遥感复习资料-答案

第一章绪论遥感定义？广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、磁力、重力、机械波等的探测狭义：对地观测，即从不同的高度工作平台通过传感器，对地球表面目标的电磁波反射或辐射信息进行探测，并通过信息的记录、传输、处理和解译、对地球资源和环境进行探测和监测的综合性技术。遥感分类？（遥感平台、电磁波段、辐射源（传感器工作方式）？）按照遥感平台：地面遥感、航空遥感、航天遥感按照第次波段：紫外遥感0.05-0.38；可见光遥感0.38-0.76；红外遥感0.76-14；微波遥感1-lm，多光谱和高光谱遥感（这个范围包含广）按照工作方式：主动式和被动式按照记录方式：成像方式、非成像方式按照成像方式：摄影遥感、扫描方式遥感；雷达遥感。遥感特点？全局与局部观测并举，宏观与围观兼取；快速连续的观测能力；技术手段多样，信息海量；应用领域广泛，经济效益高。4描述遥感过程？能源；2大气传播；3地标反射或发射；4大气传播；5平台遥感器；6接受；7遥感图像处理与信息提取；8应用。5遥感系统组成？空间信息手机系统（传感器，遥感平台）；地面接收和预处理系统（机载系统，星载系统就是卫星地面站）；信息分析应用系统（遥感图像处理技术，图像解译，专题信息提取）第二章电磁辐射传射机理什么是电磁波谱？电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成？它们有哪些不同点，又有哪些共性？电磁波谱：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。P12组成：Y射线、X射线、紫外、可见光、红外、微波、无线电波。P12不同：波段不同，波段范围宽窄不同。紫外反射碳酸盐等、可见光易分辨、红外植被强反射、微波强穿透冰雪，云层，植被，土壤等地物。共性：电磁辐射的度量（辐射通量、辐射通量密度、辐照度、辐射出射度、辐射亮度）？辐射通量：单位时间通过同一面积的辐射能。2.辐射通量密度：单位时间通过单位面积的辐射能。3•辐照度：（E=dO/ds）被辐射物体表面单位面积上的辐射通量。4•辐射出射度：（M=dO/ds）辐射源物体表面单位面积上的辐射通量。5•辐射亮度：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。黑体辐射规律（普朗克公式、斯蒂芬-玻尔兹曼定律、维恩位移定律）？普朗克公式：表明黑体辐射通量密度与其温度和波长有关系（辐射猛，温度就高）斯蒂芬-玻尔兹曼定律：绝对黑体表面上单位面积发出的总辐射能与绝对温度四次方成正比。（温度越高，说明发出的辐射能越大-热红外遥感）薇恩位移定律：黑体最大辐射强度所对应的波长与黑体的绝对温度T成反比。太阳辐射（太阳常数、太阳光谱）？1.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。2•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。地物的发射辐射（发射率）？发射率8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。反射率概念？电磁辐射到达不同介质的分界面是，入社能量的一部分或者全部返回原界质，反射能量占入社能量的比例成为反射率。地物发射率与反射率关系？反射率+吸收率+透射率=1；发射率低-吸收的多-温度高-发射率高、对于反射率高的地物，其吸收率就低，即为弱辐射体；反之，吸收率高的地物，其反射率就低。地物的反射类型？镜面反射：入社能量全部或几乎全部按照相反的方向反射，入射角等于反射角。漫反射：入社能量在所有方向均匀反射，即入社能量以入射点为中心在整个半球空间内四周发射能量。3.方向反射：朗伯体表面，理想镜面。自行脑补。不同地物的反射波谱特征？植被（可见光绿光0.55附近小波峰，红外波段强反射）、土壤（土质越细反射率越高，机质含量越高反射率越低，水量越高反射率越低）、水体（蓝绿波段强反射，近红外，中红外强吸收）、岩石（岩石表面粗糙、裂隙发育、湿度较大、颜色较暗、风化较深的反射强度偏低）、城市地物（基本都是强反射）影响地物光谱反射率变化的主要因素？