2001-2010遥感试题以及答案

2001-2010年遥感试题以及答案

2001年攻读硕士学位研究生入学专业试题

一、名词解释（5*2）

遥感平台p24

大气窗口p10

间接解译标志

特征平台

太阳同步轨道p33

二、判断正误(5*2)

1、所有的物体都是黑体

2、所有的几何分辨率与像素分辨率是一致的

3、冬天的影像有利于土壤分析

4、所有的微波传感器都是主动式传感器

5、按照某种方式确定类别中心初值，通过迭代搜索各类别均值向量的自动分类方法是监督

分类

三、写出成像数学模型表达式（2*8）

1、试按

()()

(),()

()()

X Y

x f y f

Z Z

=-=-的方式写出下列传感器影像中任二种影像的构像方程

式p100

全景摄影机多光谱扫描仪CCD线阵推扫式传感器连续航带缝隙摄影机

侧视雷达

2、试写出遥感平台上传感器所接收的电磁波能量的表达式，用字母或文字学出均可，并作解释

四、简述题（6*8）

1、黑体是什么，为什么要讨论黑体？

2、陆地卫星4号、5号与原来陆地卫星1-3号有什么不同？p36

3、试叙地物波谱特性曲线量测工作的意义

4、植被指数变换（又称生物量指标变换）为什么在卫星影像分析中得到广泛应用？

5、等效中心投影是什么意思，为什么要引入这样一个概念？

6、线形拉伸与直方图均衡的影像增强效果有什么不同？

五、综述题（1*16）

1、试叙目前空间遥感技术发展中的几个特点。

2002年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一名词解释（14*2）

1、反射光谱特性曲线p17

2、波谱响应曲线p169

3、全景畸变课件p264

4、仿射变形

5、空间分辨率

6、光谱分辨率

7、距离分辨率

8、方位分辨率

9、特征空间

10、特征选择

11、混淆矩阵

12、生物量指标

13、IKONOS

14、ZY——1

二、简答题（4*18）

1、全面具体叙述LANDSA T TM影像与RADARSAT影像的不同点及产生的原因

2、列出中心投影影像、线阵CCD推扫影像、逐点扫描影像和侧视雷达影像的构像方程。作图说明地形起伏引起这几种影像像点位移的规律

3、叙述最大似然法分类原理及存在的缺点

4、叙述遥感技术的现状和发展趋势

2003年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、名词解释（18*3）

1、光谱反射率

2、辐射温度

3、大气窗口

4、太阳同步轨道

5、近极地轨道

6、成像光谱仪

7、INSAR

8、IKONOS

9、空间分辨率

10、光谱分辨率

11、线性拉伸

12、高通滤波

13、直方图均衡

14、重采样

15、双线性内插

16、特征选择

17、判别边界

18、监督法分类

二、问答题（1到4题每题20分第5题16分）

1、叙述光谱反射特性曲线与波谱响应曲线的区别和联系

2、叙述卫星遥感图像多项式拟合法精纠正处理的原理和步骤

3、叙述用30米分辨率的TM

4、3、2多光谱影像与同一地区10米分辨率的SPOT全色影像

进行融合的原理和步骤

4、叙述最小距离法遥感图像自动分类的原理和步骤

5、叙述遥感技术的现状和发展趋势

2004年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、名词解释（18*3）

1、光谱反射率

2、发射率

3、重复周期（卫星）

4、卫星姿态

5、辐射校正

6、高光谱影像

7、ERS-1 8 Quick bird 9、ERDAS 10、光谱分辨率11、边缘增强12、多源影像融合

13、影像灰度直方图14、重采样15、双三次卷积16、欧式距离17、混淆矩阵18、非监督分类

二、问答题（第1、2、3、5每题20分第4题16分）

1、全面具体叙述LADSAT TM影像与RADARSAT影像的不同点及产生的原因

2、叙述ISODATA法非监督分类的原理和步骤

3、叙述用卫星遥感图像修测比例尺1：50000地形图的基本要求和方法

4、叙述遥感技术的现状和发展趋势

5、根据下图中两类地物在一维特征空间中的分布，画出最大似然法、最小距离法的判别边界并分析和比较它们的错分概率（图见遥感原理与应用P207 图8-8）

2005年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、名词解释（8*5）

1、电磁波谱

2、黑体

3、几何变形

4、图像融合

5、模式识别

6、特征选择

7、图像灰度直方图

8、小卫星

二、判断题（4*2）

1、那些透过率较低的波区，对遥感十分不利，通常称为大气窗口

2、在常规框幅摄影机成像的情况下，地球自转会不会引起图像变形

3、CCD直线阵列推扫式传感器是行扫描动态传感器，图像中每一行上的像元都是在不同时刻依次成像

4、句法模式识别主要基于模式的统计特性

三、问答题（9*6）

1、影响地物光谱反射率的因素有哪些

2、举例说明Landsat系列卫星轨道的特点及其在遥感中的应用

3、目前遥感中使用的传感器类型有哪些？包括哪些基本部分

4、非监督分类和监督分类有什么不同

5、举例说明为什么多光谱图像比单波段图像能判读更多信息

6、说明摄影类型影像的主要种类及其特点

7、绘图说明最大似然法分类的错分概率

8、举例说明侧视雷达图像与入射角的关系

9、光学图像与数字图像的转换

四、论述题(3*16)

