1、考研遥感专业课真题与课后题答案解析 第一套真题答案 遥感： 是 20 世纪 60 年代发展起来的对地观测的综合性探测技术，有广义理解和狭义理解； 广义理解： 泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波等探测； 狭义理解： 利用探测仪器，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，揭示目标物的特征性质和动态变化的综合性探测技术。 遥感平台： 搭载传感器的工具，按高度分类，可以分为地面平台、航空平台和航天平台。 大气窗口： 指电磁波通过大气层时较少被反射、散射和吸收的，透过率较高的波段。 反射波谱 ： 指地物反射率随波长的变化规律，通常用平面坐标曲线表示，横坐标表示
2、波长，纵坐标表示反射率，同一物体的波谱曲线反映出不同波段的不同反射率，将此与遥感传感器的对应波段接收的辐射数据相对照，可以得到遥感数据与对应地物的识别规律。 太阳同步轨道： 卫星轨道面与太阳和地球连线之间在黄道面内的夹角，不随地球绕太阳公转而改变，该轨道叫 BIL 格式： 逐行按波段次序排列的格式。 波谱分辨率： 指卫星传感器获取目标物的辐射波谱信号时，能分辨的最小波长间隔，间隔越小，分辨率越高。 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，这种散射主要由大气中的微粒引起，例如气溶胶、小水滴。散射强度与波长的二次方成反比，并且向前散射强度大于向后散射强度，具有明显的方向性。
3、合成孔径雷达： 指利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨力的雷达。 SAR 的方位分辨力与距离无关，只与天线的孔径有关。天线孔径愈小，方位分辨力愈高。 图像锐化： 又叫图像增强，是增强图像中的高频成分，突出图像的边缘信息，提高图像细节的反差，图像锐化处理有空间域与频率域处理两种。 1、 黑体辐射的特性。 （ 1） 与曲线下面积成正比的总 辐射出射度是随温度的增加而迅速增加，满足斯忒潘 -波尔兹曼定律，即黑体总的辐射出射度与温度四次方成正比 4TM , 作用： 对于一般物体来讲，传感器探测到的辐射能后就可以用此公式大致推算出物体的总辐射能量或
4、绝对温度。热红外遥感就是利用这一原理探测识别目标地物的； （ 2） 辐射峰波长 max 随温度的增加向波长短的方向移动，满足维恩位移定律，即是一个常数bbT ,m a x 。 作用： 如果知道了某物体温度，可以推算出它的辐射峰波长，在遥感技术上，常利用这种方法选择遥感器和确定目标物进行热红外遥感的最佳波段。 （ 3） 每根曲线不相交，故温度越高所有波长对应的辐射出射度越大。 作用： 在微波波段黑体的微波辐射亮度与温度的一次方成正比。 2、 根据散射原理，阐述晴朗的天空呈蓝色以及清晨天空呈红色的原因。 瑞利散射的条件是大气中的粒子的直径比辐射的波长小的多时发生的散射，主要是有大气分子或原子引起，
5、它对可见光波段影响非常明显，散射强度与波长的四次方成 反比，波长越短，散射越厉害。在晴朗的白天，蓝光波段比较短，散射最厉害，使其四面八方的散射，其他波段较长，散射相比较弱，所以天空为蓝色；在早晨，由于太阳高度角小，阳光经过的大气厚度大于垂直辐射，所以在漫长的散射过程中，蓝波段被散射殆尽，而绿波段波长叫长，把部分散射掉，只有波长最长的红光散射最弱，透过大气最多，所以天空为红色。 3、 简述物体对电磁波的反射的三种方法。 镜面反射：地物反射满足反射定律，入射波与反射波在同一平面，入射角等于反射角，反射分量相位相干，振幅变化小，有极化。当镜面反射时，如果入射光为平行光，只 能在反射波射出的方向上才能
6、探测到能量，其他方向没有，对于可见光而言，其他方向为黑色；自然界中的镜面很少。 漫反射：无论入射方向如何，其反射方向四面八方，各个方向的辐射亮度相同；反射分量相位即振幅变化没有规律，没有极化；自然界中漫反射面很少； 方向反射：该反射介于上述两个理想模型之间。当入射辐照度一样时，对于不同的入射方位角和天顶角与不同的反射观测角和方位角，反射辐射亮度不同。自然界大部分物体都符合方向反射。 4、 真实空间侧视雷达的分辨率包括哪两种？说出提高分辨率的方法。 距离分辨率：在垂直于航向上，能分辨两个物 体的最小单元。 sin2 cPg ，其中 gP 为距离分辨率， 为脉冲宽度， 为视角， c 为波速。 方位