1）电磁波入射角（太阳位置）；2）传感器的位置；3）地物电磁学性质；（如吸收和透射较大）4）表面粗糙度；（镜面、漫、方向反射）5）环境因素。（大气、温度、湿度、地形、季节等）野外垂直测量的方法？一般均采用传感器垂直向下测量，用比较法测量目标物和标准参考面（板）。大气对电磁辐射的影响-吸收的特点？、散射（瑞利散射、米氏散射、无选择性散射）？、反射p26-30影响：吸收、散射、反射、扰动、折射、偏振。特点：吸收：主要吸收体是臭氧、二氧化碳、水蒸气。包含大气窗口，0.3-1.15短波区大气窗口-太阳光的反射；1.3-2.5近红外波段大气窗口-地质遥感；3.0-5.0中红外波段大气窗口-高温目标，火灾，火山等；8-14热红外波段，反映地物发射率以及温度；l.OTm微博窗□，穿透云层。散射散射：瑞利散射大气粒子远远小于波长，天空蓝光；米氏散射:大气粒子的直径约等于入射波长，云雾，气溶胶会阻碍；无选择反射:几何光学散射，云雾呈现灰白色，天空散射光。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。尽量在没有云的天气接受遥感信号，可以忽略大气反射。13大气窗口？电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段称为大气窗口。通常把太阳光透过大气层时透过率较高的光谱段称为大气窗口。14遥感辐射传输方程？P30-32概念：电磁辐射从辐射源经过大气传到传感器辐射能量变化的数字模型辐射源：地物反射太阳辐射+地物本身辐射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）？P35空间分辨率：遥感影像能够区分的最小单元的尺寸或大小，是表达传感器分辨空间目标细节能力的指标。（表达方式有：地面分辨率，像素分辨率，地面采样间隔，瞬时视场角，影响分辨率）波谱分辨率：传感器接受目标辐射波谱时能区分的最小波长间隔，波段范围越短，波长间隔越短，分辨率越高。辐射分辨率：传感器能区分的最小辐射量之差，就是灰度级别多少。时间分辨率：对同一目标相邻两次探测的时间间隔，又称重放周期。视场角：传感器对地面扫描或者成像的总角都。特别提醒：空间分辨率、光谱分辨率和辐射分辨率三种分辨率对于一种传感器是相互制约的，有矛盾的。在同等敏感度水平上，空间分辨率增高，光谱分辨率或辐射分辨率就会受到限制。其根本原因是传感器是要获得一定能量才能响应。传感器按成像方式分为哪几种类型?分别具有什么特点？摄影呈像：直接曝光成像，中心投影，真实客观，比例尺=实际比例尺。扫描成像：将电磁波转换成电流或者信号，增加了探测波段，便于纯存数据。雷达成像：全天候，主动有源，对地标地物具有穿透能力，对特殊地物具有特殊的波谱特征（海洋遥感）。3微波遥感的特点有哪些？P49（其实上一题有答案）（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。4如何理解侧视雷达的方位分辨率与距离分辨率？P50方位反扁率：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距离分辨率：发射脉冲方向（一个脉冲）上能分辨两个目标的最小距离（包含平距分辨率、邪距分辨率）5如何理解合成孔径雷达的工作原理？P51合成孔径雷达就是利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成一较大的等效天线孔径的雷达。其实就是小雷达按照真实孔径雷达的长度路径再去飞一遍。6侧视雷达图像的几何特征有哪些？P54斜据比例失真，近距离压缩。2•视距收缩，叠掩。（山脊山谷的收缩与拉长）p54阴影出现（高的地物挡住了就没有信号回来）7说明InSAR用于DEM地形信息获取与地表形变监测的原理？影像配准-同名像点（复影像1.2配准）2•生成干涉图3•去平地效应：去除平地效应产生的干涉条纹信息。4•基线估算：根据卫星星历轨道数据计算基线5•相位解缠6.计算高程，输出DEM8机载激光雷达（LiDAR）系统组成？LiDAR数据特点？系统组成：IMU惯性导航系统（飞行姿态三维定位），GPS确定坐标位置，数码相机，激光扫描仪，软件系统。特点：1•激光距离信息2•地物反射激光强度信息（反射率）3.IMU信息4.GPS信息5.大数据点云数据。9遥感卫星的轨道类型？陆地卫星轨道特点？