遥感导论复习资料

1、第1章绪论遥感的基本概念（狭义）是什么？答：遥感是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通 过分析揭示出物体的特征、性质及其变化的综合性探测技术。遥感的特点。（填空、简答）答：大面积的同步观测；时效性；数据的综合性和可比性；经济性；局限性。遥感系统的基本构成（掌握）答：根据要干的定义，遥感系统包括：被测目标的信息特征，信息的获取、信息的传输与记 录、信息的处理和信息的应用五大部分。了解国内外遥感发展的一般过程。第2章 电磁辐射与地物光谱特征电磁波与电磁波谱。答：电磁波：由振源发生的电磁震荡在空中的传播叫电磁波。如光波、热辐射、微波、无线 电波等。电磁波谱：按电磁波

2、在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成 了电磁波谱。该波谱以拼了从高到低排列，可以划分为：Y射线、X射线、紫外线、可 见光、红外线、无线电波。辐射通量、辐射通量密度、辐照度、辐射出射度。答：辐射通量：，单位时间内通过某一面积的辐射能量，=dW/dt,，单位是W。辐射通量密度：E，单位时间内通过单位面积的辐射能量，E=d0 /dS，单位是W/m20辐照度：I，被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量，I = dB /dS，单位是W/m气辐射出射度：M，辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，M=dB / dS，单位是W/m 2。辐照度I和辐射出射度都是辐射通量密度的概念，不过I为物体接收的辐射

3、，M为物体发出 的辐射。它们都与波长入有关。3,.绝对黑体，黑体辐射规律。答：绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射全部吸收，则这个物体是绝对黑体。黑体辐射规律：普遍适用于绝对黑体辐射的公式，叫普朗克公式，表达为（详见书上19页）（1）普朗克辐射定律；（2）斯忒藩一玻尔兹曼定律；（公式详见书上20页）（3）维恩位移 定律。太阳常数：是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量：10=1.360X 10 3W/m 2。常见的大气散射及其特点。答：瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。特点:散射强度与波长 的四次方成

4、反比，即波长越长，散射越弱。米氏散射：当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。特点：散射强度与波长的二次方成反比，并且散射在光线前方向比向后方更强。无选择性散射：当大气中粒子的直接比波长大得多时发生的散射。特点：散射强度与波长无关。 大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的波段称为大气窗口。地球辐射的特点。波段名称可见光与近红外中红外远红外波长0.32.5mm2.5一6mm6mm辐射特性地表反射太阳辐射为 主地表反射太阳辐射和自 身的热辐射地表物体自身热辐射为主地物反射波谱与地物发射波谱曲线。答：第3章 遥感成像原理与遥感特征主要遥感平台有哪些？（填空）

5、答：航天平台、航空平台和地面平台。简述气象卫星的特点及其应用。答：特点：（1）轨道，分为两种：低轨和高轨；（2）短周期重复观测；（3）成像面积大有利 于获得宏观同步信息，减少数据处理容量；（4）资料来源连续，实时性强，成本低。应用：（1）天气分析和气象预报；（2）气候研究和气候变迁的研究；（3）资源环境其他领域。简述中心投影的透视规律，比例尺的计算以及像点位移规律。答：透视规律：在中心投影的像片上，各种物体的形状不同及其所处的位置不同，其变形的 情况也各不相同。地面上是一个点，在中心投影上仍然是一个点。如果有几个点同在一投影线上，它的 影像边重叠成一个点。与像面平行的直线，在中心投影上仍然是直

6、线，与地面目标的形状基本一致。平面上的曲线，在中心投影的像片上仍为曲线。面状物体的中心投影相对于各种线的投影的组合。水平面的投影仍为一平面。垂直面 的投影依其所处的位置而变化，当位于投影中心时，投影所反映的是其顶部的形状， 呈一直线；在其他位置时，除其顶部投影为一直线外，其侧面投影成不规则的梯形。比例尺的计算：相片上两点之间的距离与地面上相应两点实际距离之比。在不知道 航高时，满足以下两个条件之一，也可以求得比例尺：第一，已知某一地面目标的大小，可以通过量测其在相片上的影像而算出该像片的比 例尺；第二，若具有摄影地区的地形图，先在像片上和地形图上找到两个地物的对应 点，如道路的叉口、田角、房角

