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遥感复习材料 (2) 遥感复习材料 (2)遥感复习材料考试题型填空20*1=20分名词解释8*2=16分简答5*6=30分计算12分作图10分论述12分第一章 1、遥感特性（三大特性构成了遥感信息地学评价的三个基本标准）空间特性:宏观性,大尺度观测时相特性:周期成像,动态监测波谱特性:波谱段广,观测范围大 2、遥感的定义是从远处探测感知物体，也就是不直接接触物体，从远处通过探测仪器接收目标地物的电磁波信息，经过对信息的处理，判别出目标地物的属性。 3、遥感的构成要素?对象、传感器、信息传播媒介、平台 4、遥感的分类黑白摄影宽波段摄影摄影方式被动式彩色摄影多镜头相继摄影多波段遥感单镜头相继摄影光学机械扫描（多波段扫描仪）扫描方式推帚扫描（CCD）成像方式遥感数据分类主动式雷达主动式雷达高度计、雷达散射计、微波辐射计非成像方式波动式红外辐射计等传感器所获取的各种数据、曲线等形式的资料遥感探测对象宇宙遥感、地球遥感遥感平台航天遥感、航空遥感、地面遥感传播媒介电磁波遥感、声波遥感、地震波遥感、力场遥感传感器工作方式被动遥感、主动遥感获取数据形式成像方式遥感、非成像方式遥感 5、技术系统的四个部分（一）遥感试验其主要工作是对地物电磁辐射特性（光谱特性）以及信息的获取、传输及其处理分析等技术手段试验研究。 遥感试验是整个遥感技术系统的基础，遥感探测前需要遥感试验提供地物的光谱特性，以便选择传感器的类型和工作波段；遥感探测中以及处理时，又需要遥感试验提供各种校正所需的有关信息和数据。 遥感试验也可为判读应用提供基础。 遥感试验在整个遥感过程中起着承上启重要作用。 （二）遥感信息获取遥感信息获取是遥感技术系统的中心工作。 遥感工作平台以及传感器是确保遥感信息获取的物质保证。 遥感（工作）平台是指装载传感器进行遥感探测的运载工具，如飞机、人造地球卫星、宇宙飞船等。 按其飞行高度的不同可分为近地（面）工作平台，航空平台和航天平台。 这三种平台各有不同的特点和用途，根据需要可单独使用，也可配合启用，组成多层次立体观测系统。 传感器是指收集和记录地物电磁辐射（反射或发射）能量信息的装置，如航空摄影机、多光谱扫描仪等。 它是信息获取的核心部件，在遥感平台上装载上传感器，按照确定的飞行路线飞行或运转进行探测，即可获得所需的遥感信息。 （三）遥感信息处理遥感信息处理是指通过各种技术手段对遥感探测所获得的信息进行的各种处理。 例如，为了消除探测中各种干扰和影响，使其信息更准确可靠而进行的各种校正（辐射校正、几何校正等）处理，为了使所获遥感图像更清晰，以便于识别和判读，提取信息而进行的各种增强处理等。 为了确保遥感信息应用时的质量和精度，以及为了充分发挥遥感信息的应用潜力，遥感信息处理是必不可少的。 （四）遥感信息应用遥感信息应用是遥感的最终目的。 遥感应用则应根据专业目标的需要，选择适宜的遥感信息及其工作方法进行，以取得较好的社会效益和经济效益。 6、遥感的发展趋势（从应用角度）遥感分析由单一遥感资料到多时相、多数据源（含非RS数据）的信息复合与综合分析；从资源环境静态分布研究到动态过程监测；从动态监测到预测预报；从定性调查、系列制图到计算机辅助的数字图象处理、定量自动制图；从对各种事物表面现象描述到内在规律分析、计量探求?定量遥感第二章 1、电磁波普按照波长的长短顺序将各种电磁波排列制成的一张图表叫做电磁波谱。 目前遥感所能应用的主要波段是紫外线、可见光、红外线和微波。 