7、分辨率：沿着航向上，能分辨两目标物的最小距离。 RDPr ,其中 rP 为方位分辨率， 为发射波长， D 为孔径长度， R 为雷达距地物距离。 从距离分辨率公式看，与距离无关，与脉冲宽度有关，可以采用脉冲压缩技术； 从方位分辨率公 式看，与波长、孔径尺度、距离有关，可以采用脉冲压缩技术和合成孔径雷达技术，提高方位分辨率 5、 导致遥感图像几何形变的因素 (1)遥感平台位置和运动形态的变化的影响 ,其中包括外部形态和内部形态两种 外部形态如航高 航速 翻转 俯仰 偏航 ,内部形态有传感器的影响 (2)大气层的折射 ,是辐射不是直线 ,而是曲线 ,导致像点位移 (3)地面高度 ,由于地面高度的影响
8、 ,是原来在地面上的像点被同一位置某高点代替 ,是像点发生位移 (4)地球曲率变化的影响 ,是像点位移和象元大小对应不同地面宽度大小 (5)地球自转的影响 ,是影像发 生形变 6、 监督分类的思想 首先根据已知的样本类别和类别的先验知识 ,确定判别函数和相应的判别准则 ,其中利用一定数量的已知类别的样本的观测值求解待定的参数 ,然后将位置类别的样本的观测值代入判别函数 ,再依据判别准则对该样本的类别属性做出相应的判别 7、 图像融合及举例说明意义 图像融合就是对多种遥感平台、多时相遥感数据以及遥感数据与非遥感数据之间的数据组合匹配技术，该方法发挥了各种遥感数据源的优势互补，弥补其中某一种遥感数
9、据的不足之处，提高了遥感数据的应用性，在仅用遥感数据难以解决问题的情况下，引入非遥感数据的辅 助，可进行更深入的分析，也为下一步地理信息系统打下基础。 以 spot 图像和 TM 图像为例， TM 图像有 7 个波段，波谱信息丰富，而 spot 图像没有，但spot 图像全色波段的空间分辨率比 TM 图像的全色和多光谱空间分辨率高，将这两种图像融合，不仅具有丰富的光谱信息，而且有很高的空间分辨率。 8、 最小值去除法的思想 直方图指以统计图的形式表示图像亮度值和象元数之间的关系，在二维坐标系中，横坐标表示象元的亮度值，纵坐标表示每一亮度值或亮度间隔的象元数占总象元数的百分之，从直方图中可以找到
10、一幅图像的最小亮度值。 在一幅遥感 图像中总可以找到某种或某几种地物，其辐射亮度或反射率为 0，例如地面起伏的山区的阴影面，反射率极低的深海水，在这些的象元值应该为 0，但实测表明，这些象元值不为 0，这个值就是大气散射引起的程辐射值，通过直方图，可以得到该程辐射值，将每个波段象元值减去该最小值，改善亮度值范围，提高对比度，提高图像质量 9、 植物波谱特性 植物反射波谱特性规律性明显而独特，可以分为三个波段，在可见光（ 0.4-0.76um）有一个小的反射峰，位于 0.55um 处，在其两侧有两个吸收谷，位于 0.45um 和 0.67um 处。主要是由于叶绿素的 影响，叶绿素对蓝光和红光的吸
11、收率较高，对绿光的反射率较低。在近红外波段 0.7-0.8um 处有一个反射陡坡，在 1.1um 处有一个峰值，这是植被特有的，主要是由于植被叶细胞对该波段具有较高的反射率；在中红外波段 1.3-2.5um 处，由于植被含水量的影响，对该波段具有较高的吸收率，大大减少反射率，在 1.45um、 1.95um、 2.7um 处有三个吸收带，形成波谷。 由于 TM4 波段是近红外波段，对植被具有较高的反射率，在赋予红色后，红色在该图像上的比例最大，图像呈现红色，其他两个波段反射率相对而言较低，赋予绿蓝后，比 例较少，不是很明显。 第二套真题答案 辐射亮度： 假设有一辐射源是面状的，向外辐射的强度随