1、叙述热红外、侧视雷达和多时域图像的特征及其判读方法

2、就资源、地学、测绘、军事等领域中的一个（或你熟悉的领域），论述遥感技术的应用

3、目视判读的一般过程和方法

2006年攻读硕士学位研究生入学考试试题

一、名词解释（8*5）

1、太阳辐射

2、轨道参数

3、遥感

4、图像平滑

5、目视判读

6、特征变换

7、计算机分类

8、分类后处理

二、判断题（4*2）

1、基尔霍夫定律说明，凡是吸收热辐射能力强的物体，他们的热发射能力相对较弱

2、对同一地区在不同时间摄取同一波段影像的摄影机称作多光谱摄影机

3、遥感数字图像是一个二位的连续的亮度函数。相对光学图像，它在空间坐标（x,y）和亮度上都已连续化

4、统计模式识别主要基于模式特性的一组测量值来组成特征向量

三、选择题（4*2）

1、如果物体在各波长处的德光谱发射率不同，被称作

A、选择性辐射体

B、灰体

C、黑体

D、白体

2、卫星的轨道倾角设计为99.125°，被称作

A、近圆形轨道

B、近极地轨道

C、与太阳同步轨道

3、图像的平滑是使

A、高频成分消退

B、高频成分增强

C、高频成分不变

4、红外扫描仪属

A、中心投影

B、全景投影

C、斜距投影

D、平行投影

四、问答题（8*6）

1、地物的反射类别有哪些

2、举例说明遥感卫星轨道的四大特点及其在遥感中的作用

3、数字图像镶嵌的关键是什么

4、简述相干雷达（INSAR）数据处理的主要步骤

5、简述传感器特性对判读标志的影响

6、举例说明遥感图像增强的目的和实质

7、举例说明比值变换的特点和作用

8、举例说明侧视雷达图像的色调与地面粗糙度的关系

五、论述题（3*15）

1、论述目视判读与自动判读的关系

2、就你熟悉的领域，论述多时域遥感图像的应用

3、叙述遥感技术的发展趋势

2007年攻读硕士学位研究生入学专业试题

一、名词解释（共8小题，每小题5分，共40分）

灰体；方向反射；太阳同步轨道；图像锐化；构像方程；推扫式传感器；光谱特性曲线；哈达玛变换

二、判断题（共4小题，每小题2分；共8分；只判断正误）

1.在微波波段，黑体的微波辐射亮度与绝对温度的四次方成正比。

2.卫星轨道在空间的具体形状位置，可由六个轨道参数来确定。

3.对于中心投影图像，其成像点的位置取决于地物入射光线的方向。

4.在可见光图像上其灰度与辐射功率成函数关系，因此也就与温度和发射率的大小有直接关系。

三、选择题（共4小题，每小题2分，共8分；单项选择）

1.对于SPOT产品，没作任何改正的图像，被称作

①0级产品②1A级产品③2A级产品④3A级产品

2.按比例拉伸原始图像灰度等级范围，被称作

①直方图均衡②线性变换③密度分割

3.全景投影的影像面是一个

①平面②斜面③圆柱面

4.植物的反射陡坡主要位于

①蓝光②绿光③红光④近红外

四、简答题（共8小题，每小题6分，共48分）

1.说明被动遥感主要辐射源的特点。

2.斜距投影对图像的几何特点有什么影响。

3.轨道间能进行立体观测的卫星对时间分辨率有何影响（举例说明）？

4.光学图像转变为数字图像的实质是什么？

5.简单辐射误差。

6.举例说明先验知识在计算机分类中的作用。

7.说明最大似然法分类的实质。

8.多波段影像与光谱响应曲线有什么关系？

五、论述题（共3小题，前两小题各15分，后一小题16分，共46分）

1.介绍一套你所熟悉的遥感图像处理软件系统。

2.就你熟悉的领域，说明大气窗口的应用。

3.叙述遥感平台的现状与趋势。

2008年攻读硕士学位研究生入学专业试题

一、名词解释（共8小题，每小题5分，共40分）

电磁波谱；轨道参数；几何变形；推扫式传感器；漫反射；构像方程；图像灰度直方图；分类后处理

二、判断题（共4小题，每小题2分，共8分；只判断正误）

1．潮湿的沙地在近红外波段有一个反射的陡坡。

2.在常规框幅摄影机成像的情况下，地球自转不会引起图像变形。

3.遥感数字图像是一个二维的连续的亮度函数。相对光学图像，它在空间坐标(x,y)和亮度上都已连续化。

4.对于中心投影图像，其成像点的位置取决于地物点入射光线的方向。

三、选择题（共4小题，每小题2分，共8分；单项选择）

1.如果物体在各波长处的光谱发射率不同，被称作

①选择性辐射体②灰体③黑体④白体

2.植物的反射陡坡主要位于

①蓝光②绿光③红光④近红外

3.图像的锐化是使

①高频成分消退②高频成分增强③高频成分不变

4.侧视雷达图像属

①中心投影②全景投影③斜距投影④平行投影

四、问答题（共8小题，每小题6分，共48分）

1.举例说明Landsat系列卫星轨道的特点及其在遥感中的应用。

2.传感器特性对判断标志的主要影响是什么？

3.简述相干雷达（INSAR）数据处理的主要步骤。

4.举例说明遥感图像增强的目的和实质。

5.说明遥感图像的粗加工处理。

6.说明辐射误差的主要来源。

7.举例说明入射角对侧视雷达图像色调的影响。

8.绘图说明最大似然法分类的错分概率。

五、论述题（共3小题，前两小题各15分，后一小题16分，共46分）

1.叙述高分辨率陆地卫星的现状与主要应用。

2.如何利用知识改进遥感图像自动识别效果。

3.论述遥感图像的空间特征及其应用。

遥感原理的历年真题（03—09）解答

2003

一、名词解释

1、光谱反射率

物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比：

E

E

ρλλ

λρ=

物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。 一个物体的反射波谱的特征主要取决于该物体与入射辐射相互作用的波长选择 .影响地物光谱反射率变化的因素有太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异、大气状况等。

2、 辐射温度

如果实际物体的总辐射出射度（包括全部波长）与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等，则黑体的温度称为该物体的辐射温度。根据斯忒藩 - 玻尔兹曼定律，绝对黑体的辐射出射度与热力学温度的 4 次方成正比，由此可确定物体的辐射温度。由于一般物体都不是黑体，其发射率总是小于 1的正数，故物体的辐射温度总是小于物体的实际温度，物体的发射率越小，其实际温度与辐射温度的偏离就越大。

3、 大气窗口

通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利的电磁辐射 波段通常称为“大气窗口”.