7、等然后分别在像片上和地形图上量得其长度。像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还会引起 平面上的点位在像片位置上的移动，这种现象称为像点位移。像点位移规律：（1）位移量与地形高差h成正比，即高差越大引起的像点位移量也 越大；（2）位移量与像主点的距离r成正比，即距主点越远的像点位移量越大，像片 中心部分位移量较小。像主点处r=0，无位移；（3）位移量与摄影高度成反比。即摄影 高度越大，因地表起伏引起的位移量越小。何为扫描成像？简述扫描成像的三种工作方式及其区别。答:扫描成像时依靠探测原件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样， 以得到目标地物电磁辐射特

8、性信息，形成一定谱段的图像。三种成像方式：光/机扫描成像、固体自扫描成像、高光谱成像光谱扫描。三者的区别：1）光/机扫描成像：中心投影，行扫描，每条扫描线均有一个投影中心。2）固体自扫描成像：固体自扫描是用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。扫描方式上具有刷式扫描成像特点。3）高光谱成像光谱扫描：既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术，称为成像光谱技术。按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。何为成像光谱技术？其特点是什么？（掌握）答：对遥感而言，在一定波长范围内，被分割的波段数越多，即波普取样点越多，越接近于 连续光谱曲线，因此可以使得扫描仪在取得目标地

9、物图像的同时也 能获取该地物的光 谱组成。这种既能成像有恩能够获取目标光谱曲线的“谱像合一” 的技术，称为成像 光谱技术。特点：波段数量多（几十直几百个）波段窄、数据量大；高的光谱分辨率；图谱合一； 高的空间分辨率；高的辐射分辨率和信噪比。什么是微波遥感，有何特点？（简答）答：指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。特点：能全天候、全天时工作对某些物体具有特殊的波谱特征对冰、雪、森林、土壤等具有一定的穿透能力人顶对海洋遥感具有寺殊分辨率较低，但特性明显遥感图像的分辨率有哪些？简要说明其含义。（名词解释或填空）答：空间分辨率：指遥感图像上能够详细区分的最

10、小单元的尺寸或大小，是用来表征影像 分辨地面目标细节能力的指标。波谱分辨率：又称光谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波 长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。辐射分辨率：是指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差，即遥感图像上 每一个像元的辐射量化级。时间分辨率：指对同一地点进行重复观测的最小时间间隔，即重访周期。第4章遥感图像处理颜色的性质及其含义。答：颜色的性质：所有颜色都是对某段波长有选择的反射而对其他波长吸收的结果。颜色的 性质由明度、色调和饱和度来描述：明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉，物体反射率越高则明度越高。色调：是色彩彼此相互区分的特征，决定物体向外辐射的光

11、谱组成。饱和度：是色彩纯洁的程度，也就是光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。简要说明颜色立体模型。（了解）互补色、三原色、颜色相加、颜色相减的原理。答：互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色就称为互补色。如黄和蓝、红和 青、绿和品红均为互补色。三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余两种颜色混合相加产生，这三种颜色按一 定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则成为三原色。最优三原色：红、绿、蓝。颜色相减原理：当两块滤光片组合产生颜色混合时,入射光通过每一滤光片时都减掉一部分 辐射，最后通过的光是经过多次减法的结果。减法三原色：黄、品红、青。数字图像、数字图像的表示、数字图像和模

12、拟图像的区别。答：数字图象：能够被计算机存储、处理和使用的图像。数字图像的表示：一副图像可以表示为一个矩阵，若x方向取N个样点，y方向上取M个样点，则成为有MN个原色的矩阵函数，可以表示为：（见书上97页）区别：光学图像又称作模拟量，数字图像又称作数字量，其本质区别在于模拟量是连 续变量而数字量是离散变量。何为辐射畸变？辐射畸变产生的原因。答：实际测量时，辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变。这一改变的部分就是需要 校正的部分，故成为辐射畸变。产生原因：传感器的光电变换的影响：传感器仪器本身的误差大气对辐射的影响 光照条件的影响用直方图最小值法去除大气对太阳辐射影响的原理及过程。答：直方图

13、最小值去除法：（基本思路:每幅图像上都有辐射亮度或反射亮度应为0的地区， 而事实上并不等于0,说明亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。）将每 一波段中的每个像元的亮度值都减去本波段的最小值，使图像亮度动态范围得到改善， 对比度增强，从而提高图像质量。引起遥感图像变形的原因。答：遥感平台位置和运动状态变化的影响；地形起伏的影响；地球表面曲率的影响;大气折射的影响；地球自转的影响。对遥感影像进行几何校正的基本思路与步骤，校正数据后的亮度值的计算的主要方法及优缺点。答：基本思路：校正前的影像看起来是由行列整齐的等间距像元点组成的，但实际上，由于 某种几何畸变，影像中像元点间所对应的地面距