12、辐射的方向不同而不同，则辐射亮度 L 定义为辐射源在某一方向上，单位投影表面，单位立体角的辐射通量。 激光雷达： 用 激光器 作为发射光源，采用光电探测技术手段的主动遥感设备 ,工作在红外和可见光波段。 太阳天顶角： 太阳入射光线与地面垂线方向构成的夹角，与太阳高度角之和为 90。 高光谱遥感： 是高光谱分辨率遥感的简称，它是在电 磁波普的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。其成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息。 主成分分析： 对某一多光谱图像 X，利用 K-L 变换矩阵 A 进行线性组合，产生了一组新的多光谱图像 Y。 Y=AX,从
13、几何意义上看，变换后的主分量空间坐标系与变化前的多光谱坐标系相比旋转了一个角度，而且新坐标系的坐标轴一定指向数据信息量大的方向。（一种除去波段之间的多余信息，将多波段的图像压缩到比原来波段更有效的少数几个转换波段的方法） 低通滤波： 用滤波方法将频率域中一定范围的 高频成分滤掉，而保留其低频成分已达到平滑图像的目的。 1、 雷达距离向分辨率和方位向分辨率的特点和影响两种分辨率的因素。 2、 在热红外遥感影像中，水体、草地、金属屋顶在白天和夜晚有何特点。 水体与道路： （白天）水体为暗色调，由于水体具有良好的传热性；道路呈现灰色或白色，由于构成道路的水泥、沥青等建筑材料在白天接收大量太阳能并迅速
14、转换为辐射能。 （午夜）水体为灰色或灰白色，这是由于水体热容量大、散热慢；道路由于散热快显为暗色调； 树林与草地： （白天）树林为灰色至黑色，主要由于树叶表面存在水汽蒸腾降 低树叶表面温度，使树叶温度比裸露地面温度低； （夜晚）树林由于覆盖下的地面辐射使树冠增温，呈灰色调或灰色；草地为黑色或暗灰色调，因为夜间草类很快散发热能而冷却； 土壤与岩石： （夜晚）岩石白天受太阳暴晒，在夜间的热红外像片上成为浅灰色；土壤由于含水量不同而不同，当含水量高时为灰色或灰白色，由于水体热容量大的缘故，含水量低时为暗灰色或深灰色。 金属： 由于发射率低其辐射能量低，所以先暗灰色。 3、 在不同季节运用 Lands
15、at TM 对同一目标（以戈壁滩为例）进行观测，在可见光近红外波段观测的反射率 会不会所变化？影响反射率的主要因素有哪些？ 实质让回答影响反射率的因素！ 4、 遥感影像几何精纠正的步骤和影响几何精纠正的因素。 （ 1） 准备工作。 包括影像数据、地图资料、大地测量成果、仪器参数的收集和分析，所需控制点的选择和量测等。如果影像为胶片影像，需要将其数字化。 （ 2） 原始数字影像输入 。按规定的格式将遥感数字影像用专门的程序读入计算机。 （ 3） 建立纠正变换函数 。纠正变换函数用来建立影像坐标与地图坐标间的数学关系，可以利用数学模型构成。 （ 4） 确定输出影像范围 。输出影像范围定义不恰当时，
16、会造成纠 正后的影像未被全部包括或输出影像空白过多，所以需要定义合适的范围。 （ 5） 像元几何位置变换 。利用纠正变换函数把原始的数字影像逐个像元地变换到输出影像相应的位置上，通常采用反解法进行纠正。 （ 6） 像元的灰度重采样 。可以采用最邻近像元法、双线性内插法和三次卷积法进行重采样。 （ 7） 输出纠正数字影像 。经过逐个像元的几何位置变换和灰度重采样得到的输出影像数据按需要的格式写入纠正后的输出影像文件。 影像几何纠正的因素： （ 1） 地面控制点的位置、数量和选择； （ 2） 5、 简述造成遥感数据辐射畸变的因素。 （ 1） 传感器本身的性能引起的辐射误差； 例如多个检测器之 间灵
17、敏度存在差异，以及仪器系统工作时产生的误差，导致接收的图像不均匀，产生条纹和“噪声”。 （ 2） 地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差； 由于太阳高度角的影响，在图像上会产生阴影，阴影会覆盖阴坡地物，对图像的定量分析和自动识别产生影响；地形坡度的地面，对进入传感器的太阳光线的辐射亮度有影响。 （ 3） 大气的散射和吸收引起的辐射误差； 主要是因为大气吸收和散射目标物和阳光的辐射。 6、 利用误差矩阵对遥感图像分类精度进行评价的步骤。 7、 以一种自然灾害为例，从数据的选择、获取、分析、信息提取、综合分析等方面论述灾害监测和损失评估的技术 工作流程和关键技术。 第三套真题答案 辐射分辨率： 距