（1）0.30 ~ 1.15m μ大气窗口：是遥感技术应用最主要的窗口之一。 其中 0.3~0.4m μ近紫外窗口，透射率为70％

0.4~0.7m μ可见光窗口，透射率约为95％

0.7~1.10m μ近红外窗口，透射率约为80％

（2）1.3~2.5大气窗口：属于近红外波段

1.3~1.9m μ窗口，透射率为60％-95 ％

1.55~1.75m μ透射率高

2.0~2.5m μ窗口，透射率为80％

（3）3.5~5.0m μ大气窗口：属于中红外波段，透射率约为60~70％

（4）8~14m μ热红外窗口，透射率为80%左右

（5）1.0mm~1m 微波窗口，透射率为35％~100%

4、 太阳同步轨道

卫星轨道与太阳同步，是指卫星轨道面与太阳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。

地球对太阳的进动一年为360°。因此平均每天的进动角为0.9856°。为了使光照角保持固定不变，必须对卫星轨道加以修正，平均每圈的修正量为：

0.9856n

??Ω=n 为一天中卫星运行的轨道数 目的：A 使卫星以同一地方时通过地面上空

B 有利于卫星在相近的光照条件下对地面进行观测

C使卫星上的太阳电池得到稳定的太阳照度

5、近极地轨道

轨道倾角设计为99.125°，因此是近极地轨道。目的:可以观测到南北纬81°之间的广大地区。

6、成像光谱仪

以多路、连续并具有高光谱分辨率方式获取图像信息的仪器。通过将传统的空间成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起，可以实现对同一地区同时获取几十个到几百个波段的地物反射光谱图像。成像光谱仪基本上属于多光谱扫描仪，其构造与CCD线阵列推扫式扫描仪和多光谱扫描仪相同，区别仅在于通道数多，各通道的波段宽度很窄。成像光谱仪按其结构的不同，可分为两种：面阵探测器加推扫式扫描仪的成像光谱仪和线阵列探测器加光机扫描仪的成像光谱仪。

7、INSAR

INSAR利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅（或两幅以上）的单视复数影像来形成干涉，进而得到该地区的三维地表信息。该方法充分利用了雷达回波信号所携带的相位信息，其原理是通过两幅天线同时观测（单轨道双天线横向或纵向模式）或两次平行的观测（单天线重复轨道模式），获得同一区域的重复观测数据（复数影像对），综合起来形成干涉，得到相应的相位差，结合观测平台的轨道参数等提取高程信息，可以获取高精度、高分辨力的地面高程信息，而且利用差分干涉技术可以精密测定地表沉降。

8、IKONOS

IKONOS卫星于1999年9月24日发射成功，是世界上第一颗提供高分辨率卫星影像的商业遥感卫星。IKONOS卫星的成功发射不仅实现了提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像，而且开拓了一个新的更快捷,更经济获得最新基础地理信息的途径，更是创立了崭新的商业化卫星影像的标准。

IKONOS是可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。时至今日IKONOS 已采集超过 2.5亿平方公里涉及每个大洲的影像，许多影像被中央和地方政府广泛用于国家防御，军队制图，海空运输等领域。从681千米高度的轨道上，IKONOS的重访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12地面站地传输数据。

轨道高度681 千米

轨道倾角98.1 度

轨道运行速度 6.5 - 11.2 千米/ 秒

影像采集时间每日上午10:00- 11:00

重访频率获取 1 米分辨率数据时:2.9 天

获取 1.5 米分辨率数据时:1.5 天

轨道周期98 分钟

轨道类型太阳同步

IKONOS 数据产品技术指标

星下点分辨率0.82 米

产品分辨率全色： 1 米；多光谱： 4 米

成像波段全色波段: 0.45-0.90 微米

彩色

波段1( 蓝色): 0.45-053 微米

波段2( 绿色): 0.52-0.61 微米

波段3( 红色): 0.64-0.72 微米

波段4( 近红外): 0.77-0.88 微米

9、空间分辨率

瞬时视场内所观察到的地面的大小称空间分辨力（即每个像元在地面的大小）。

空间分辨率是指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。对于摄影影像，通常用单位长度内包含可分辨的黑白“线对”数表示（线对/毫米）；对于扫描影像，通常用瞬时视场角（IFOV）的大小来表示（毫弧度 mrad），即像元，是扫描影像中能够分辨的最小面积。空间分辨率数值在地面上的实际尺寸称为地面分辨率。对于摄影影像，用线对在地面的覆盖宽度表示（米）；对于扫描影像，则是像元所对应的地面实际尺寸（米）。如陆地卫星多波段扫描影像的空间分辨率或地面分辨率为79米（像元大小56×79米2）。但具有同样数值的线对宽度和像元大小，它们的地面分辨率不同。对光机扫描影像而言，约需 2.8个像元才能代表一个摄影影像上一个线对内相同的信息。空间分辨率是评价传感器性能和遥感信息的重要指标之一，也是识别地物形状大小的重要依据。