P69-75地球同步轨道：卫星运行周期与地球自转周期同步成为地球同步轨道，当卫星轨道面与赤道面重合，成为静止轨道。太阳同步轨道：轨道平面绕地轴旋转的方向与地球自转方向相同。卫星轨道面与迟到平面夹角不变，也就是说太阳反射角不变，每天在固定地方时经过地区上空。极轨卫星（太阳同步轨道的一种）：环绕极地运行的卫星，特点是可以扫描全球。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。P69-75陆地卫星系列：近圆形，近极轨卫星，太阳同步轨道，长半轴约等于短半轴导致比例尺一致。高分辨率陆地卫星：高光谱卫星：SAR卫星中代表卫星：第四部分遥感影像处理第5、6章数字图像与模拟图像？模拟图像的数字化?模拟图象是一个二维的连续的光密度（或透过率）函数f（x,y），使用感光材料记录在胶片上，感光范围：0.3—0.9“m,近紫外、可见光、近红外，一般只用于目视分析和手工量测，光学方法处理。（胶卷）数字图像：离散的数字矩阵，每一个元素代表一个像元，行列号代表位置，值大小代表地物电磁波强弱。（类似栅格图）模拟图象数字化：1.采样（网格化，并分别测量每一个乡愿的平均灰度值，采样间隔越小，图像失真越小）2.量化，灰度值数字化，转换成二进制单位，测出一个数来。（会都登记越多，辐射量描述越精确）存储格式与文件格式？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）？图像直方图：直方图是图像中的每个亮度值（DN）的像元数量的统计分布。图像直方图的横坐标X轴表示图像的灰度级变化，直方图的纵坐标y轴表示图像中某个灰度出现的频率。直方图能够反映图像的信息量及分布特征。图像灰度均值：一幅图所有乡愿灰度值的算术平均数。灰度中值：图像所有灰度级中处于中间的值。灰度峰值：最大值呗。灰度反差：灰度值域是图像最大灰度值和最小灰度值的差值；最大最小值的比值；图像灰度值的标准差。都是反差，可以反映图像的显示效果和可辩别性。方差与标准差：方差和标准差描述了像元值与图像平均值的离散程度,是图像信息量大小的标志。方差开根号=标准差。相关系数：相关系数是描述多波段图像的相关程度的统计量。对遥感图像来说，如果二个波段之间彼此包含的信息很多，称相关程度高，若彼此包含不同信息，则说相关程度低。波段之间相关系数太高的话，波段信息相似，那就分辨不开了。辐射误差的来源与校正方法，大气校正？误差来源：内部误差（系统辐射误差，光学透镜的边缘减光效应，探测器响应特性：热噪声，暗电流，光谱响应误差等）；外部误差（太阳高度变化，地形起伏，大气影像）大气校正：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。绝对大气校正方法：将遥感图像的DN（DigitalNumber）值转换为地表反射率、地表辐射率、地表温度等的方法。相对大气校正方法：校正后得到的图像，相同的DN值表示相同的地物反射率，其结果不考虑地物的实际反射率。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？来源：1.内部误差：传感器成像特性-全景畸变边缘分辨率变小（分辨不出来了）-光机扫描畸变同理。传感器姿态引起几何畸变：三轴姿态的影响。外部误差：大气折射，地球自转，地球曲率，地形起伏等。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）P114-115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。拉伸灰度直方图，增加灰度区域。线性变化：K值拉伸，不好解释。非线性变化：指数拉伸，对数拉伸。直方图均衡化:非线性的增强方法；通过改变灰度区间来实现；将每个灰度区间等概率分布，代替了原来的随机分布，即增强后的每个灰度级内有大致相同的象元数；根据灰度值的出现频率来分配它们的亮度显示范围，频率高的灰度级被保留，反差被增强了；频率低的灰度级被合并，反差减小。效果：增强了峰值处的对比度，两端（最亮和最暗）的对比度减弱了直方图匹配：把原图像的直方图变换为某种指定形状的直方图或某一参考图像的直方图，然后按照已知的指定形态的直方图调整原图像各象元的灰级，最后得到一个直方图匹配的图像。