18、离分辨率： 后向散射： 在两个均匀介质的分界面上，当电磁波从一个介质中入射时，会在分界面上产生准 备工作 输入原始 数字 图像 建立 纠正 变换 函数 确定 输出 影像 范围 像元 几何 位置 变换 像元 的灰 度重 采样 输出 纠正 数字 图像 散射，这种散射叫做表面散射。在表面散射中，散射面的粗糙度是非常重要的，所以在不是镜面的情况下必须使用能够计算的量来衡量。通常散射截面积是入射方向和散射方向的函数，而在合成孔径雷达及散射计等遥感器中，所观测的散射波的方向是入射方向，这个方向上的散射就称作后向散射。 推扫式扫描： 推扫式扫描，采用广角光学系统，在整个视场内成像。它把探测器按扫描方向（垂直
19、于飞行方向） 阵列式排列来感应地面响应，并借助于与飞行方向垂直的“扫描”线记录，构成二维图像。 植被指数： 缨帽变换： 根据 MSS 数据研究多光谱信息与自然景观要素特征间的关系而建立的一种特定变换，通过一个变换矩阵来实现的。 1、论述黑体辐射定律及其在遥感中的应用。 2、论述海洋遥感探测及其对地理学理论和研究方法的作用。 3、论述干旱遥感监测原理及主要方法。 第四套真题 均值平滑 :是将每个象元以其为中心的区域内取平均值来代替该像元值 ,以达到去掉尖锐 ”噪声 ”和平滑图像目的 .具体计算时常用 3*3 的模板作卷积运算 . 大气窗口 :指电磁波通过大气层时较少被反射、散射和吸收的，透过率较
20、高的波段。 像点位移： 航空像片是地面的中心投影，根据中心投影原理，无论是起伏状态的地形，还是高于地面的任何地物，反映在航空像片上的像点相对于其地面位置，一般都会产生位置的移动，这种像点位置的移动，叫做像点位移。 动态聚类法： 在初始状态下给出粗糙的分类，然后基于一定的原则进行类别间重新组合样本，直到分类比较合理位置，这种聚类法叫动态聚类法，具有代表性的是 ISODATA. 绝对黑体： 如果有一种物体对任何波长的辐射能量都全部吸收，这个物体叫绝对黑体。 波谱分 辨率： 指卫星传感器获取目标物的辐射波谱信号时，能分辨的最小波长间隔，间隔越小，分辨率越高。 1、 遥感影像地图 是一种以遥感影像和一
21、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。在遥感影像地图中，图面内容要素主要由影像构成，辅助以一定地图符号来表现或说明制图对象，与普通地图相比，影像地图具有丰富的地面信息，内容层次分明，图面清晰易读，充分表现出影像与地图的双重优势。 主要特征： (1)丰富的信息量：它与普通线划地图相比，没有信息空白区域，彩色影像地图的信息量远远超过线划地图。利用遥感影像地图可以解译出大量制 图对象的信息，因此，普通影像地图具有补充和替代地形图的作用。 (2)直观形象性：遥感影像是制图区域地理环境与制图对象进行“自然概括” 后的构像，通过正射投影纠正和几何纠正等处理后，它能够直观形象地反映地势的起
22、伏，河流曲折的形态，增加了影像地图的可读性。 (3)具有一定数学基础：经过投影纠正和几何纠正处理后的遥感影像，每个像素点都具有自己的坐标位置，根据地图比例尺与坐标网可以进行量测。 (4)现势性强：遥感影像获取地面信息快，成图周期短，能够反映制图区域当前的状况，具有很强的现势性，对于人迹罕至地区，如沼泽地、沙漠 、利用遥感影像制作遥感影像地图，更能显示出遥感影像地图的优越性。 2、 限制遥感影像分类的因素： 实践表明，单纯依靠某种单一分类方法很难达到实用精度，这主要是因为遥感数据本身特点和单一分类方法的限制 （ 1）遥感数据的制约： a、遥感信息反映的主要是地球表层系统的二维空间信息，高程变化对