10、光谱分辨率

为光谱探测能力,它包括传感器总的探测波段的宽度、波段数、各波段的波长范围和间隔。

有效的方法是根据被探测目标的特性选择一些最佳探测波段。所谓最佳探测波段，是指这些波段中探测各种目标之间和目标与背景之间，有最好的反差或波谱响应特性的差别。

11、线性拉伸

按比例拉伸原始图像灰度等级范围，一般为了充分利用显示设备的显示范围，使输出直方图的两端达到饱和。变化前后图像每一个像元呈一对一的关系。因此像元总数不变，亦即直方图包含面积不变。

12、高通滤波

锐化在频率域中处理称为高通滤波，保留频率域中的高频成分而让低频成份滤掉，加强了图像中的边缘和灰度变化突出部分，以达到图像锐化的目的。

13、真方图均衡

将随机分布的图像直方图修改成均匀分布的直方图，其实质是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像像元值，使一定灰度范围内的像元的数量大致相等。

14、重采样

当投影点为的坐标计算值不为证书时，原始图像阵列中该非整数点位上并无现成的亮度贡存在，于是就必须采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献累积起来，构成该点位的新亮度值。这个过程即称为数字图像亮度（或图像灰度）值的重采样。

15、双线性内插

该法的重采样函数是对辛克函数的更粗略近似，可以用如图所示的一个三角形线性函数表达：

当实施双线性内插时，需要有被采样点P周围4个已知像素的亮度值参加计算

16、特征选择

用最少的影像数据最好地进行分类。这样就需在这些特征影像中，选择一组最佳的特征影像进行分类，这就称为特征选择。

17、判别边界

如果要判别某一个特征矢量属于哪一类，只要在类别之间画上一些合适的边界，讲特征空间分割成不同的判别区域。这些边界就是判别边界。

18、监督法分类

监督法分类意味着对类别已有一定的先验知识，利用“训练样区”的数据去“训练”判决函数就建立了每个类别的分类器,然后按照分类器对未知区域进行分类。

监督分类的思想：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函数中求解待定参数的过程称之为学习或训练，然后将未知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所属类别作出判定。

二、问答题

1、叙述光谱反射特性曲线与波谱响应曲线的区别和联系

地物的反射波谱特性曲线用反射率与波长的关系表示。反射波谱是某物体的反射率（或反射辐射能）随波长变化的规律，以波长为横坐标，反射率为纵坐标所得的曲线。物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。任何物体的反射性质是揭示目标本质的最有用信息。

波谱响应曲线用密度或亮度值与波段的关系表示，根据遥感器对波谱的相对响应（用百分数表示）与波长的关系在直角坐标系中描绘出曲线。

如果不考虑传感器光谱响应及大气等的影响，则波谱响应值与地物在该波段内光谱反射亮度的积分值相应。地物的波谱响应曲线与其光谱特性曲线的变化趋势是一致的；地物在多波段图像上特有的这种波谱响应就是地物的光谱特征的判读标志。

2、叙述卫星遥感图像多项式拟合法精纠正处理的原理和步骤

遥感图像多项式拟合法精纠正处理的原理：回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身进行数学模拟。遥感图像的几何变形由多种因素引起，其变化

规律十分复杂。为此把遥感图像的总体变形看作是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲以及更高次的基本变形的综合作用结果，难以用一个严格的数学表达式来描述，而是用一个适当的多项式来描述纠正前后图像相应点之间的坐标关系。 多项式拟合法精纠正处理的原理和步骤如下：

(1)根据图像的成像方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模型。

(2)根据所采用的数字模型确定纠正公式。

(3)根据地面控制点和对应像点坐标进行平差计算变换参数，评定精度。

(4)对原始影像进行几何变换计算，像素亮度值重采样。

3、叙述用30米分辨率的TM

4、3、2多光谱影像与同一地区10米分辨率的SPOT 全色影像进行融合的原理和步骤

原理：融合是将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，将不同传感器获取的遥感影像中所提供的各种信息进行综合, 生成新的图像的过程。提高对影像进行分析的能力(通过融合既提高多光谱图像空间分辨率，又保留其多光谱特性)。具体的：①提高空间分辨力②改善配准精度③增强特征④改善分类⑤对多时相图像用于变化检测⑥替代或修补图像的缺陷。

步骤如下：

（1）将30米分辨率的TM4、3、2多光谱影像与同一地区10米分辨率的SPOT 全色影像进行几何配准，并对30米分辨率的TM4、3、2多光谱影像进行重采样，使之与SPOT 全色图像的分辨率相同。

（2）分别计算30米分辨率的TM4、3、2多光谱影像与同一地区10米分辨率的SPOT

全色影像的相关系数；

（3

）用全色波段图像和多光谱波段图像按下式组合。

4、叙述最小距离法遥感图像自动分类的原理和步骤

原理是设法计算未知矢量X 到有关类别集群之间的距离，哪类距离它最近，该未知矢量就属于那类。概率判决函数那样偏重于集群分布的统计性质，距离判决函数偏重于集群分布的几何位置。

1）马氏距离 在各类别先验概率和集群体积|∑| 都相同情况下的概率判别函数则有 马氏距离几何意义：X 到类重心之间的加权距离，其权系数为协方差。

2）欧氏距离

在马氏距离的基础上，作下列限制①将协方差矩阵限制为对角的②沿每一特征轴的方差均相等。则有

欧氏距离是马氏距离用于分类集群的形状都相同情况下的特例。

)