14、离并不相等。校正后的影像亦是由等间 距的网格点组成的，且以地面为标准，符合某种投影的均匀分布，影像中格网的交点可 以看作是像元的中心。校正的最终目的是确定校正后影像的行列数值，然后找到新影像 中每一像元的亮度值。步骤：通过每一个变换后图像像元的中心位置计算出变换前对应的图像坐标点；计算每 一点的亮度值。主要方法：（公式太复杂，看书中107页）优缺点：数字图像增强处理的主要方法。（论述或填空）答：填空：主要方法有：对比度扩展、空间滤波、图像运算、多光谱变换等。论述：数字图像增强处理的主要方法有如下几种：）对比度变换：是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像 质量的图像处理

15、方法。因为亮度值是辐射强度的反映，所以也称之为辐射增强。常用 的方法有对比度线性变换和非线性变换。2）空间滤波：以重点突出图像上的某些特征为目的，通过像元与其周围相邻像元的关系，采用空间域中的邻域处理方法。属于几何增强处理，主要包括平滑和锐化。图像卷 积运算：是在空间域中对图像作局部检测的运算，以实现平滑和锐化的目的。平滑：（1）均值平滑；（2）中值滤波。锐化：（1）罗伯特标度；（2）索伯尔标度；（3）拉 普拉斯算法；（4）定向检测。3）彩色变换：单波段彩色变换：可按亮度分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一幅彩色图像；多波段彩色变换：根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波 段，分别赋

16、予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像；HLS变换：HLS代表色调， 明度和饱和度的色彩模式。4）图像预算：差值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减就是差值运算。比值运算：两幅同样行、歹U数的图像，对应像元的亮度值相除（除数不为0） 就是比值运算。5）多光谱变换：KL变换；KT变换。何为空间滤波，主要方法及应用。答：对比度扩展的辐射增强是通过单个像元的运算从整体上改善图像的质量。而空间滤波是 以重点突出图像上的某些特征为目的的。因此通过像元与其周围相邻像元的关系，采用 空间域中的邻域处理方法，也叫做空间滤波。应用：平滑、锐化数字图像彩色变换的主要方法（重点）。多波段彩色变化、假

17、彩色合成、标准假彩色合成（重点）主要方法：单波段彩色变换多谱段彩色变换HLS变换多波段彩色变化：根据加色法彩色和成原理，选择遥感影像的三个波段分别赋予红、律、蓝 三种原色，就可以合成彩色影像假彩色合成：由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的颜色不具 地物真实的颜色，因此这种合成叫做假彩色合成标准假彩色合成：当绿波段赋蓝，红波段赋绿，红外波段赋红时，这一合成方案被称作标准 假彩色合成，是一种常见的合成方案。数值图像差值运算及比值运算的作用（重点）差值：有利于目标与背景反差较小的信息提取常用于研究同一地区不同时相的动态变化突出边缘与线状地物比值：可以检测波段的斜率信息并加以扩

18、展，以突出不同波段间地物光谱的差异，提高对 比度对于去除地形影响也非常有效多光谱变换的基本原理和主要方法，K-L的特点及应用第五章 遥感图像目视解释与制图遥感图像目视解释的概念。答：目视解译又称目视判读或目视判译，指专业人员通过直接观察或借助辅助仪器从遥感图 像上获取目标地物信息过程。遥感图像计算机解释的概念。答：又称遥感图像理解，指以计算机软硬件系统为支撑，根据遥感影像目标地物特征，结合 专家系统知识如目标地物成像规律和解译经验等知识进行分析和推理，实现对遥感图像 的理解，完成对遥感图像的解释。遥感图像目标地物识别特征。（填空）答：色调；颜色；阴影；形状；纹理；大小；位置；图型；相关布局。判

19、读标志，直接判读标志和间接判读标志的概念。答：遥感摄影像片解释标志又称判读标志，它是指能够反映和表现目标地物信息的遥感影像 各种特征，这些特征能帮助判读者识别遥感图像上目标地物或现象。直接判读标志：指能够直接反映和表现目标地物信息的各种遥感图像特征，根据直接解译标 志可以直观识别遥感像片上的目标地物。间接判读标志：指能够间接反映和表现目标地物信息的各种遥感图像特征，借助它可以推断 与某些地物属性相关的其他现象。摄影像片的直接判读标志、间接判读标志有哪里？（填空）答：直接判读标志：形状、大小、色调与颜色、阴影、纹理、图型、位置。间接判读标志：目标地物与其相关指示特征、地物及与环境的关系、目标地物