23、地理环境的影响没有得到充分反映，地表以下深层构造相互作用机理也无法得到反应，导致分类信息不完整。 b、遥感信息传递过程的局限性以及遥感信息之间的复杂相关性，决定遥感信息的不确定性和多解性。 c、遥感数据空间分辨率也给分类造成一些麻烦，空间分 辨率低时，象元不一定是单一地物，往往是多种混合地物类型，分辨率高时，造成同类地物的差异被夸大，造成分类的复杂性（ 2）分类方法的制约， a、目前分类方法主要是单点分类。 B、分类主要依靠的是光谱信息，遥感图像的空间信息和结构信息没有充分利用。C、分类所依靠的光谱信息随环境和时间变化，而且有大量的同物异谱和同谱异物现象。 第五套真题 遥感 : 广义定义：遥远
24、的感知，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等 探测 . 狭义 定义：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 . 微波遥感 :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 . 时间分辨率 : 是指在同一区域进行的相邻两次遥感观测的最小时间间隔。时间间隔大，时间分辨率低，反之时间分辨率高。时间分辨率是评价遥感系统动态监测能力和 “多日摄影 ”系列遥感资料在多时相分析中应用能力的重要指标。根据地球资源与环 境动态信息变化的快慢 . 遥感影像地
25、图 : 遥感影像地图是一种以遥感影像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。在遥感影像地图中，图面内容要素主要由影像构成，辅助以一定地图符号来表现或说明制图对象，与普通地图相比，影像地图具有丰富的地面信息，内容层次分明，图面清晰易读，充分表现出影像与地图的双重优势。 多源信息复合 :多种遥感平台、多时相遥感数据以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配技术。可以发挥多种信息源的各自优势，弥补某一种信息源的不足之处，提高遥感信息的应用范围。 1、 陆地卫星（ Landsat）系列特点 卫星轨道特点 （ 1）近圆形轨道，主要目的是使在不同地区获取的图像比例尺一致，还可以使速度也
26、近于匀速，便于扫描仪用固定的扫描频率对地扫描成像，避免造成扫描行之间不衔接的现象（ 2）近极地轨道，有利于增大卫星对地面总的观测范围（ 3）与太阳同步轨道，有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测，有利于卫星在固定的时间飞临地面站上空，并使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度（ 4）可重复轨道，有利于对地面地物和自然现象的变化作动态监测。 Landsat1-3 的卫星轨道高度在 915km 上，运行周期为 103.3min，倾角为 99.1，重复周期18天，上面有传感器 RBV和 MSS。 Landsat4-5轨道高度 705km，运行周期 98.9min，倾角 98.2，重复周期 16 天，
27、上面有传感器 TM 和 MSS。 Landsat7 与 landsat4/5 在轨道参数上相同，特点是传感器改型为 ETM。 2、 遥感植被解译的应用 遥感植被解译有极为广泛的用途，卫星资源都把植被的探测作为重要的目标 （ 1） 植被制图，应用遥感影像进行植被的分类制图，尤其是大范围的植被制图，是一种非常有效而且节约大量人力物力的工作，已被广泛的采用。如我国内蒙古草场资源遥感 调查，“三北”防护林遥感调查 （ 2） 城市绿化调查和生态环境评价 （ 3） 草场资源调查 （ 4） 林业资源调查 （ 5） 遥感大面积作物估产研究 3、 遥感系统的组成部分 （ 1） 目标物的电磁波普特性，任何目标物都
28、具有发射、反射和吸收电磁波的性质，这是遥感的信息源，目标物与电磁波相互作用，构成了目标物的电磁波特性，它是遥感探测的依据 （ 2） 信息的获取，传感器接收记录目标物的电磁波信号 （ 3） 信息的接收，传感器接收到目标物的电磁波信息，记录在数字磁介质或胶片上，胶片是由人或回收舱送至地面回收，而数字磁介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线传输给地面站 （ 4） 信息的处理， 地面站收到遥感卫星发送来的数字信息，记录在高密度的磁介质上，并进行一系列的处理，如信息恢复，辐射校正等，再转化为用户可以使用的通用数据格式或转换成模拟信号，才能被用户使用 （ 5） 信息的应用，遥感获取信息的目的是应用，这项