()(1i i T i Mi M X M X d -∑-=-2)()(i i T i Ei M X M X M X d -=--=∑=-=m

j ij Ti M X d 1|

|

3）计程（Taxi）距离

X到集群中心在多维空间中距离的绝对值之总和来表示

步骤：

1）利用训练样本数据计算出每一类别的均值向量及标准差（均方差）向量；2）以均值向量作为该类在特征空间中的中心位置，计算输入图形中每个像元到各类中心的距离。在遥感图形分类处理中，应用最广泛而且比较简单的距离函数有两个：欧几里德距离和绝对距离。

3）根据计算的距离，把像元归入到距离最小的那一类中去。

使用最小距离法对图像进行分类，其精度取决于对已知地物类别的了解和训练统计的精度。总体而言，这种分类方法的效果比较好，而且计算简单，可对像元顺序扫描分类。

5、叙述遥感技术的现状和发展趋势

1. 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）

遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星（35000km）、太阳同步卫星（600—1000km）、太空飞船（200—300km）、航天飞机（240—350km）、探空火箭（200—1000km），并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等；传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像，EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。

卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m，进一步提高到Quckbird的0.61m，高光谱分辨率已达到5—6nm，500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星，具有220个波段，EOS AM-1（Terra）和EOS PM-1（Aqua）卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展，通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座，以及传感器的大角度倾斜，可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点，以及用INSAR和D-INSAR，特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性，SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。我国将全方位地推进遥感数据获取的手段，形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。

2．航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制

确定影像目标的实地位置（三维坐标），解决影像目标在哪儿是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上，利用DGPS和INS惯性导航系统的组合，可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置（POS），从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级，在卫星遥感的条件下，其精度可达到m级。该技术的推广应用，将改变目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成，可实现实时三维测量（LIDAR），自动生成数字表面模型（DSM），并可推算出数字高程模型（DEM）。

3. 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化

从影像数据中自动提取地物目标，解决它的属性和语义是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上，影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术，基于统计和基于结构的目标识别与分类，处理的对象既包括高分辨率影像，也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大，数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。

4. 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化

利用遥感影像自动进行变化监测关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大，周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现，实时自动化监测已成为研究的一个热点。

5. 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用

“数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上，2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中，摄影测量与遥感将用来建设DOM（数字正射影像）、DEM（数字高程模型）、DLG（数字线划图）和CP（控制点数据库）。如果要建立全国1m分辨率影像数据库，其数据量将达到60TB。

6. 全定量化遥感方法将走向实用

从遥感科学的本质讲，其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性，所以需要通过全定量化遥感方法进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程，而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演，而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累，多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟，相信在21世纪，估计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化，遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化，才可能真正实现自动化和实时化。

2004

一、名词解释

1、光谱反射率

物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比：

E

E

ρλλ

λρ=

物体的反射波谱限于紫外、可见光和近红外，尤其是后两个波段。一个物体的反射波谱的特征主要取决于该物体与入射辐射相互作用的波长选择 .影响地物光谱反射率变化的因素有太阳位置、传感器位置、地理位置、地形、季节、气候变化、地面湿度变化、地物本身的变异、大气状况等。

2、发射率

发射率ε= W′/ W

ε是一个介于0和1的数

即：发射率ε就是实际物体与同温度的黑体在相同条件下辐射功率之比。

3、重复周期（卫星）

卫星沿其轨道运行一周所需的时间。地球同步卫星的周期等于地球自转周期(23小时56分04秒)。

4、卫星姿态

卫星姿态是指卫星星体在轨道上运行所处的空间位置状态。将直角坐标系的原点置于星体上，指向地面的Z轴反映偏航方向，Y轴反映俯仰方向，X轴反映滚动方向。星体在高空中沿局部地球铅垂方向和轨道矢量方向运行。不时地产生对三轴的偏移。为保证星体运行中姿态的稳定，应使Z轴指向精度达到与局部铅垂方向误差≤0.4°，不致产生过渡的俯仰和滚动，对偏航而言也应使速度矢量的偏差保持在0.6°之内。姿态控制是通过姿态控制分系统（ACS）来实现，使用地平扫描仪可感应俯仰和滚动轴的姿态误差，使用速度陀螺仪和罗盘可感应偏航轴的姿态误差。姿态的稳定通常采用以下几种方式：①三轴稳定。依靠姿态控制分系统使卫星偏航轴方向始终保持与当地铅垂线方向一致，以保对地观测传感始终对准地面；②自旋稳定。卫星自转轴对空间某点取向固定，使其姿态保持稳定；③重力梯度稳定。在地球重力场作用下，转动物体的转轴逐渐达到平衡状态，与重力梯度方向一致，即同当地垂直线方向一致，以保持卫星姿态的稳定。

5、辐射校正

辐射校正是指消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出的辐射能量中的各种噪声的过程。是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。

6、高光谱影像

高光谱遥感是高光谱分辨率遥感的简称。它是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。高光谱影像是采用高分辨率成像光谱仪获取，波段数为36—256个，光谱分辨率为5—10nm，地面分辨率为30—1000m。目前这类卫星大多是军方发射的，民用高光谱类卫星较少。应用：主要用于大气、海洋和陆地探测。

7、ERS-1

ERS-1 欧空局于1991年发射。携带有多种有效载荷，包括侧视合成孔径雷达（SAR）和风向散射计等装置），由于ERS-1（2）采用了先进的微波遥感技术来获取全天候与全天时的图象，比起传统的光学遥感图象有着独特的优点。

