1、 WORD 完美格式 专业知识编辑整理 遥感数字图像处理习题与答案第一部分1.什么是图像？并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。答：图像（image）是对客观对象的一种相似性的描述或写真。图像包含了这个客观对象的信息。是人们最主要的信息源。按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分，图像可分为模拟图像和数字图像。模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，它属于可见图像。数字图像是指被计算机储存，处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、用离散数字表示的图像，它属于不可见图像。2.怎样获取遥感图像？答：遥感图像的获取是通过遥感平台搭载的传感器成像来获
2、取的。根据传感器基本构造和成像原理不同。大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。3.说明遥感模拟图像数字化的过程。灰度等级一般都取 （ 是正整数） ，说明 时的灰度情况。2m 8m答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。WORD 完美格式 专业知识编辑整理 采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。空间采样可以将模拟图像具有的连续灰度（或色彩）信息转换成为每行有 N 个像元、每列有 M 个像元的数字图像。量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到有 MN个像元点组合表示的图像，但其灰度（或色彩）仍是连续的，不能用计算机处理。应进一步离散、归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，
3、称为量化。当 时，则得 256 个灰度级。若一幅遥感数字图像的8m量化灰度级数 g=256 级，则灰度级别有 256 个。用 0255的整数表示。这里 0 表示黑，255 表示白，其他值居中渐变。由于 8bit 就能表示灰度图像像元的灰度值，因此称 8bit量化。彩色图像可采用 24bit 量化，分别给红，绿，蓝三原色 8bit，每个颜色层面数据为 0255 级。4.什么是遥感数字图像处理？它包括那些内容？答：利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作，以求达到预期结果的技术，称作遥感数字图像处理。其内容有： 图像转换。包括模数（A/D）转换和数模（D/A）转换。图像转换的另一种含义是为使图像处
4、理问题简化或有利于图像特征提取等目的而实施的图像变换工作，如二维WORD 完美格式 专业知识编辑整理 傅里叶变换、沃尔什-哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换和小波变换等。 数字图像校正。主要包括辐射校正和几何校正两种。 数字图像增强。采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，突出所需信息的工作称为图像增强。图像增强处理不是以图像保真度为原则，而是设法有选择地突出便于人或机器分析某些感兴趣的信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价值。多源信息复合（融合） 。遥感数字图像计算机解译处理。5.说明遥感数字图像处理与其它学科之间的关系。答：应具备的基础理论知识有：数学、地学、信息
5、论、计算机、GIS、现代物理学。6.说明全数字摄影测量系统的任务和主要功能。目前，比较著名的全数字摄影测量系统有哪些？答：全数字摄影测量系统的任务是利用数字影像完成摄影测量作业。主要功能有：数字影像处理、单像量测、多像量测、摄影测量解算、等值线自动绘制、生成数字高程模型（DEM）与正射影像图、机助量测与解译、交互编辑WORD 完美格式 专业知识编辑整理 等。目前，比较著名的全数字摄影测量系统有四维公司的JX-4、适普公司的 VirtuoZo、 莱卡公司经销的 Helava 全数字摄影测量系统等。第二部分1.说明遥感图像几何变形误差的主要类型。答：遥感图像的几何变形误差可分为静态误差和动态误差两
6、大类。静态误差是指在成像过程中，传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差；动态误差主要是由于在成像过程中地球的旋转所造成的图像变形误差。2.简述遥感数字图像几何纠正的一般过程。答：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。像元的等灰度重采样。输出纠正图像。WORD 完美格式 专业知识编辑整理 3.试述中心投影的航空像片、多光谱扫描仪图像、推扫式成像仪图像和真实孔径侧视雷达图像各自的几何特征。答：航空像片几何特征：a.地物点通过摄影中心与其成像点共一条直线。b.投影中心到像平面的距离为物镜主距 f。c.地面起伏使得各处影像比例尺不同。d.地物由