主要应用于有一幅很好的图像作为标准的情况下，对另一图像进行匹配，以改善被处理图像的质量。空间域滤波：图像平滑、图像锐化（空间卷积运算，算子）图像平滑：某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点（噪声）时，平滑可以减小变化，使亮度平缓或去掉“噪声”点。包含了均值平滑，中值滤波。图像锐化：为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化率大的部分，可采用锐化方法。锐化后的图像不再具有原图像的特征，成为边缘图像，图像边缘的线。频域增强：图像平滑、图像锐化（频率域利用傅里叶）图像平滑：利用低通滤波器，去除高频噪声区域。图像锐化：利用高通滤波器，留下高频信息。彩色增强：彩色合成、彩色变换、密度分割单波段彩色变换（密度分割/假彩色增强）：密度分割，将连续的灰度值转换为少量的灰度区间，并用不同的颜色表示。彩色合成：最常用，利用多光谱，RGB三色合成原理。彩色变换：RGB-HIS红绿蓝彩色空间-色调亮度饱和度彩色空间。10多图像代数运算：差值法、比值法、NDVI植被指数、混合运算差值法：就是减法，两幅相同大小图像的对应像元灰度值相减。（可以提取同一地

物不同波段发射率差异，或者2图行列号后移一位再相减，达到边缘增强效果）比值法：就是除法，两个不同波段的图像对应乡愿的灰度值相除。（抑制坡度影想增强反差）混合运算：对不同波段的图像灰度值进行混合计算。NDVI归一化植被指数=NIR-R/NIR+R。11多光谱图像变换：主成分分析、缨帽变换缨帽变换：是一种线性变换，使坐标轴发生旋转，旋转之后坐标轴的方向与地物特别是和植被生长及土壤有密切的关系。12图像融合:主成分变换、HIS融合、小波变换融合、Brovey变换融合等主成分变换k-l变换：是基于变量之间的相关关系，在尽量不丟失信息的前提下一种线性变换方法。1多光谱用$变换O1多光谱用$变换O图徹►S田S逆变换-融合 ►图像全色IHS变换图像1逆变换转换为融合图像。小波变化融合：小波变换本质是一种高通滤波，采用不同的小波基就会产生不同的滤波效果。小波变换可以将原始图像分解成一系列具有不同空间分辨率和频域特性的子图像，针对不同频带子图像的小波系数进行组合，形成融合图像的小波系数Brovey融合：彩色标准化，将多光谱图像的像元空间分解为色彩和亮度进行计算，对彩色图像和高分辨率图像进行输血合成，可以提高图像分辨率。第7章遥感图像目视解译1.遥感图像目视解译标志？a） 指专业人员通过直接观察或借助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。b） 运用专业背景知识，通过肉眼观察，经过综合分析、逻辑推理、验证检查，把遥感图象中所包含的地物信息提取和解析出来的过程。遥感图像目视解译方法？直接判读法对比分析法信息复合法：根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息。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。地理相关分析法遥感图像目视解译步骤？P135-1361明确解译目的2.了解解译图像的基本特征3.了解解译区概况4.预解译5.图像解译实施并验收第8章遥感图像分类遥感图像分类概念？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。原理：1.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。2.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。特征提取的内容？特征提取：通过变换找出最能反映地物类别差异的特征变量用于分类的过程。在多波段图象中，每个波段都可看作一个变量，称为特征变量。特征变量构成特征空间。光谱特征、空间几何特征（形状、大小、相邻关系等）、纹理特征（在二维空间中,相隔某一距离的两个像素，它们具有相同的灰度级，或者具有不同的灰度级，找出这样两个像素的联合分布的统计形式，用于图像的纹理分析。）、辅助数据（非遥

感数据，如DEM、土壤类型）］：1感数据，如DEM、土壤类型）］：1'0：01；1；0：04遥感图像分类的方