卫星参数

椭圆形太阳同步轨道

轨道高度：780公里

半长轴：7153.135公里

轨道倾角：98.52o

飞行周期：100.465分钟

每天运行轨道数：14 -1/3

降交点的当地太阳时：10：30

空间分辨率：方位方向<30米

距离方向<26.3米

幅宽：100公里

8、Quick Bird

QuickBird卫星于2001年10月由美国DigitalGlobe公司发射，是目前世界上唯一能提供亚米级分辨率的商业卫星，具有引领行业的地理定位精度，海量星上存储，单景影像比其他的商业高分辨率卫星高出2—10倍。而且QuickBird卫星系统每年能采集七千五百万平方公里的卫星影像数据，存档数据以很高的速度递增。在中国境内每天至少有2至3个过境轨道，有存档数据约500万平方公里。

QuickBird卫星参数

星下点分辨：0.61m

产品分辨率：全色0.61-0.72m，多光谱2.44-2.88m

产品类型：全色、多光谱、全色增强、全色+多光谱捆绑等

成像方式：推扫式成像

传感器：全色波段、多光谱

分辨率：0.61（星下点）2.44（星下点）

波长：450-900nm

蓝：450-520nm 绿：520-660nm 红：630-690nm 近红外：760-900 nm

量化值：11位

星下点成像：沿轨/横轨迹方向（+/-25度）

立体成像：沿轨/横轨迹方向

辐照宽度：以星上点轨迹为中心，左右各272km

成像模式：单景16.5km×16.5km

条带：16.5km×165km

轨道高度：450km

倾角：98度（太阳同步）

重访周期：1–6天（70cm分辨率，取决于纬度高低）

9、ERDAS

ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件，是以模块化的方式提供给用户，

ERDAS IMAGINE分为低、中、高三档产品架构。

（1） ERDAS Essentials级。包括有制图和可视化核心功能。可以完成二维/三维显示，数据输入，排序与管理，地图配准，专题图积极简单

的分析。可以集成使用多种数据类型。可扩充的模块包括：

Vector模块——可以建立、显示、编辑和查询Arc/Info数据结构Coverage,完成拓仆关系的建立和修改，实现矢量图形和栅格图像的双向转换；

Virtual GIS模块——可以完成实时三维飞行模拟，建立虚拟世界，进行空间视域分析，矢量与栅格的三维叠加，空间GIS分析等。

Developer’s Tookit模块——ERDAS IMAGINE的C语言开发工具包，包含了几百个函数IMAGINE Advantage级。是建立在ERDAS Essentials级基础之上的，增加了丰富的栅格图像GIS分析和单张航片正射校正的功能。可用于栅格分析、提供正射校正、地形编辑及图像拼接工具。

（2） ERDAS Professional级。除了Essentials和Advantage中包含的功能之外，还提供了空间建模工具、参数/非参数分类器、知识工程师

和专家分类器、分类优化和精度评定，以及雷达图像分析工具。可

扩充的模块包括：

Radar模块——完成雷达图像的基本处理，包括亮度调整、斑点噪声消除、纹理分析、边缘提取等功能。

OrthoMAX模块——依据立体像对进行正射校正，自动DEM提取，立体地形显示及浮动光标和正射校正。

（3） IMAGINE动态链接库。它支持目标共享技术和面向目标的设计开发，提供一种无需对系统重新编也而向系统加入新功能的手段，并允许

在特定的项目中裁剪这些扩充的功能。

10、光谱分辨率

为光谱探测能力,它包括传感器总的探测波段的宽度、波段数、各波段的波长范围和间隔。

有效的方法是根据被探测目标的特性选择一些最佳探测波段。所谓最佳探测波段，是指这些波段中探测各种目标之间和目标与背景之间，有最好的反差或波谱响应特性的差别。

11、边缘增强

将遥感图像（或影像）相邻像元（或区域）的亮度值（或色调）相差较大的边缘（即影像色调突变或地物类型的边界线）处加以强调于以突出处理的技术方法。经边缘增强后的图像能更清晰地显示出不同地物类型或现象的边界，或线形影像的行迹，以便于不同地物类型的识别及其分布范围的圈定。例如利用相关掩膜技术，将原图像（影像）拷制成一张正膜片和一张负膜片，并使两张不同性质的膜片精确重叠，在曝光冲印时，将两张膜片相互错动很小的距离，这样得到一张相应影像有稍许错位“镶边”的图像，其大部分影像正负抵消，而其边缘部分出现一亮线（或暗线），达到从背景中突出影象边界线的显示效果，使图像达到增强。边缘增强还可通过其它方法或计算机处理来实现。

12、多源影像融合

将多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，将不同传感器获取的遥感影像中所提供的各种信息进行综合, 生成新的图像的过程。

13、影像灰度直方图

灰度直方图是用横坐标标注灰度的质量特性值，纵坐标标注频数或频率值，各组的频数或频率的大小用直方柱的高度表示的图形。灰度直方图性质：1）表征了图像的一维信息。只反映图像中像素不同灰度值出现的次数（或频数）而未反映像素所在位置。2）与图像之间的关系是多对一的映射关系。一幅图像唯一确定出与之对应的直方图，但不同图像可能有相同的直方图。3）子图直方图之和为整图的直方图。

14、重采样

当投影点为的坐标计算值不为证书时，原始图像阵列中该非整数点位上并无现成的亮度贡存在，于是就必须采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献累积起来，构成该点位的新亮度值。这个过程即称为数字图像亮度（或图像灰度）值的重采样。

15、双三次卷积

图像卷积是一种重要的图像处理方法，其基本原理是：像元的灰度值等于以此像元为中心的若干个像元的灰度值分别乘以特定的系数后相加的平均值。由这些系数排列成的矩阵叫卷积核。选用不同的卷积核进行图像卷积，可以取得各种处理效果。例如，除去图像上的噪声斑点使图像显得

