1、遥感导论 期末考核题 一、解释下列名词 1 遥感 广义：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）等的探测。 遥感定义：遥感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来自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的综合性技术。 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。 2 数字图像 用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散数 学表示的图像。 3 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
2、。 4 均值平滑 将每个像元在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”和平滑图像的目的。 5 植被指数 比值运算常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类别或估算植被生物量。这样算法的结果称为植被指数。 6 NDVI 即归一化差值植被指数 ,是近红外和红波段反射率的差与和的比值 ,该指数部分消除了大气程辐射和太阳 -地物 -卫星社会主义国家相对应的影响 ,增强了对植被的响应能力 ,具有简单易操作的特点 ,是目前应用最广的植被指数。 7 空间分辨率 指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场或者地面物体能分辨的最小单元。常见的 TM5 波段的空间分辨率为 28.5
3、m*28.5m。 8 间接判读标志 指能够间接反映和表现目标物信息的遥感图像的各种特征 ,借助它可以推断与某地物属性相关的其它现象。 9 图像重采样 通过改变像元大小 ,进而改变图像特征的数字图像处理技术。 10 波谱分辨率 传感器能分辩的最小波长间隔。 11 监督分类 从研究区域选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（如像素 亮度均值、方差等），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的方法。 12 中值虑波 是一种非线性平滑技术 ,它将每一像素点的灰度值设置为该点某邻域窗口内的所有像素点灰度值的中值 。 13 发射
4、光谱曲线 系指地物自身发 (辐 )射电磁波的能力 ,随其波长变化的特性。如以横坐标表示波长的变化 ,纵坐标表示发射率 (比辐射率 ),即构成反映发射光谱特性的曲线 ,称为发射光谱曲线。不同地物由于所处温度环境不同 ,热容量不同 ,其发射光谱特性曲线也不同。 14 辐射畸变 由于大气、仪器等引起的辐射 误差及由此引起的图像灰度值失真。辐射分辨率 :传感器能分辩的最小辐射度差。 15 光谱吸收系数 物体在一定温度下一定波长范围内吸收能量与入射能量之比。 16 程辐射 太阳辐射经大气散射直接达到传感器的部分。 17 辐射增强 通过对数字图像单个像元灰度值进行变换 ,改进图像的亮度、对比度等从而改善图
5、像质量的处理方法。 18 图像卷积运算 用一卷积函数 (模板 )对图像作局部检测 ,以实现平滑和锐化。颜色对比 : 是指被看成的颜色包括灰色向着它周围颜色的对立方向变化的现象。 19 加色法 是以红、绿、蓝三原色的两种以上色光按一 定比例混合 ,产生其他色彩的方法。20 减色法 是指按黄、品红、青三原色料 (如颜料、油墨 )减色混合原理成色的方法。 21 大气窗口 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。 22 假彩色合成 用多波段遥感图像进行彩色合成时 ,其光谱响应区间与彩色合成时所赋予的颜色不相对应 ,则地物在合成图像上的颜色与真实颜色不相对应 ,这种彩色合成方法为
6、假彩色合成。 23 模拟图像 用光学方法处理形成的图像是模拟图像 ,也叫模拟量。 24 辐射分辨率 传感器接收波普信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现 为每 一像元的辐射量化级。 25 辐射通量 单位时间通过某一面积的辐射能量。 26 传感器 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置 ,通常由敏感元件和转换元件组成。遥感传感器是测量和记录被探测物体的电磁波特性的工具 ,是遥感技术系统的重要组成部分。通常由收集器、探测器、信号处理和输出设备四部分组成。 27 倾斜像片 摄影机主光轴偏离垂线大于 3 ，取得的像片称倾斜像片。 28 纹理 指遥感图像中目标地物内部色调有
