遥感导论期末复习题

遥感导论期末复习题

1.遥感的概念及其特点

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（声波、地震波）等的探测。

狭义理解：遥感是应用探测仪器，不与探测目标接触，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。

特点：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。

2．电磁波谱及黑体的辐射特点

概念：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成了电磁波谱。

分类：该波谱以频率由高到低排列，可以划分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波。遥感忠较多地使用可见光、红外和微波波段。

性质：1.是横波 2.在真空以光速传播3.满足f ·λ=c E=h·f 4.电磁波具有波粒二象性黑体辐射的特点：A辐射密度通量随波长连续性变化，每条曲线只有一个最大值。B 温度越高辐射通量越大，不同温度曲线不同。C随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长向短波方向移动。

3．大气散射类型及大气窗口

类型：1、瑞利散射2、米氏散射3、无选择性散射

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。大气窗口的光谱段主要有：

0.3~1.3μm，即紫外、可见光、近红外波段。

1.5~1.8μm和

2.0~

3.5μm，即近、中红外波段。

3.5~5.5μm，即中红外波段。

8~14μm，即远红外波段。

0.8~2.5cm，即微波波段。

4. 何谓微波遥感？它的特点是什么？为什么能够穿云透雾？

概念：微波遥感是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：

(1)能全天候、全天时工作：由于微波具有穿云透雾和克服夜障的能力，使得微波遥感能全天候、全天时工作。

(2)对某些地物具有特殊的波谱特征：许多地物间微波辐射能力差别较大，因而可以较容易地分辨出可见光和红外遥感所不能区别的某些目标物的特征。

(3)对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力：微波遥感的这种特性对地下资源探测具有重要意义。

(4)对海洋遥感具有特殊意义：微波对海水特别敏感，其波长很适于海面动态情况的观测。

(5)分辨率较低，但特性明显：由于波长较长，衍射现象显著，故分辨率较低，且观测精度和取样速度不好协调，但特性明显是其显著优点。

穿云透雾：按瑞利散射原理，散射强度与λ∧-4成正比。由于微博的波长比红外波要长得多，因此散射要小得多，所以与红外波相比，在大气中衰减较少，对云层、雨区的穿透能力较强，基本上不受烟、云、雨、雾的限制。

5. 真彩色合成和假彩色合成

假彩色合成又称彩色合成。根据加色法或减色法，将多波段单色影像合成为假彩色影像的一种彩色增强技术。合成彩色影像常与天然色彩不同，且可任意变换，故称假彩色影像。合成方法很多，主要有光学法、电子光学法、染印法等。最常用的是利用根据加色法原理制成的彩色合成仪（加色观察器）来合成假彩色影像：将3张不同波段的黑白透明正片（如对应于绿、红和近红外波段）分别匹配以蓝、绿、红滤色镜，经投影合成于屏幕上，则显示出具有彩色红外影像效果的假彩色影像。

根据彩色合成原理，可选择同一目标的单个多光谱数据合成一幅彩色图像，当合成图像的红绿蓝三色与三个多光谱段相吻合，这幅图像就再现了地物的彩色原理，就称为真彩色合成。

6. 海洋RS的特点

原理：海洋不断地向周围辐射电磁波能量，同时，海面还会反射（或散射）太阳和人造辐射源（如雷达）照射其上的电磁波能量,利用专门设计的传感器,把这些能量接收、记录下来,再经过传输、加工和处理,就可以得到海洋的图象或数据资料。

特点：①具有同步、大范围、实时获取资料的能力，观测频率高。这样可把大尺度海洋现象记录下来，并能进行动态观测和海况预报。②测量精度和资料的空间分辨能力应达到定量分析的要求。③具备全天时(昼夜)、全天候工作能力和穿云透雾的能力。④具有一定的透视海水能力，以便取得海水较深部的信息。

7. 如何评价图像质量？

一、遥感图像的空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小。地面分辨率取决于胶片的分辨率和摄影镜头的分辨率所构成的系统分辨率，以及摄影机焦距和航高。

二、图象的光谱分辨率：波谱分辨率是指传感器在接受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。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值。

三、辐射分辨率：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。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。某个波段遥感图像的总信息量与空间分辨率、辐射分辨率有关。

四、图象的时间分辨率：时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。时间分辨率对动态监测很重要。

8．NDVI、主成分变换、缨帽变换

NDVI 即归一化差分植被指数：NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)，或两个波段反射率的计算。主要用于检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等。

k-l变换：又称主成分变换。即对某一些多光谱图像x，利用k-l变换矩阵A进行线性组合而产生新的多光谱Y：Y=AX

主成分分析原理：原始数据为二维数据，两个分量x1、x2之间存在相关性，具有如图所示的分布。通过投影，各数据可以表示为y1轴上的一维点数据。从二维空间中的数据变成一维空间中的数据会产生信息损失，为了使信息损失最小，必须按照使一维数据的信息量(方差)最大的原则确定y1轴的取向，新轴y1称作第一主成分。为了进一步汇集剩余的信息，可求出与第一轴y1正交、且尽可能多地汇集剩余信息第二轴y2，新轴y2称作第二主成分。