更为平滑；增强图像上景物的边缘以使图像锐化；提取图像上景物的边缘或特定方向的边缘等。常用的卷积核为3×3或5×5的系数矩阵，有时也使用7×7或更大的卷积核以得到更好的处理效果，但计算时间与卷积核行列数的乘积成正比地增加。

图像的灰度增强和卷积都是直接对图像的灰度值进行处理，有时称为图像的空间域处理。

16、 欧氏距离

欧氏距离

在马氏距离的基础上，作下列限制①将协方差矩阵限制为对角的②沿每一特征轴的方差均相等。则有欧氏距离是马氏距离用于分类集群的形状都相同情况下的特例。

17、 混淆矩阵

一般采用混淆矩阵进行分类精度的评定。对检核分类精度的样区内所有的像元，统计其分类图中的类别与实际类别之间的混淆程度，采集样本的方式有三种类型：①来自监督分类的训练样区；②专门选定的试验场；③随机取样。比较结果可以用表格的方式列出混淆矩阵。

18、 非监督法分类

是指人们事先对分类过程不施加任何的先验知识，而仅凭数据遥感影像地物的光谱特征的分布规律，即自然聚类的特性进行“盲目”的分类。其分类的结果只是对不同类别达到了区分，但并不能确定类别的属性。其类别的属性是通过分类结束后目视判读或实地调查确定的。非监督分类也称聚类分析。

二、 问答题

1、全面具体叙述LADSAT TM 影像与RADARSAT 影像的不同点及产生的原因

LADSAT TM 影像是指美国陆地卫星4～5号专题制图仪所获取的多波段扫描影像。

1. 波谱范围不同：TM 影像有7个波段，其波谱范围：TM-1为0.45～0.52

微米，TM －2为0.52～0.60微米，TM －3为0.63～0.69微米，以上

为可见光波段；TM-4为0.76～0.90微米，为近红外波段；TM-5为

1.55～1.75微米，TM-7为

2.08～2.35微米，为中红外波段；TM-6为

10.40～12.50微米，为热红外波段。RADARSAT 影像具有50km 、

100km 、150km 、300km 、500km 多种扫描宽度。

2. 分辨率不同：TM 影像空间分辨率除热红外波段为120米外，其余均

为30米，像幅185×185公里。每波段像元数达61662个（TM-6为

15422个）。一景TM 影像总信息量为230兆字节），约相当于MSS 影

像的7倍。因TM 影像具较高空间分辨率、波谱分辨率、极为丰富的

信息量和较高定位精度，成为20世纪80年代中后期得到世界各国广

泛应用的重要的地球资源与环境遥感数据源。能满足有关农、林、水、土、地质、地理、测绘、区域规划、环境监测等专题分析和编制1∶

10万或更大比例尺专题图，修测中小比例尺地图的要求。RADARSAT

影像有10~100m 的不同分辨率，地面分辨率为8.5m 。

3. RADARSAT 影像可由异轨获取立体像对，而TM 影像不能。

2)()(i

i T i Ei M X M X M X d -=--=

4.图像的变形不同。RADARSAT影像即离飞机远的影像比例尺大，反

之比例尺小。这与LADSAT TM影像正好相反。RADARSAT影像地

形起伏引起的投影差变化与LADSAT TM影像的位移相反。

产生的原因：1.遥感平台不一样。LADSAT卫星的特点是多波段扫描、地面分辨率为5~30m。RADARSAT具有多种扫描宽度，并且分辨率可调。2.传感器不同，投影方式不同。RADARSAT影像侧视雷达采用斜距投影，它与LADSAT TM影像的摄像机中心投影方式完全不同。斜距投影，因此图像的变形与其他图像不同。主要表现在：①比例尺失真，即里飞机元的影像比例尺大，反之比例尺小。这与全景相片正好相反。②地形起伏引起的投影差变化与中心投影相片的位移相反。应注意，高山往往向飞机方向倾斜，如果获取立体像对，按常规方法观察立体，将是一个反立体。斜距投影变形

2、叙述ISODATA法非监督分类的原理和步骤

原理：①它不是每调整一个样本的类别就重新计算一次各类样本的均值，而是在每次把所有样本都调整完毕之后才重新计算一次各类样本的均值，前者称为逐个样本修正法，后者称为成批样本修正法；②ISODATA算法不仅可以通过调整样本所属类别完成样本的聚类分析，而且可以自动地进行类别的“合并”和“分裂”，从而得到类数比较合理的聚类结果。

步骤：

1.初始化；

2.选择初始中心；

3.按一定规则(如距离最小)对所有像元划分；

4.重新计算每个集群的均值和方差；

按初始化的参数进行分裂和合并；

5.结束，迭代次数或者两次迭代之间类别均值变化小

于阈值；

6.否则，重复3-5；

7.确认类别，精度评定.

3、叙述用卫星遥感图像修测比例尺1：50000地形图的基本要求和方法

基本要求：修测内容是居民地、道路、水系、地类界（部分），地形一般不修测。比例尺:修测地形图的比例尺一般比制作影像图的比例尺小一倍。如TM图像只能修测1:25万比例尺的地形图，SPOT4（多光谱）图像修测1:100000比例尺的地形图。修测1:5万比例尺地形图最好使用分辨力在5米左右的卫星影像，例如IRS－1C上的全色影像分辨力为5.8m,SPOT全色影像分辨力10米，勉强可用于该比例尺地形图的修测。IKONOS影像分辨力为1米，可用于1:10000比例尺地形图的修测。

方法：1):由修测地图比例尺选择合适卫星影像

2):波段选择

3):辐射处理

4）:卫星影像纠正

5):地物分类

6):生成数字地图

7):配准(地图---影像)