7、规律变化造成的影像结构 ,即图像上目标物表面的质感。 29 维恩位移定律 黑体的光谱 辐射出射度极值对应的波长 max 与温度 T 成反比 ,定律反映出 ,随着黑体温度的升高 (或降低 ), max 向短波 (或长波 )方向变化。 30 颜色对比 在视场中，相邻区域的不同颜色的相互影响。 补色 二、回答如下问题 1请分别按遥感平台、探测波段、传感器工作方式等对遥感进行分类。 答 :按遥感平台分 :地面 (近地面 )、航空、航天遥感 ; 按探测波段分 :紫外、可见光、红外、微波遥感 ; 按传感器工作方式分 :主动和被动、成像和非成像遥感 ; 按应用领域分 :农业、林业、海洋、军事、地质、地貌等
8、(也可以是其它方面应用类型 )。 2 简述遥感系统的组成。 答 :(1)目标物电磁波特性 :不同地物具有不同的发射和反射电磁波的能力 ,表现为各种地物具有不同的发射和反射波谱曲线 ;由于大气的存在 ,使得地物波谱 特征受到不同程度的干扰 ; (2)信息的获取 :通过安装在一定平台上的传感器获取来自地物目标的电磁波信息 ; (3)信息的记录和传输 :获取的电磁波信息记录在磁介质或胶片上 ,并通过一定方式传输到地面处理中心 ; (4)信息的处理 :对信息进行还原、校正、增强、分类或解译等处理 ; (5)信息的应用 :获取的目标物信息在各行业进行应用。 3遥感影像目视判读的直接 判读标志有哪些？ 答
9、 :直接判读标志：能够直接反映和表现目标地物信息的遥感图像和各种特征 色（色调、颜色和阴影）、形（形状、纹理、大小、图型）、位（位置和相关布局）。 按照表现形式不同在遥感图像中目标地物特征可以概括成色、形、位三大类： 色：指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调，颜色和阴影。 形：指目标地物在遥感影像上的形状，包括地形、纹理、大小、图形等。 位：指目标地物在遥感影像上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置、相关布局。 色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调（也成灰度），是识别目标地物的 基本依据。 颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标志。根据图像与地物真实颜色的吻合程度，可以分假彩色和真
10、彩色图像。 阴影：是图像上光束背地物遮挡而产生的地物的影子，据此可以判读物体性质后高度。 形状：目标地物在遥感影像上呈现的外部轮廓。如飞机场、港湾设施在图像中均具有特殊形状。 纹理：也成内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构， 如航空像片上农田呈现的条带纹理。 大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。是遥感图像上测量目标地物最重要的数量特征之一。根据物体大小可以推断物体的 属性，如湖泊和池塘。 图型：目标地物有规律的排列而成的图形结构，住宅区结构群，农田与周边防护林。 位置：指目标地物分布的地点与周围地理环境总是存在着一定的空间联系并受到周围环境的一定制约。如
11、水田临近沟渠。 相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系，如学校教室与运动操场，货运码头与货物存储堆放区区都是地物相关布局的实例 4什么叫地物波谱特征和地物反射波谱特征，为什么能利用地物反射波谱特征判定地物？ 答 :一种物质所产生的自身辐射 (发射 ),或对外来辐射所产生的反射和透射 ,形成了该物质的一种特别标识 ,即地物的波谱特征 ;在可见光与近红外波段(0.38-2.5m),地表物体的自身热辐射几乎为零 ;而且在这些物体中 ,对外来辐射能产生透射作用的只有清澈水体等少数几种。所以 ,从遥感应用的角度 ,对 遥感波谱特征的研究主要集中在对地物反射波谱特征的研究 ;同一物体对不同波长的电磁波有
12、不同的反射系数 ,这种反射系数随波长的变化特征称为该物体的反射波谱特征 ;这种特征的图示表达称为反射波谱曲线 ,根据不同地物反射波谱曲线的差异可以区分 这些地物 ;对于确定的遥感图像 ,对比光谱上不同地物相应波段处光谱曲线的差异 ,有助于选择合适方法进行图像处理与分类。 5什么是线性变换，举例说明线性变换的过程和作用。 答 :为了改善图像的对比度 ,必须改变图像像元的亮度值 ,并且这种改变需符合一定的数学规律 ,即在运算过程中有一个变换函数。如果变换函数是线性的或分段线性的 ,这种变换就是线性变换。 例如某图像亮度值范围在 0-15,采用 y=2x这一变换函数逐像元对图像进行计算 ,获得新的图
13、像亮度值拉伸为 0-30。使得新图像视觉效果更好 ,像元间的差异也能更好地体现。 6什 么是对比度变换？什么是线性变换及非线性变换？各举一例说明。 答 :对比度变换是通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元的对比度 ,从而改善图像质量的图像处理方法。这种改变是通过一个变换函数进行的 ,如果该变换函数是线性的或分段线性的 ,则为线性变换 ,其它为非线性变换。线性变换例子=2x+1,非线性变换例子 ,指数变换、对数变换等。 7遥感影像的几何畸变是怎样产生的，怎样进行纠正？ 答 :几何畸变 5 种成因 :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