29、工作是由专业人员根据不同的目的进行，在应用过程中，也需要大量的信息的处理和分析 4、 海洋遥感的特点 （ 1） 大尺度、同步覆盖，由于海洋现象范围大、幅度大、变化快，因而需要航空航天平台的宏观、同步观测。 （ 2） 光学传感器必须具有较窄的光谱波段，因为海洋的光谱特征差异小，干扰因素大，只有较窄的光谱波段才能捕捉具有指示意 义特征谱段。 （ 3） 空间分辨率低，只有较大的瞬时视场角，才能保证足够多的接收能量。 （ 4） 由于水体向上的反射辐射能太低，卫星接收的能量大多来至于大气的干扰，因此对于水体（海洋）遥感而言，排除大气的干扰尤为重要。 （ 5） 以微波为主，微波可以在各种天气条件下，透过云
30、层获取全天时、全天候的海洋信息，并且微波还可以较好的获取海水温度、盐度和海面粗糙度等信息。 （ 6） 电磁波与激光、声波相结合是扩大海洋遥感探测手段的一天新方法，海洋遥感从可见光到红外到微波，但只能局限于水面表层深度的薄层，而利用声波可以突破深度的局限性，将遥感技术的应用范围延 伸到深海甚至海底。 （ 7） 需要海面实测资料的校正，海洋遥感要与其他海洋手段和海面实测资料相结合方能有效发挥作用。 5、 遥感解译中的对比分析法 此方法包括同类地物对比分析法、空间对比分析法和时相对比分析法 同类地物对比分析法 是在同一遥感影像上，由已知地物推出未知目标地物的方法。例如，在大、中比例尺航空摄影像片上识
31、别居民点，读者一般都比较熟悉城市的特点，我们可以根据城市具有街道纵横交错、大面积浅色调的特点和其他居民点进行对比分析，从众多的居民点中将城市从背景中识别出来，也可以通过比较浅色调居民点的大小，将城镇与村庄区别开 来。 空间对比分析法 是根据待判读区域的特点，判读者选择另一个熟悉的与遥感影像区域特征类似的影像，将两个影像相互对比分析，由已知影像为依据判读未知影像的一种方法。例如，两张地域相邻的彩色外航空像片，其中一张经过解译，并通过实地验证，解译者对它很熟悉，因此就可以利用这张彩色外航空像片与另一张彩色外航空像片比较，从已知到未知，加快对地物的解译速度。使用该方法应注意对比的区域应该是自然地理特
32、征基本相似。 时相动态对比法 是利用同一地区不同时间成像的遥感影像加以对比分析，了解同一目标地物动态变化的一种解译方法。例如，遥 感影像中河流在洪水季节与枯水季节的变化。利用时相对台对比法可以进行洪水淹没损失评估，或其他一些自然灾害损失评估。 6、 制约计算机分类精度的主要因素 限制遥感影像分类的因素： 实践表明，单纯依靠某种单一分类方法很难达到实用精度，这主要是因为遥感数据本身特点和单一分类方法的限制 （ 1） 遥感数据的制约： a、遥感信息反映的主要是地球表层系统的二维空间信息，高程变化对地理环境的影响没有得到充分反映，地表以下深层构造相互作用机理也无法得到反应，导致分类信息不完整。 b、
33、遥感信息传递过程的局限性以及遥感信息之间的复杂相关性，决定遥感 信息的不确定性和多解性。 c、遥感数据空间分辨率也给分类造成一些麻烦，空间分辨率低时，象元不一定是单一地物，往往是多种混合地物类型，分辨率高时，造成同类地物的差异被夸大，造成分类的复杂。 （ 2） 分类方法的制约， a、目前分类方法主要是单点分类。 B、分类主要依靠的是光谱信息，遥感图像的空间信息和结构信息没有充分利用。 C、分类所依靠的光谱信息随环境和时间变化，而且有大量的同物异谱和同谱异物现象。 第六套真题答案 地物反射波谱： 指地物反射率随波长的变化规律，通常用平面坐标曲线表示，横坐标表示波长，纵坐标表示反射率，同一物 体的