20、与成像时间的 关系。水体和植被在各种红外摄影像片上的色调特征。答：用植物枝叶伪装的目标地物在近红外像片上呈紫红色；披盖绿色伪装物的目标地物在像 片中呈蓝色。富营养化的水体呈现棕褐色至暗红色，含有泥沙或淤泥的水体呈现青色至浅蓝色，情节的浅 水呈青蓝色，水体很深并且清洁时呈现深蓝到暗黑色。遥感扫描影像特征。（掌握）答：宏观综合概括性强；信息量丰富；动态观测。遥感影像主要解释方法。（记住）答：“先图外、后图内”是指遥感扫描影像判读时，首先要了解影像图框外提供的各种信 息。判读时遵循“先整体，后局部”的原则，作整体的观察，综合分析目标地物与周 围环境的关系。“勤对比，多分析”判读原则，在判读过程中进行

21、以下对比分析：多 个波段对比；不同时相对比；不同地物的对比。微波影像特点。（掌握）答：投影方式：非中心投影；分辨率：由脉冲的延迟时间和波束宽度来控制的；比例 尺：比例尺在横向上产生畸度；地形起伏移位：总是向着飞行航迹线。微波影像应用。（掌握）答：海洋环境调查；地质制图和非金属矿产资源调查；洪水动态检测与评估；地貌 研究和地图测绘；军事侦察。目视解释方法。（掌握）答：目视解释方法指根据遥感影像目视解释标志和解释经验，识别目标地物的方法和技巧。直接判读法；对比分析法；信息复合法；综合推理法；地理相关分析法。目视解释方法步骤。（论述）答：（1）目视解释准备工作阶段。明确解释任务与要求；收集与分析有关

22、资料；选择 合适波段与恰当时相的遥感影像。（2）初步解释与盘读取的野外考察。在室内初步解译的工作重点是建立影像解释标准， 为了保证解译标志的正确性和可靠性，必须进行解译区的野外调查。在调查中，为了 建立研究区的判读标志，必须做大量认真细致的工作，填写各种地物的判读标志登记 表，以作为建立地区性的判读标志的依据。在此基础上，制订出影像判读的专题分类 系统，根据目标地物与影像特征之间的关系，通过影像反复判读和野外对比检验，建 立遥感影像判读标志。（3）室内详细判读。在专题内容判读中，除了遵循“全面观察、综合分析”的原则外， 在解译中还应该做到：统筹规划、分区判读，由表及里，循序渐进，去伪存真，静心

23、 解译。（4）野外验证与补判。室内目视判读的初步结果，需要进行野外验证，以检验目视判 读的质量和解译精度。对于详细判读中出现的疑难点、难以判读的地方则需要在也野 外验证过程中补充判读。（5）目视解译成果的转绘与制图。将遥感图像目视判读成果转绘成专题图，可以采用 两种方法：一种是手工转绘成图，一般在灯光的透图台上进行。另一种是在精确几何 基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图。遥感影像地图的概念。答:遥感影像地图是一种以遥感影和一定的地图符号来表现制图对象地理空间分布和环境状况的地图。计算机辅助遥感制图的概念，一般步骤。（掌握）答：计算机辅助遥感制图是在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数

24、字图像处理技 术和数字地图编辑加工技术，实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法。一般步骤：（1）遥感影像信息选取与数字化。（2）地理基础底图的选取与数字化。底图数字化前的准备工作；底图数字化。（3）遥感影像几何纠正与图像处理。（4）遥感影像镶嵌于地理基础底图拼接。遥感影像 镶嵌；地理基础底图拼接。（5）地理基础底图与遥感影像复合。（6）符号注记图层生 成；（7）影像地图图面配置；（8）遥感影像地图制作与印刷。第6章遥感图像计算机解译答：遥感数字图像计算机解译以遥感数字图像为研究对象，在计算机系统支持下，综合运用 地学分析、遥感图像处理、地理信息系统、模式识别与人工智能技术，实现地学专题新鲜的