14、响 ,每种成因要展开说明。几何纠正首先要找到一种数学关系 ,建立变换前图像坐标与变换后图像坐标的关系 ,然后按照一定的方法计算每一新坐标点的亮度值。 8做图像几何纠正时，控制点的选取原则是什么？ 答 :位置准确 :控制点的位置一定要准确 ,并能获取准确的坐标 ; 容易分辨 :控制点要选择容易分辨的地物 ; 变形较大 :在变形较大的地方要有控制点 ; 分布均匀 :控制点要要均匀地分布在整个图像范围内 ,不能集中在某些区域而另一些区域没有控制点。 9什么是差值运算和比值运算，差值运算和比值运算的实用价值是什么？ 答 :差值运算 :两幅同样行列数的图像完 成空间配准后 ,对应像元的亮度值相减就是差值
15、运算。其作用是 :有利于目标与背景反差较小的信息提取、有利于同一研究区的时相变化、行列各移一位后与原图像相减突出边缘。 比值运算 :两幅同样行列数的图像完成空间配准后 ,对应像元的亮度值相除 (被除数不能为 0)就是比值运算。其作用是 :检测波段的斜率信息 ,提高对比度 (具体包括计算植被指数、去除地形影响、土壤含水量差异、微地貌变化等 )。 10什么是 K-T 变换， K-T 变换的实用价值是什么？ 答 :K-T 变换 Kauth-Thomas 变换 缨帽变换 Y=BX,实质是标轴旋转 ,旋转后坐 标轴指向地物 ,即 Y1 指向亮度、 Y2 指向绿度、 Y3 指向湿度 ;Y1- Y2 构成植
16、被视面、 Y3 - Y1 构成土壤视面、 Y3 - Y2 构成过渡区视面 ,从植被视面可看出植物生长变化引起的地表亮度和绿度相应变化情况 ;从土壤视面可看出植物生长变化引起的地表亮度和湿度相应变化情况 ;从过渡区视面可看出植物生长变化引起的地表绿度和湿度相应变化情况。 11什么是空间增强，空间增强包含哪些内容？ 答 :空间增强也叫空间滤波 ,是通过局部的卷积运算来实现的 ,通常采用 N 行 N 列矩阵算子作为卷积函数对原图像进行逐行逐列扫描计算完成 ,主要包 括平滑和锐化。平滑是用来去除各种原因造成的干扰和噪声 ,主要有均值平滑和中值滤波。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
17、分采用的处理方法 ,结果形成边缘图像 ,不再保留原图像的特征。 12什么是像点位移，像点位移主要由哪些因素引起的 ? 答 :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上的移动 ,这种现象称为像点位移。像点位移量与高差成正比 ,与像主点距离成正比 ,与摄影高度 (航高 )成反比 ,位移量还与像片倾斜程度成正相关。 13简述大气对被动遥感的作用？ 答 :辐射作用 :叠加在地物辐射能量中 ,对地球辐射起干扰作用 ; 吸收作用 :对于强吸收的谱段起障碍作用 ,对通透的谱段起削弱作用 ; 散射作用 :不同的散射类型 ,使得辐射传播方向和强度发生改变 ,尤其程辐射干
18、扰了地物辐射亮度 ; 反射作用 :使得 gg336_280();(adsbygoogle = window.adsbygoogle | ).push(); 地物变得不清晰甚至不可见 ; 反射作用 :使得地物变得不清晰甚至不可见 ; 折射作用 :改变电磁波传播方向 ,使遥感影像发生几何畸变 ; 透射作用 :使得一定量的电磁波能够成为地物信 息的载体在地物和传感器间传播。 14为什么有必要进行遥感与非遥感信息复合，怎样进行遥感与非遥感信息复合？ 答 :必要性 :遥感信息来源于地球表面物体对太阳辐射的反射 (被动遥感 ),某些波段还具有一定的穿透能力 ,由此可得到具有一定地表深度的信息。通过不同地物
19、的相关性 ,还可间接地获得信息 ,例如植被和土壤相关 ,通过覆盖在土壤上的植被信息 ,可间接地分析出土壤的情况。还可通过不同遥感信息源的优势互补 ,进行复合增加信息量。尽管如此 ,仅通过遥感手段获取信息仍感到不够 ,不能解决遇到的全部问题 ,因此将地形、气象、水文等专题信息 ,行政区划、人口、经济收入等人文与经济信息作为遥感数据的补充 ,可有助于综合分析问题 ,发现客观规律 ,提高解译的效果 ,因此遥感数据与地理数据的复合也是遥感分析过程中不可缺少的手段。 怎样进行 :遥感数据是以栅格格式记录的 ,而地面采集的地理数据常呈现出多等级 ,多量纲的特点 ,数据格式也多样化。因此 ,为了使各种地理数
20、据能与遥感数据兼容 ,首先需要将获取的非遥感数据按照一定的地理网格系统重新量化和编码 ,以完成各种地理数据的定量和定位 ,产生的新的数据格式。甚至可以将其制作成与遥感数据类似的若干独立的波段 ,以便和遥感数据复合。这 样 ,遥感数据与非遥感数据可在空间上对应一致 ,又可在成因上互相说明 ,以达到深入分析的目的。 15什么是植被指数？举例说明植被指数及其应用。 答 :根据地物光谱反射率的差异作比值、差值等运算以突出图像中植被的特征的算法称为植被指数 ,是图像代数运算增强的典型应用 ,在增强植被信息、提取植被类别或估算绿色生物量等方面具有广泛应用 ,例如差值植被指数、比值植被指数、归一化植被指数等。