34、波谱曲线反映出不同波段的不同反射率，将此与遥感传感器的对应波段接收的辐射数据相对照，可以得到遥感数据与对应地物的识别规律。 双向反射率分布函数： 对于地物表面 dA，入射时辐照度 iiidI , ,在 r 和 r 方向上，由 idI产生的反射亮度为 rdL ，随着入射方向和反射方向的不同，产生一个函数 rf ，称为双向反射分布函数，简称 BRDF，即 iiirriirr dIdLf , 基尔霍夫定律： 在一定温度下，地物单位面积上的辐射出射度与吸收率之比，对于任何物体都是一个常数，并等于该温度下同面积的黑体辐射出射度 瑞利散射 ： 大气粒子的直径比辐射的波长小得多时发生的散射，通常是由大气分子
35、和原子引起的，对可见光波段影响非常明显。 大气窗口： 指电磁波通过大气层时较少被反射、散射和吸收的，通过率高的波段 分辨率： 是遥感技术及其应用中的一个重要概念，也是衡量遥感数据质量特征的一个重要指标，包括空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率、温度分辨率、辐射分辨率。 辐射亮度： 假设有一辐射源是面状的，向外辐射的强度随辐射的方向不同而不同，则辐射亮度 L 定义为辐射源在某一方向上，单位投影表面，单位立体角的辐射通量。 维恩位移定律： 在一定温度下，绝对黑体 的与辐射本领最大值相对应的波长和绝对温度 T的乘积为一常数，即 T=b。上述结论称为维恩位移定律，式中， b=0.002897m K，称为
36、维恩常量。它表明，当绝对黑体的温度升高时，辐射本领的最大值向短波方向移动。 高光谱： 在 电磁波 谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。其成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息。 小波分析： 时间（空间）频率的局部化分析，它 通过伸缩平移运算对信号 (函数 )逐步进行多尺度细化，最终达到高频处时间细分，低频处频率细分，能自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节，解决了 Fourier 变换的困难问题。 植被指数： 选用多光谱遥感数据经分析运算（加、减、乘、除等线性或非线性组合方式），产生某些对植被长势、生物量等有一定指示意
37、义的数值。 1、 简述遥感数字图像增强处理的目的，举例一个增强方法，说明原理和步骤 目的： 改变图像的灰度等级 ，提高图像对比度；消除边缘和噪声，平滑图像；突出边缘或线状地物，锐化图像；合成彩色图像；压缩图像数据量，突出主要信息。 直方图均衡化 (Histogram Equalization)：直方图均衡化实质上是对图像进行非线性拉伸，重新 分配图像像元值，使一定灰度范围内像元的数量大致相等；这样，原来直方图中间的峰顶部分对比度得到增强，而两侧的谷底部分对比度降低，输出图像的直方图是一较平的分段直方图，如果输出数据分段值较小的话，会产生粗略分类的视觉效果。 步骤： （ 1）统计原图像每一灰度级
38、的像元个数和累积像元个数。 （ 2）根据变换函数计算每一灰度级均衡化后对应的新值，并对其四舍五入取整，得到新灰度级。 （ 3）以新值替代原灰度值，形成均衡化后的新图像。 （ 4）根据源图像像元统计值对应找到新图像像元统计值，作出新直方图。 2、 比较监督分类和非监督分类方法 监督分类： 依据已知样本类别的特征来识别未知样本象元的归属类别。 非监督分类： 在没有先验知识作为样本的条件下，根据象元间的相似度大小进行归类合并的方法。 监督分类的优点： （ 1） 可根据应用目的和区域，有选择地决定分类类别，避免出现一些不必要的类别 （ 2）可控制训练样本的 选择。 （ 3） 可通过检查训练样本来决定训
39、练样本是否被精确分类，从而避免分类中的严重错误。 （ 4） 避免了非监督分类中对光谱集群组的重新分类。 监督分类的缺点： （ 1） 其分类系统的确定、训练样本的选择，均人为主观因素较强，分类者定义的类别也许并不是图像中存在的自然类别，导致多维数据空间中各类别之间并非独一无二，而是有重叠的；分类者选择的训练样本也可能不代表图像中的真实情形。 （ 2） 由于图像中同一类别的光谱差异，造成训练样本并没有很好的代表性。 （ 3） 训练样本的选择和评估需要花费较多的人力和时间。 （ 4） 只能识别训练样本中所定义的类别，如果某类别由 于分类者不知道或者数量太少未被定义，则监督分类不能识别。 非监督分类的