Ｋ--Ｌ变换性质：(1) 是多波段图像的线性变换（原图像＊线性矩阵）; (2) 是从

仿射空间到正交空间的变换; (3) 线性变换矩阵是原图像空间的特征向量矩阵的转置矩阵，所以变换后第i个结果图像是原图像空间各个分量以第i个特征分量为权重的加权和。

(4)变换后图像的协方差矩阵是一个对角阵，对角线上的元素是原图像空间协方差矩阵的特征值，而且对角线上的元素按从大到小顺序的排列。(5)设原图像维数是Ｎ,取Ｍ

K-T变换：也称缨帽变换也是一种线性组合变换：Y=BX（A，B都为变换矩阵，Y变换后的新坐标空间像元矢量X变换前多光谱空间像元矢量）

性质：(1)仅适用于TM图像1~5、7波段的线性变换；(2)线性变换矩阵为6×6的常数矩阵,而且是经验矩阵；(3) 变换后依然得到6个图像。第一个图像反映亮度特征，是原图像亮度的加权和；第二个图像表示绿度，反映绿色生物量特征；第三个图像表示湿度，反映土壤的湿度特征；其余三个分量与地物特征没有明确的对应关系。

9．RS增强处理的目的，列举2种方法说明其原理

目的：突出遥感图像中的某些信息，消弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读。

最简单的数据拉伸处理：假设一个图像的亮度值都在0-10之间那么显示的时候会黑乎乎的一片什么也看不出来，我们把它拉伸到0-255即0对应着0 ，10 拉伸后对应着255 这样子它们的差距大了（对比度大了）我们在图像上就能看出一些边界轮廓等等，人眼更容易识别目标

原理: 以频率域增强为例说明：基本原理：图像中的灰度跳跃变化区，对应着频率域中的高频成分，灰度变化缓慢的区域对应着频率域中的低频成分。通过频域滤波处理，可保留低频或高频成分，达到图像平滑或锐化的目的。

10．监督分类及非监督分类的特点

监督分类指根据已知样本区类别信息对非样本区数据进行分类的方法。其基本思想是：根据已知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，然后将未知类别的样本和观测值代入判别函数，再根据判别准则判定该样本的所属类别。

非监督分类指事先对分类过程不施加任何先验知识，仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律进行分类，即按自然聚类的特性进行“盲目”分类。

根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。监督分类的关键是选择训练场地。监督分类法优点是：简单实用，运算量小。缺点是：受训练场地个数和训练场典型性的影响较大。受环境影响较大，随机性大。训练场地要有代表性，样本数目要能够满足分类要求。此为监督分类的不足之处。非监督分类优点是：事先不需要对研究区了解，减少人为因素影响，减少时间，降低成本。不需要更多的先验知识，据地物的光谱统计特性进行分类。缺点是：运算量大。当两地物类型对应的光谱特征差异很小时，分类效果不如监督分类效果好。

11. RS目视解译的重要标志

解译标志或称判读标志，是指遥感图像上能够作为识别、分析和判断景观地物的影像特征。实际上，解译标志是目标地物识别特征的专业术语。包括直接解译标志和间接解译标志。直接解译标志------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，如摄影像片色调、色彩、形状、大小等。根据直接解译标志可以直观识别遥感图像目标地物。

间接解译标志------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，如目标地物与环境关系、与成像时间关系等。间接解译标志因研究区域和专业知识而异。

12. 中心投影与像点位移

中心投影：平面上各点的投影光线均通过一个固定点（投影中心或透视中心），投射到一平面（投影平面）上形成的透视关系

像点位移主要由地形的起伏引起。其位移量就是中心投影与垂直在同一水平面上的投影误差。

①位移量与地形高差成正比，高差越大引起的想点位移也越大。当地面高差为正时（地形凸起），想点位移时背离像点位移方向移动；当地面高差为负时（地形凹

下时）像点朝向主点方向移动（）。

②、位移量与像主点的距离成正比，即距主点越远的像点位移量越大，相片中心部分位移量较小。像主点处无位移。

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

13．何谓雷达？什么是合成孔径雷达？

利用电磁波探测目标的电子设备。发射电磁波对目标进行照射并接收其回波，由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率（径向速度）、方位、高度等信息。

合成孔径雷达与侧视雷达类似, 也是在飞机或卫星平台上由传感器向与飞行方向垂直的侧面发射信号。所不同的是将发射和接收天线分成许多小单元, 每一单元发射和接收信号的时刻不同。由于天线位置不同，记录的回波相位和强度都不同。目的：提高图象在飞行方向的分辨率。