名称紫外线可见光近红外红外线中红外远红外超远红外毫米波微波厘米波分米波波长范围0.010.38?m0.380.76?m0.763?m36?m615?m151000?m110mm110cm110dm紫蓝青绿黄橙红0.380.43um0.430.47um0.470.50um0.500.56um0.560.59um0.590.62um0.620.76um 2、影响电磁传播因素大气的吸收作用大气的散射作用不同于吸收作用，只改变传播方向，不能转变为内能。 大气的散射是太阳辐射衰减的主要原因。 对遥感图像来说，降低了传感器接收数据的质量，造成图像模糊不清。 散射主要发生在可见光区。 （1）瑞利散射。 当微粒的直径（d）比辐射波长（）小得多时，此时散射称为瑞利散射，也叫分子散射。 主要是由大气分子对可见光的散射引起的。 （2）米氏散射。 当微粒的直径与辐射光的波长差不多时（即d），称为米氏散射。 它是由大气中的气溶胶所引起的散射。 由于大气中云、雾等悬浮粒子的大小与0.7615m的红外线的波长差不多，因此，云、雾对红外线的米氏散射是不可忽视的。 （3）非选择性散射。 当微粒的直径比波长大得多时（即d）所发生的散射称为非选择性散射。 反射作用 3、大气窗口电磁波在大气中传输时，通过大气层未被或受到较少反射吸收散射的那些透射率较高的波段范围称为大气窗口。 （或者由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。 我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫大气窗口。 ） 4、植物光谱曲线植物在蓝光波段（0.380.50m）反射率低，绿光波段（0.500.60m）的中点0.55m左右，形成一个反射率小峰，这就是植物叶子呈绿光的原因。 在红光波段（0.600.76m），起先反射率甚低，在0.65m附近达到一个低谷，随后又上升，在0.700.80m反射率陡峭上升，到0.80m附近达到最高峰。 5、影响植物反射率的主要因素 1、季节的影响 2、健康状况的影响 3、水分和营养条件的变化、 4、测定时传感器和光源方向的关系 5、传感器高度不同时光谱反射值的变化 6、三种遥感模式可见光/近红外遥感、热红外遥感、主动遥感第三章 1、传感器的组成部分收集系统、检测系统、信号转化系统、记录系统2传感器的分类按传感器工作方式的不同，分为主动式传感器和被动式传感器按传感器记录方式的不同，分为成像方式和非成像方式传感器成像方式的传感器中，根据成像原理和所获取图像的性质不同，可分为摄影方式传感器，扫描方式传感器和雷达第四章1.航空摄影的种类 （1）按象片倾斜角分类象片倾斜角是航空摄影机主光轴与通过镜头中心的铅垂线间的夹角?。 垂直摄影?3度?，得到水平象片，各部分比例尺大致相同，可量测距离。 倾斜摄影?3度，得到倾斜象片，变形大，但摄取面积大。 f垂直摄影S倾斜摄影 （2）按摄影的实施方式分类?单片摄影为特定目标或小地块进行的摄影，一般获得一张（或一对）象片。 ?航线摄影沿一条航线对地面上狭长地带或线状地物（铁路、公路）进行连续的摄影。 一般地，航线的长度限制为60120km。 ?面积摄影（多航线摄影）沿数条平行航线对广大区域进行的连续的摄影。 ?对于航线摄影和面积摄影而言，象片之间存在着一定的重叠，包括?航向重叠在同一条航线上相邻两张象片间的重叠；（纵向重叠）重叠度为53%60%；目的是用于相邻象片地物的互相衔接和立体观察。 ?旁向重叠相邻航线间相邻象片的重叠；（横向重叠）重叠度为15%30%；用于象片镶嵌等。 （3）按感光胶片和所用的波段分类?普通黑白摄影用全色黑白感光片，感受可见光范围内各种色光，用途广。 ?黑白红外摄影用黑白红外感光片和近红外滤光片组合起来摄影，记录近红外短波段（0.76m1.4m）和可见光范围信息。 对水体和植被反映明显，具有较大反差和地面分辨率。 ?天然彩色摄影用彩色感光片，记录可见光波段的信息。 信息量比黑白象片丰富得多。 ?彩色红外摄影用彩红外感光片，记录绿、红、近红外（0.50.9m）信息。 一般在摄影机物镜上套一个黄色滤光片，以消除蓝、紫光。 在彩红外摄影中绿光感光?蓝色红光感光?绿色近红外感光?红色红外线对大气层的穿透力强，彩红外象片一般比天然彩色象片鲜艳得多。 ?多光谱摄影用摄影机镜头、滤光片、感光片的几种不同组合，同时对一个地区进行几个不同波段的摄影，得到多个波段的航片，从而得到合成象片。 （4）按比例尺分类?大比例尺航空摄影比例尺大于1/1万?中比例尺航空摄影1/3万比例尺1/1万?小比例尺航空摄影1/10万比例尺1/3万?超小比例尺航空摄影1/25万比例尺1/10万 2、航空象片的大小和标志 （1）象幅大小:18?18cm，23?23cm，30?30cm等。 （2）标志:?水准器记录象片的倾斜度?压平线感光胶片弯曲度产生的象片变形?时表记录象片的拍摄时刻?框标对称的两个框标的连线的交点为象片的中心点?象片编号记录航摄区的位置、摄影时间、图幅、航线顺序等。 ?气压表记录拍摄瞬间的气压或相对于设计航高的高差。 3、感光材料1）特性感光材料（胶片或印像纸）主要是由感光乳剂层和片基构成。 普通黑白胶片一般是全色片，它能感受全部可见光（但对绿光感受较差）。 彩色红外胶片是由对绿、红、近红外三种波长分别敏感的三层乳剂组成，能感受可见光-近红外波段，形成彩色红外像片，其颜色与天然彩色像片不同，其中植被为红色。 2）主要性能指标感光度感光的快慢程度。 反差感光材料最大光学密度与最小光学密度之差，也称为黑白差。 分辨率对景物细微部分的表现能力，通常用一毫米宽度内能够清楚地识别出黑、白相间的平行线对数来表示。 感光特性曲线对于同一种感光材料，在同一标准光源下，同一距离作不同时间的曝光，经过相同条件的摄影处理，一起测定感光片的密度值。 4、航空象片的主要点和线由于航片一般会有一定倾斜，故有一些具有特殊性质的象点?象主点（O）主光轴SO与象面的交点，即象片中心点。 ?象底点（n）S的铅垂线与象面的交点。 等角点（c）倾斜角?的分角线与象面的交点。 主垂面包含主垂线与主光轴的平面。 ?主纵线（VV）主垂面与象面的交线，通过象主点和象底点。 主横线（hoho）与主纵线垂直且通过象主点。 ?等比线（hchc）通过等角点且垂直于主纵线，等比线上比例尺不变。 5、航空像片的几何特性中心投影空间任意点A均通过一固定点（投影中心）投影到一平面上，投影中心S、投影平面P和空间点A三者之间的关系任意。 投影中心与点A的连线为一平面所截，交点为A的中心投影，平面为投影平面，镜头中心为投影中心。 航片是地面的中心投影。 ?垂直投影所有投影光线互相平行且垂直地投影到投影面上。 6、投影差计算（p73） 7、像对立体观察（实验一）1）立体观测三种效应正立体效应在观察立体时，左眼看左象，右眼看右象，此时的立体感觉（又称立体效应，立体模型）与实地相似。 反立体效应在观察立体时，左眼看右片，右眼看左片，或在正立体的基础上，每片在自身平面内旋转180，此时观察出来的立体与实地相反，即与实地的高低相反。 