25、 智能化获取。其基本目标是将人工目视解译遥感图像发展为计算机支持下的遥感图像解译。多波段数字图像的存贮格式答：多波段数字图像是传感器从多个波段获取的遥感数字图像。多波段数字图像通常采用3 种数据存贮格式。（BSQ数据格式、BIP数据格式和BIL数据格式。）BSQ数据格式：是一种 按波段顺序依次排列的数据格式。BIP数据格式：是每个像元按波段次序交叉排序的数据格式。BIL数据格式：是逐行按波段次序排列的格式目视判读分类与计算机分类的区别遥感图像计算机分类中相似性的度量方法遥感图像计算机分类中相似性（1）绝对值距离（2）欧式距离（3）马氏距离（4）混合距离（5）相关系数监督分类与非监督分类的区别答

26、：监督分类和非监督分类的根本区别点在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识， 监督分类根据训练场提供的样本选择是样本选择特征参数，建立班别函数，对待分类点进 行分类。因此训练场选择是监督分类的关键。对于不熟悉区域情况的人来说，选择足够数 量的训练场地带来很多的工作量，操作者需要将相同比例尺的数字地形图叠在图像上，根 据地形图上的已知地物类型圈定分类用的训练场地。由于训练场要求有代表性，训练样本 的选择要考虑到地物光谱特征，样本数目能满足分类的要求，有时这些还不易做到，这是 监督分类不足之处。相比之下，非监督分类不需要更多的先验知识，它根据地物的光谱统计特征进行分类。因 此，非监督分类方法简单，

27、且分类具有一定的精度。严格说来，分类效果的好坏需要经过 实际调查来检验。当光谱特征类能够和唯一的地物类型相对应时，非监督分类可取得较好 分类效果。当两个地物类型对应的光谱特征类差异很小时，非监督分类效果不如监督分类 效果好。遥感数字图像计算机分类基本过程（了解）（1）首先明确遥感图像分类的目的及其需要解决的问题，在此基础上根据应用的选取特定区域的遥感数字图像（2）根据研究区域，收集与分析地面参考信息与有关数据。对图像分类方法进行比较研究，掌握各种方法的优缺点，然后根据分类要 求和图像数据的特征，选择合适的图像分类方法和算法。（4）找出代表这写分类的统计特征。（5）为了测定总体特征，在监督分类中

28、科选择具有代表性的训练场地进行采样，测定其特征（6）对遥感图像中各像素进行分类。（7）分类精度检查。（8）对判别分析的结果统计检验。监督分类的基本思想（掌握）答：首先需要从研究区域选取有代表性的训练场地作为样本。根据已知训练区提供的样本，通过选择特征参数，建立判别函数，据此对样本像元进行分类，依据样本类别的 特征来识别非样本像元的归属类别。常用监督分类方法有哪些（可能以填空形式出题）（1）最小距离分类法最小距离判别法最近邻域分类法（2）多级切割分类法（3）特征 曲线窗口法（4）最大似然比分类法用分级集群法进行非监督分类的一般过程（1）确定评价各种样本相似程度所采用的指标，这里可以采用前面监督分

29、类中介绍的几种 距离。（2）初定分类总数n；（3）计算样本间的距离；根据距离最近的原则判定样本归并到不同 类别；（4）归并后的类别作为新类，与剩余的类别重新组合，然后再计算并改正其距离。在达到 所要分类的最终类别以前，重复样本间相似度的评价和归并，这样直到所有像素都归 入到各类别中去。简要说明遥感图像计算机分类存在的问题1.未充分利用遥感图像提供的多种信息。2.提高遥感图像分类精度受到限制。（1）大气状 况的影响（2）下垫面的影响（3）其他因素的影响遥感图像解译专家系统构成及各部分作用答：系统组成基本上分为三大部分：第一部分为图像处理与特征提取子系统，它包括从CCT磁带获取遥感数据，进行图像处

30、理， 对地形图进行数字化，利用地面控制点对遥感图像进行精纠正，在图像处理基础上， 对遥感图像进行分类，通过区域分割和边界跟踪，进行目标地物的形状特征和空间关 系特征的抽取，每个目标地物的位置数据和属性特征数据通过系统接口送入遥感图像 解译专家系统，存贮在遥感数据库内。第二部分为遥感图像解译知识获取系统，它包括通过知识获取界面获取遥感图像解译专家知 识，对知识进行完整性和一致性检查，通过规则产生器和框架产生器将专家知识形式 化表示，将专家知识通过系统接口送入遥感图像解译专家系统中，存贮在知识库中。第三部分为狭义的遥感图像解译专家系统，它包括图6.14虚线中的部分，由遥感图像数据 库和数据管理模块、知识库和管理模