8):将DRG或DLG与纠正后的影像进行叠合

9):变化更新，形成更新后的地形图

4、叙述遥感技术的现状和发展趋势

1. 航空航天遥感传感器数据获取技术趋向三多（多平台、多传感器、多角度）和三高（高空间分辨率、高光谱分辨率和高时相分辨率）

遥感数据获取手段迅猛发展。遥感平台有地球同步轨道卫星（35000km）、太阳同步卫星（600—1000km）、太空飞船（200—300km）、航天飞机（240—350km）、探空火箭（200—1000km），并且还有高、中、低空飞机、升空气球、无人飞机等；传感器有框幅式光学相机、缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。三行CCD阵列可以同时得到3个角度的扫描成像，EOS Terra卫星上的MISR可同时从9个角度对地成像。

卫星遥感的空间分辨率从Ikonos Ⅱ的1m，进一步提高到Quckbird的0.61m，高光谱分辨率已达到5—6nm，500—600个波段。在轨的美国EO-1高光谱遥感卫星，具有220个波段，EOS AM-1（Terra）和EOS PM-1（Aqua）卫星上的MODIS具有36个波段的中等分辨率成像光谱仪。时间分辨率的提高主要依赖于小卫星技术的发展，通过发射地球同步轨道卫星和合理分布的小卫星星座，以及传感器的大角度倾斜，可以以1—3d的周期获得感兴趣地区的遥感影像。由于具有全天候、全天时的特点，以及用INSAR和D-INSAR，特别是双天线INSAR进行高精度三位地形及其变化测定的可能性，SAR雷达卫星为全世界各国所普遍关注。我国在机载和星载SAR传感器及其应用研究方面正在形成体系。我国将全方位地推进遥感数据获取的手段，形成自主的高分辨率资源卫星、雷达卫星、测图卫星和对环境与灾害进行实时监测的小卫星群。

2．航空航天遥感对地定位趋向于不依赖地面控制

确定影像目标的实地位置（三维坐标），解决影像目标在哪儿是摄影测量与遥感的主要任务之一。在已成功用于生产的全自动化GPS空中三角测量的基础上，利用DGPS和INS惯性导航系统的组合，可形成航空/航天影像传感器的位置与姿态的自动测量和稳定装置（POS），从而可实现定点摄影成像和无地面控制的高精度对地直接定位。在航空摄影条件下的精度可达到dm级，在卫星遥感的条件下，其精度可达到m级。该技术的推广应用，将改变目前摄影测量和遥感的作业流程，从而实现实时测图和实时数据库更新。若与高精度激光扫描仪集成，可实现实时三维测量（LIDAR），自动生成数字表面模型（DSM），并可推算出数字高程模型（DEM）。

3. 摄影测量与遥感数据的计算机处理更趋向自动化和智能化

从影像数据中自动提取地物目标，解决它的属性和语义是摄影测量与遥感的另一大任务。在已取得影像匹配成果的基础上，影像目标的自动识别技术主要集中在影像融合技术，基于统计和基于结构的目标识别与分类，处理的对象既包括高分辨率影像，也更加注重高光谱影像。随着遥感数据量的增大，数据融合和信息融合技术逐渐成熟。压缩倍率高、速度快的影像数据压缩方法也已商业化。

4. 利用多时像影像数据自动发现地表覆盖的变化趋向实时化

利用遥感影像自动进行变化监测关系到我国的经济建设和国防建设。过去人工方法投入大，周期长。随着各类空间数据库的建立和大量新的影像数据源的出现，实时自动化监测已成为研究的一个热点。

5. 摄影测量与遥感在构建“数字地球”、“数字中国”、“数字省市”和“数字文化遗产”中正在发挥愈来愈大的作用

“数字地球”概念是在全球信息化浪潮推进下形成的。我国正积极推进“数字中国”和“数字省市”的建设。在已完成1∶100万和1∶25万全国空间数据库的基础上，2001年全国各省市测绘局开始1∶5万空间数据库的建库工作。在这个数据量达11TB的巨型数据库中，摄影测量与遥感将用来建设DOM（数字正射影像）、DEM（数字高程模型）、DLG（数字线划图）和CP（控制点数据库）。如果要建立全国1m分辨率影像数据库，其数据量将达到60TB。

6. 全定量化遥感方法将走向实用

从遥感科学的本质讲，其目的是为了获得有关地物目标的几何与物理特性，所以需要通过全定量化遥感方法进行反演。几何方程式是有显式表示的数学方程，而物理方程一直是隐式。目前的遥感解译与目标识别并没有通过物理方程反演，而是采用了基于灰度或加上一定知识的统计、结构和纹理的影像分析方法。但随着对成像机理、地物波谱反射特征、大气模型、气溶胶的研究深入和数据积累，多角度、多传感器、高光谱及雷达卫星遥感技术的成熟，相信在21世纪，估计几何与物理方程式的全定量化遥感方法将逐步由理论研究走向实用化，遥感基础理论研究将迈上新的台阶。只有实现了遥感定量化，才可能真正实现自动化和实时化。

5、根据下图中两类地物在一维特征空间中的分布，画出最大似然法、最小距离法的判别边界并分析和比较它们的

概率

概率判别函数的判别边界(假设有两类)。当使用概率判别函数实行分类时，不可避免地会出现错分现象，分类错误的总概率由后验概率函数重叠部分下的面积给出，错分概率是类别判别分界两侧作出不正确判别的概率之和。从图中可以看出，最大似然法总的错分概率小于最小距离法总的错分概率。

2005

一、名词解释（8*5）

1、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顺序排列，就能得到电磁波谱。依照波长的长短以及波源的不同，电磁波谱可大致分为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。

2、黑体