零立体效应在正立体的基础上，当将象片各旋转90或270，即象片的重叠部分与眼基线平行时，观察者对地面的立体效应。 若两象片基线与眼基线成某种角度时，也会产生立体效果，此时立体模型的立体效果随着象片基线与眼基线的夹角的增加而降低2）立体观察必须满足下列条件1.必须是由不同的摄影站对同一地区所摄影的两张像片。 2.两张像片的比例尺相差不得超过16%。 3.两眼必须分别各看两张像片上的相应影像，即左眼看左像右眼看右像。 4.像片所安放的位置，必须能使相应视线成对相交，相应点的连线与眼基线平行。 3）高差的计算（p82） 8、航片的目视判读步骤准备工作（资料准备工具材料准备熟悉地理概况圈定像片使用面积像片镶嵌图的制作）室内判读野外校核（解决判读中的疑问和错误建立解译标志检验和评价解译结果）成图与总结第五章 1、卫星图像目视判读的特点1）卫星图像更具宏观性特点2）卫星图像具有多波段特点3）卫星图像具有周期成像特点 2、卫星图像的判读方法1）直接判读法2）对比分析法3）逻辑推理法第六章 1、微波遥感的传感器有成像和非成像方式两种类型。 2、顶底位移顶部先关于底部成像，产生目标倒置的视觉效果，这种雷达回波的超前现象，便形成了雷达图像的顶底位移。 3、雷达视差两张重叠图像上得两个象点分别产生的位移之差。 第七章 1、热红外扫描的特点1）昼夜都可以成像2）记录的是地物热辐射强度3）影像分辨率较低4）热红外扫描图像具有不规则性，这种不规则性可以使由多种因素引起的。 2、Landsat TM6为热红外波段，波长范围在10.412.5m。 3、热红外遥感数据应用区域地质、水文地质、地热调查土壤水分研究环境污染监测灾害调查海洋调查第八章 1、发展历程全色摄影彩色摄影多光谱高光谱 2、多光谱光谱分辨率在0.1数量级范围内的遥感高光谱光谱分辨率在0.01数量级范围内的遥感 3、高光谱遥感是指利用很多很窄的电磁波波段获得观测目标的相关信息。 4、高光谱遥感的特点波段数目多，波段宽度窄，波段分布连续，光谱分辨率高。 图谱合一第九章 1、遥感图像的记录格式BSQ BILBIP HDF。 中国的记录存储方式为BSQ BIL 2、数字图像的统计特征直方图，峰值，中值，均值，亮度值范围，方差，协方差，相关系数第十章 1、预处理操作的内容特征提取辐射预处理几何校正卫星影像的地图投影数据融合 2、特征提取从多光谱数据中提取出能表示图像基本要素的主要成分，压缩多波段海量遥感数据。 3辐射预处理概念遥感图像的预处理又称为影像恢复，是设法去除大气干扰、系统噪声、传感器的姿态等对影像造成的影响 4、大气引起的辐射预处理1）物理模型法2）直方图最小值法3）回归分析法 5、几何矫正原因卫星图像的几何性能受卫星轨道与成像姿态的稳定性、扫描偏差、地形起伏等等多种因素影响而发生几何畸变。 目的经运算处理把处于两个坐标空间的原图像变换到新的图像坐标空间，得到某种归正的投影图，使没有任何实际地理坐标信息的图象变换到特征的地理坐标空间，满足不同类型或不同时相的遥感影像之间的几何配准和复合分析，以及遥感图象与其它的信息的匹配。 步骤几何校正分两步，?粗校正由接收部门根据遥感平台、地球、传感器的各种参数进行；?精校正用户根据使用目的的不同由投影及比例尺进行。 因此，对于用户来说，主要需做几何精校正。 几何校正的精度直接影响专题图的定位、面积量算及定性定量分析的精度。 6、重采样的原则和方法原则方法最邻近法、双线线性内插法、三次卷积法。 