳同步轨道(轨道平面绕地球自转轴旋转的方向与地球公转的方向相同, 旋转的角速度等于地球公转的平均角速度, 即0.9856度/日或360度/年, 这样的轨道称为太阳同步轨道)10掌握陆地卫星系列、高分辨率陆地卫星、高光谱卫星、SAR卫星中的代表卫星特点。第四部分 遥感影像处理 第5、6章1数字图像与模拟图像？模拟图像的数字化?模拟图像:a是一个二维的连续的光密度（或透过率）函数f(x,y)。b光能化学能，使用感光材料记录在胶片上c感光范围：0.30.9m，近紫外、可见光、近红外d一般只用于目视分析和手工量测，光学方法处理模拟图像的数字化:（1）采样,（2）量化2存储格式与文件格式？遥感图像存储格式有三种:1、BIP（Band Interleaved by Pixel）按象元波段交叉式记录，有利于作子区处理，较少使用2、BIL（Band Interleaved by Line）按行波段交叉式记录，便于单波段处理和提取3、BSQ（Band Sequential）按波段顺序式记录，适用于多波段运算和分类图像文件格式:TIFF(GeoTIFF),HDF,BMP(微软制定格式，无压缩),JPEG(离散余弦变换压缩),JPEG2000(小波变换压缩),软件自身的格式3图像的统计量（图像的直方图、图像灰度均值、灰度中值、灰度峰值、灰度方差与标准差、灰度反差、相关系数）？4辐射误差的来源与校正方法，大气校正？系统辐射误差校正一般由地面站处理。由于传感器探测象元失效或定标校正不恰当会导致辐射误差需要用户进一步处理：a随机坏象元b扫描线错位c行或列缺失d条带问题大气校正的目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地物反射率和辐射率、地表温度等真实物理模型参数。绝对大气校正：基于辐射传输物理模型。相对大气校正：校正后相同的DN值表示相同的反射率5几何变形（畸变）的来源与多项式校正方法？不同重采样方法优缺点？a几何变形产生的原因？系统性内部误差：传感器自身的性能、结构、成像方式不同等引起，可预测，易校正.随机性外部误差：传感器以外的因素，如地球曲率、地球自转、地形起伏、遥感平台姿态改变等引起的变形等，难以预测，校正复杂。6对比度增强、直方图拉伸、对比度变换：线性变换（最大最小、百分比拉伸、标准差拉伸）、非线性变换、直方图均衡化、直方图匹配）对比度增强：通过改变图像的灰度直方图分布形态，扩展图像灰度分布区间，增加图像反差。7空间域滤波：图像平滑、图像锐化作用:抑制噪声，增强地物的某些特征;平滑：均值、中值滤波;锐化：罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、定向检测等。8频域增强：图像平滑、图像锐化9彩色增强：彩色合成、彩色变换、密度分割10多图像代数运算：差值法、比值法、NDVI植被指数、混合运算11多光谱图像变换：主成分分析、缨帽变换12图像融合:主成分变换、HIS融合、小波变换融合、Brovey变换融合等第7章 遥感图像目视解译1. 遥感图像目视解译标志？遥感图像目标地物识别特征解译标志遥感图像上那些能够作为识别、分析、判断景观地物的影象特征光谱特征判读标志:色调,颜色,空间特征判读标志:阴影、形状,、大小,、图型（样式）、纹理,布局、位置时间特征及其判读标志:色调/灰度2. 遥感图像目视解译方法？a直接判读法b对比分析法c信息复合法：根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息。d综合推断法：它是借助各种地物或自然现象之间的内在联系 , 用逻辑推理方法 , 间接判断某一地物或自然现象的存在和属性。e地理相关分析法3. 遥感图像目视解译步骤？遥感图像目视解译的一般顺序:从已知到未知是遥感图像解译必须遵循的原则。 “已知”主要指解译者自己最熟悉的环境地物, 或是别人最熟悉的环境地物, 如地形图及有关资料等。所谓的未知就是图像上的影像显示 , 根据己印证的影像在相邻图像上举一反三 , 然后根据影像再在相应地面 上找到新的地物, 这就是从己知到未知的含义。先易后难是指易识别的地物先确认, 然后根据客观规律和影像特征不断地进行解译实践, 逐渐积累解译经验, 取得解译标志，克服各种解译困难的过程。（先山区后平原、先地表后深部、先整体后局部、先宏观后微观、先图形后线形）第8章 遥感图像分类1 遥感图像分类概念？遥感图像计算机分类：是基于模式识别理论，利用计算机将遥感图像每个像元自动分成若干地物类别的方法。(如土地覆盖/土地利用分类、森林类型分类、植被类型分类、岩性分类)2 模式识别与遥感图像分类原理？模式识别:指对表征事物或现象的各种形式的(数值的、文字的和逻辑关系的)信息进行处理和分析,以对事物或现象进行描述、辨认、分类和解释的过程。遥感数字图像的计算机分类基本原理:a不同的地物具有不同的特征（光谱、纹理、形状等），同类地物具有相同或相似的特征b基于数字图象中反映的同类地物的特征相似性和异类地物的特征差异性，通过分析特征空间中点群的位置分布中心、分布规律等，确定点群的界限，完成分类。3 特征提取的内容？（1） 光谱特征提取(光谱特征：a地物反射、辐射波谱特征;b可通过比值法增强某些地物的光谱特征;NDVI：NDVI=（NIR-R）/(NIR+R) （归一化差值植被指数）c主成分变换（PCA, Principal Component Analysis）d缨帽变换)（2）空间特征提取(空间形状特征:形状（圆形度、长宽比、凹凸、孔洞等）大小、周长、面积,线状地物的曲率;空间关系特征:距离关系,方位关系,包含关系,相邻关系,相交关系（点上交会，点、线与线、线）,相贯关系（一个线状地物通过面状地物内部）（3）纹理特征(Texture features)提取(纹理：地物颜色和灰度的某种变化特征，在图像局部呈现不规则变化，而在整体和宏观上表现出某种规律性的图斑。)4 遥感图像分类的方法类型？监督分类：最近邻分类法、平行多面体分类法、最大似然分类法？非监督分类：K均值、迭代自组织数据分析技术？5 遥感图像分类的一般过程？a分类预处理：辐射校正、几何校正b特征提取与选择c分类（监督分类训练区的选择）d分类后处理，包括精度评价e专题图制作6遥感图像分类的新方法？决策树分类、模糊聚类分类、神经网络分类、支持向量机（SVM）分类算法、面向对象的图像分类？7 分类精度评价方法？分类后专题图的正确分类程度的检核。利用样本对分类误差进行估计。样本：训练样本;试验场;随机取样，目视解译或实地测量1、 混淆矩阵（Confusion Matrix）: 主要用于比较分类结果和地表真实信息，可以把分类结果的精度显示在一个混淆矩阵里面。混淆矩阵是通过将每个地表真实像元的位置和分类与分类图象中的相应位置和分类相比较计算的。2、 总体分类精度（Overall Accuracy）: 等于被正确分类的像元总和除以总像元数。3,Kappa系数：是另外一种计算分类精度的方法。8 图像变化检测方法？检测方法:a图像直接比较法:图像差值法、图像比值法、主成分分析法、光谱特征变异法、假彩色合成法、波段替换法、变化矢量分析法、波段交叉相关分析以及混合检测法等;b分类后结果比较法;c直接分类法:多时相主成分分析后分