7、于成像平面倾斜其成像会发生变形。e.具有高差的物体成像在像片上有投影差。多光谱扫描仪图像几何特征：多光谱扫描仪使用点扫描方式，对地面景物靠扫描镜与卫星轨道相垂直方向的摆动或旋转依次向下扫描，航向扫描则以飞行器的运行实现。几何特征有：a.点中心投影，瞬间成像一个点。垂直于飞行方向的扫描影像为圆弧，圆弧扫描线沿飞行方向累加形成的圆柱面，构像方程在几何上等效于全景投影。b.在每个瞬间获得的不是一条缝隙影像，而是相应于地面方形地区（如 79m79m）的一个像元。c.在形成构像方程式时，应取每个像元的瞬间位置为该片坐标原点，因此像点坐标 x=0，y=0。d.对于每条圆弧扫描线，其几何关系等真实孔径侧视雷
8、达图像的几何特征WORD 完美格式 专业知识编辑整理 效于框幅摄影机以中心线（y=0）为基准沿旁向倾斜一个扫描角 后的情况，此时 。0,xyftg真实孔径侧视雷达是斜距投影，其图像的几何特征有：a.当波束照射到传感器一侧的物方斜面时，其波束到达斜面顶部的斜距之差R 比地距之差（即水平距离之差）X 要小，即R 小于X 时，在图像上斜面应有的投影长度被缩短了，这种现象称为透视收缩。b.透视收缩进一步发展，使得波束到达顶部的斜距比到达底部的斜距更短时，其顶部和底部是颠倒显示的，这种现象称为顶底位移。c.雷达阴影是由波束照射到有起伏的地形时，在斜面的背后往往存在微波不能到达的部分，称雷达阴影（注意雷达
9、阴影不是太阳光阴影，二者概念截然不同） 。雷达阴影的斜距长度可以由地形斜面的高度 h 求出，它等于 。cosh4.为什么说中心投影构像是遥感影像构像的基础。答：遥感影像中，框幅式影像属于纯中心投影构像，全景影像属于多中心等焦距圆柱投影，多光谱影像属于多中心扫描投影，HRV 影像属于多中心推扫扫描投影，合成孔径侧视雷达属于多中心斜距投影。由此可见，中心投影构像是遥感影像构像的基础。WORD 完美格式 专业知识编辑整理 5.什么是内、外方位元素？答：内方位元素：确定投影中心 S 与像片坐标系之间关系的数据 f，x 0，y 0称内方位元素。外方位元素：确定投影中心 S 与像片在地面坐标系中的位置的数
10、据 XS，Y S，Z S， ，称为外方位元素。,6.什么是像空间辅助坐标系？答：像空间辅助坐标系是一种过渡坐标系，它以摄站点（也就是投影中心）S 为坐标原点。在航空摄影测量中，其一，通常以铅垂方向（或设定的某一竖直方向）为 Z 轴，并取航线方向为 X 轴，这样有利于改正沿航线方向积累的系统误差。其二，以每条航线内第一张像片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系。其三，以每个立体像对的左片摄影中心 S 为坐标原点，摄影基线方向为 X 轴，以摄影基线及左片主光轴构成的面（左主核面）作为 XZ 平面，构成右手坐标系。7.试述 转角系统的转角关系。,答：以摄影中心 S 为原点，建立像空间辅助坐标系 S-X
11、YZ，与地面摄影测量坐标系 D-XYZ 轴相互平行，其中 表示航向倾角，它是指主光轴 So 在 XZ 平面的投影与 Z 轴的WORD 完美格式 专业知识编辑整理 夹角； 表示旁向倾角，它是指主光轴与其在 XZ 平面上的投影之间的夹角； 表示像片旋角，它是指 YSo 平面在像片上的交线与像平面坐标系的 y 轴之间的夹角。8.遥感图像几何纠正的目的是什么？答：解决遥感图像的几何变形问题。9.试述多项式纠正法纠正卫星图像的原理和步骤。答：原理：遥感图像多项式纠正法的基本思想是回避成像的空间几何过程，而直接对影像变形的本身进行数字模拟，认为图像变形规律可以看作是平移、缩放、旋转、仿射、偏扭和弯曲以及更
12、高次的基本变形的综合作用结果。该方法适用于各种传感器影像的纠正。步骤：选择控制点（控制点数量大于多项式系数的个数） 。按最小二乘法平差解求系数。将各像元的坐标代入已知系数的多项式进行计算，求得纠正后的坐标。灰度重采样。第三部分1.什么是辐射误差？辐射误差产生的主要原因是什么？答：辐射误差：传感器探测目标的反射或辐射能量时，WORD 完美格式 专业知识编辑整理 所得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差值称为辐射误差。辐射误差造成了遥感图像的失真，影响人们对遥感图像的判读、解译，因此必须进行消除或减弱。辐射误差产生的主要原因：因传感器的响应特性引起的辐射误差。因大气影响引起的
13、辐射误差。2.因大气和太阳辐射引起的辐射误差，其相应的校正方法有哪些？答：大气引起的辐射误差校正方法有：野外波谱测试回归分析法。辐射传递方程计算法。波段对比法。太阳引起的辐射误差校正方法有：公式法。波段比值法3.简述 SAR 辐射校正的技术？答：在 SAR 数据流中的不同位置插入一系列已知的信号以获取必要的校正信息，再在数据流通过信号处理器之前或之后测试系统的响应，再加以校正。4.简述遥感卫星辐射校正场的含义。答：利用地球表面大面积均匀的地物为目标，当卫星过顶时实施同步地面观测，以实现对在轨道上运行的卫星WORD 完美格式 专业知识编辑整理 传感器做辐射校正。第四部分1.图像增强的主要目的是什
14、么？它包含的主要内容有哪些？答：主要目的有：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，突出主要信息等。主要内容有：空间域增强、频率域增强、彩色增强、多图像代数运算、多光谱图像增强等。2.直方图均衡化的基本思想和采用何种变换函数？答：直方图均衡化是将原图像的直方图通过变换函数变为均匀的直方图，然后按均匀直方图修改原图像，从而获得一幅灰度分布均匀的新图像。采用“累积直方图曲线”作为直方图均衡化的基本变换函数。3.方图规定化的基本原理是什么？答：直方图规定化的原理是对两个直方图都做均衡化，变成相同的归一化的均匀直方图。以此均匀直方图起到媒