邻近元法用距离输出象元最近的象元亮度值作为象元值。 优点计算简单，不丢失细节；缺点具有明显的不连续性，线状地带常出现断点或阶梯状抖动。 适用于分类前的采样和定性分析。 双线性内插用双线性函数在2*2窗口内4个象元的灰度值进行加权线性内插优点具平滑作用，不出现锯齿状边缘，空间上较邻近元法准确；缺点较邻近元法计算稍复杂，由于是象元亮度值的加权平均，故有低频卷积作用，因而出现模糊现象适用于象元大小有改变的情况。 立方卷积法用16个象元即4*4窗口内的象元亮度值用立方函数进行加权平均优点可以比较完整地复原图像，立方曲线加权使得图像锐化并将噪声平滑掉；缺点计算复杂；适用于象元大小变化较大的情况。 7、数据融合的类型和方法1）概念把不同分辨率的影像融合为一幅影像，如将高分辨率的全色影像与低分辨率多光谱影像组合在一起2）前提同一天或在很短的时间间隔内获得的不同影像之间是兼容的，同时影像还必须进行相互配准。 3）方法 （1）光谱域处理方法它是把多光谱波段转换到光谱数据空间，找到与全色波段相关程度最高的新波段，把新波段的光谱配分到高分辨率的全色波段影像上。 （2）空间域处理方法它是提取高分辨率影像的高频变化信息，再将提取出的高频信息引入到低分辨率的多光谱影像中，如高通滤波技术（HPF）。 （3）代数运算方法它是对影像中的每个像元进行处理，计算多光谱影像中的三个波段的光谱信息比例，用高分辨率影像代替三个波段中的某个波段，这样的替换使得高分辨率影像就被赋予了正确的光谱亮度值4）类型主成份变换融合、乘积变换融合、比值融合第十一章目前常用的遥感图像增强处理方法主要有彩色融合、亮度变换、直方图变换、密度分割、亮度颠倒、图像间运算、领域增强处理、多波段压缩处理。 第十二章 1、信息类别和光谱类别、区别度信息类别信息类别是用户使用的对地面事物的信息分类。 光谱类别像元按照亮度值进行的分组，亮度信息相似度大的像元归在一个组内，光谱类别可以直接在遥感数据中观察到。 计算光谱类别的区分度用他们的平均值差的绝对值除以标准差的和ND=X1X2S1S 22、非监督分类的特点定义非监督分类是指在多光谱影像中搜寻和定义自然光谱集群组的过程，也叫聚类分析或点群分析。 优点非监督分类不需要预先对所要分类的区域有广泛的了解。 人为误差的机率很小。 面积很小的独立地物均能被识别。 缺点非监督分类形成的光谱类别并不一定与信息类别对应。 分析人员很难控制分类产生的类别并进行识别。 光谱类别的解译识别工作量大而复杂。 3、监督分类1）定义监督分类(Supervised Classification)是用已知类别的样本（已经被分到某一信息类别的像元）对类别的像元进行分类的过程。 2）优点分析人员可以控制适用于研究需要和区域地理特征的信息类别。 可控制训练样区和训练样本的选择。 分析人员运用监督分类不必担心光谱类别和信息类别的匹配问题。 通过检验训练样本数据可确定分类是否正确，估算监督分类中的误差。 避免了非监督分类中对光谱集群类别的重新归类。 3）缺点分类体系和训练样区的选择有主观因素的影响。 训练样区的代表性问题。 有时训练样区的选择很困难。 只能识别训练样本所定义的类别，对于某些未被分析人员定义的类别则不能识别，容易造成类别的遗漏4）监督分类的方法平行算法分类最小距离分类ISODATA算法分类（模糊聚类法）最大似然法分类贝叶斯法分类ECHO分法（目标对象分类法）5）监督分类的步骤（回想实验） 4、卡帕系数的计算P257（重点）卡帕分析是一种定量评价遥感分类图与参考数据之间一致性或精度的方法。 公式为K=观测值