40、优点： (1)非监督分类不需要事先对所要分类的地区有广泛的了解和熟悉，而监督分类需要分类者对研究区域有很好的了解才能选择训练样本。但是在分监督分类中分类者仍需要一定的知识来解释非监督得到的集群组。 (2)人为误差的机会减少。 (3)独特的，覆盖量小的类别均能够被识别。 非监督分类的缺点： （ 1） 非监督分类产生的光谱集群组并不一定是分类者想要的类别，分类者面临如何将它们与想要的类别相匹配的问题，实际上很少有一对一的对应关系。 （ 2） 分类者很难对产生的类别进行控制。 （ 3） 图像 中各类别的光谱特征会随时间、地形等变化，不同图像以及不用时间段的图像之间的光谱集群组无法保持其连续性，从而使
41、其不同图像之间的对比变得困难。 3、 利用雷达探测地物的原理和优势 原理： 其原理是雷达设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向，处在此方向上的物体反射碰到的电磁波；雷达天线接收此反射波，送至接收设备进行处理，提取有关该物体的某些信息 (目标物体至雷达的距离，距离变化率或径向速度、方位、高度等 )。 优势： （ 1）微波具有穿云透雾能力，可以不受天气条件影响，可全天时全天候工作。 （ 2） 对某些地物具有特殊的波谱特征 （ 3） 对冰、雪、森林、土壤等具有一定传统能力 （ 4） 对海洋遥感具有特殊的意义 （ 5） 分辨率较低，但特性明显 4、 光机扫描成像、 CCD 成像、高光谱扫描的
42、比较 光机扫描成像 定义： 依靠机械传动装置使光学镜头摆动，形成对目标地物逐点逐行扫描，探测元件把接收到得电磁波能量转化成电信号，在磁介质上记录或再经电 /光转换成光能量，在设置于焦平面的胶片上形成影像。 工作原理： 扫描镜在机械驱动下，随遥感平台的前进运动而摆动，依次对地面进行扫描，地面物体的辐射波束经扫描镜反射，并经透镜聚焦和分光分别将不同波长的波段分开，再聚焦到感受不同波长的探测 元件上。 常见的几种光机扫描仪 有红外扫描仪、 MSS、 TM。 特点： （ 1）利用光电探测器解决了各种波长辐射的成像方法 （ 2） 输出的电学图像数据，存储、传输和处理十分方便 （ 3） 但装置庞大，高速运
43、动使其可靠性差 （ 4） 在成像机理上，存在着目标辐射能量利用率低的致命弱地 固体自扫描 定义： 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成像的一种成像方式。 电荷耦合器件 CCD： 是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件。具有感受波谱范围宽、畸变小、体积小、系统噪声低、灵敏度高等一系列优点。 扫描方式具有推掃式扫 描 成像特点 。探测元件数目越多，体积越小，分辨率越高。 高光谱扫描 成像光谱仪： 即能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”技术，按该原理制成的扫描仪叫成像光谱仪。 特点： 其图像是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成，光谱波段覆盖了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带。光谱仪成像多采用扫描式和推掃式，可以收集上百个波段，使图像中的每一个象元得到连续的反射率波谱，在波段之间不存在间隔。 补充：推扫式扫描系统比光机扫描系统有许多优势 （ 1） 线性阵列系统可以为每个探测器提供较长的停留时间，以便更充分地测量每个 地面分辨单元的能量，因此，它能够有更强的记录信号和更大的感应范围，增加了相对信噪比，得到更高的空间和辐射分辨率。 （ 2） 由于记录每行数据的探测器元件之间有固定的关系，而且它消除了因扫描过程中扫描镜速度变化所引起的几何误差，具有更大的稳定性。所以线性阵列系统地几何完整性更好，
