遥感导论考试重点
一名词解释:
★1.遥感:广义:泛指一切无接触的远距离探测,从远处探测感知物体,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。 ★2.电磁波:交互变化的电磁场在空间的传播。
★3.绝对黑体:物体对于任何波长的电磁辐射都全部性吸收。
★4.大气窗口:电磁波受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段。 5.反射率(ρ):地物的反射能量与入射总能量的比,即ρ=(Pρ/ P 0)×100%。 6.反射波谱:地物反射率随波长的变化规律。
★7.雷达:是由发射机通过天线在很短的时间内,向目标地物发射一束很窄的大功率电磁波脉冲,然后用同一天线接收目标地物反射的回波信号而进行显示的一种传感器。
8.相关掩膜处理方法:指对于几何位置完全配准的原片,利用感光条件和摄影处理的差别,制成不同密度,不同反差的正片或负片,通过它们的各种不同叠加方案改变原有影像的显示效果,达到信息增强目的的方法。
9.数字图像:能够被计算机存储,处理和使用的图像。
★10.数字图象增强:利用计算机图像处理技术,通过增加颜色提高图像质量和突出所需信息,利于做进一步的分析或判读。
11.多种信息源的复合:是将多种遥感平台,多时相遥感数据之间以及遥感数据之间的信息组合匹配的技术。
★12.目视解译:它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。 ★13.遥感影像地图:以遥感影像和一定的地图符号表现制图对象地理空间分布和环境状况。 ★14. 计算机辅助遥感制图:在计算机系统支持下,根据制图原理,应用数字图像处理技术和地图编辑加工技术,实现遥感影像制图和成果表现的技术方法。
★15.正像素和混合像素:一个像素内只包含一种地物;像素内包含两种或两种以上的地物。 ★16.监督分类:是根据已知试验样本提出的特征参数建立判读函数,对各待分类点进行分类的方法。
★17. 非监督分类:是事先并不知道待分类点的特征,而是仅根据各待分点特征参数的统计特征,建立决策规则并进行分类的一种方法。
★18.高光谱遥感:光谱分辨率很高的遥感的简称。
★19.光谱角填图法:是一种监督分类技术,将图像波谱直接同参考波谱匹配的一种交互式分类方法,是一种比较图像波谱与已知地物波谱或波谱库中地物波谱的自动分类方法。SAM以实验室/野外测量的标准光谱或从图像上提取的已知点的平均光谱为参考,将图像中每一像元矢量与参考光谱矢量求广义夹角,夹角越小相似度越大。 二,简答题
★1. 遥感的类型
1) 按遥感平台分为:地面遥感、航空遥感、航天遥感
2) 按工作方式分为:主动遥感和被动遥感。又可分为成像遥感与非成像遥感。
2. 遥感技术的特点: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。
★3.微波遥感的特点
1)能全天候,全天时工作
2)对某些地物具有特殊的波谱特征 3)对冰,雪,土壤具有一定的穿透能力 4)对海洋遥感具有特殊意义
5)分辨率较低,但特性明显
4.电磁波谱的波段及范围
★5.遥感图像四种分辨率及含义
空间分辨率:像素所代表的地面范围的大小或地面物体能分辨的最小单元。
波谱分辨率:传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔,间隔小,分辨率越高 辐射分辨率:传感器接收波谱信号时,能分辨的最小辐射度差。
时间分辨率:指对同一地点进行遥感采样的时间间隔,即时间频率或重访周期。 ★6.简述引起遥感图像辐射,几何畸变的原因
引起辐射畸变原因:传感器本身产生的误差;大气对辐射的影响。
引起几何畸变的原因: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响。 7.目视解译方法及基本步骤
方法:直接判读法;对比分析法;信息复合法;综合推理法;地理相关分析法。
步骤:目视解译准备工作阶段;初步解译与判读区的野外考察;室内详细判读;野外验证与补判;目视解译成果的转绘与制图。 8.遥感数字图像特点
1)便于计算机处理与分析 2)图像信息损失低 3)抽象性强
6.为了提取光谱曲线参数常用的技术
光谱微分技术; 光谱匹配技术; 混合光谱分解技术; 光谱分类技术; 光谱特征提取方法; 模型方法
★9.高光谱遥感与一般遥感的区别
1)分辨率高 高光谱10nm 一般几百nm
2)近似连续 高光谱数据可构成高光谱数据立方体 一般只获取离散波段数据 3)信息丰富 比一般遥感在地物识别上的优越性 4)数据量大噪声大,数据处理复杂性高 三,论述题
1.论述典型地物的波谱曲线特征
(1)植被:可见光波段有一个小反射峰,位于绿光处(0.55),两侧0.45(蓝)和0.67(红)则有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素的影响(叶绿素对蓝光和红光吸收作用很强,对绿光反射作用很强)在近红外(0.7-0.8)有一反射“陡坡”,至1.1有一峰值,形成植被独有的特征。在中红外(1.3-2.5)受到绿色植物含水量的影响,吸收率大增,形成低谷。 (2)土壤:自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值,呈比较平滑的特征,一般土质越细反射率越高、有机质含量越高和含水量越高反射率越低。
(3)水体:反射主要在蓝、绿光波段,其它波段吸收都很强,所以在近红外影像上,水体呈黑色,但当水浑浊时,反射率会增加,峰值出现在黄光区,水中含叶绿素时,近红外波段明显抬升。(在光谱的近红外和中红外波段,水几乎吸收了其全部的能量,即纯净的自然水体在近红外波段更近似于一个“黑体”
(4)岩石:无统一特征,会随矿物成分,含量,风化程度,含水状况,颗粒大小,表面光滑度而受影响。
★2.大气窗口的波段及应用
★3.监督分类和非监督分类的方法以及区别
监督分类方法:最小距离分类法;多级切割分类法;特征曲线窗口法;最大似然比分类法。 非监督分类方法:分级集群法;动态聚类法。
区别:根本区别在于是否利用训练场来获取先验的类别知识进行分类;而非监督分类方法则根据地物的光谱统计特性进行分类。 ★4.数字图像增强方法及使用目的 1)对比度变换 改变图像像元亮度值 2)空间滤波 突出图像上某些特征 3)色彩变换 提人对高色彩的分辨能力
4)图像运算 提取信息或去掉某些不必要信息 5)多光谱变换 增强提取有用信息
★5.光谱吸收特征参数常用的有以下几种
吸收谷位置P 指吸收谷的波长
吸收谷深度H 吸收谷到两相邻反射峰连线的距离 吸收谷宽度W 两相邻反射峰连线的距离 斜率tan 两相邻反射峰连线的斜率
面积A 两相邻反射峰间曲线的面积积分
对称度S=A1/A 从吸收谷的对称连线左边第一个反射峰到吸收谷p的面积与两相邻反射峰间曲线的面积积分的比值
1、遥感系统主要包括那几部分? 1、目标物的电磁波特性 2、 信息的获取 3 信息的接收(或信息的传输与记录) 4信息的处理 5信息的应用 2、简述地球辐射的分段特性。(6分)
波段名称和波长: 可见光与近红外 (0.3-2.5μm),中红外 (2.5-6μm)) 远红外(>6μm)
辐射特性:地表反射太阳辐射为主;地表反射太阳辐射和自身热辐射;地表物体自身热辐射为主
3、遥感图像的特征主要有哪些? 空间分辨率 波谱分辨率 辐射分辨率 时间分辨率
1.什么是图像?试述图像数字化的方法和步骤。
*
2.什么是遥感图像?举例说明遥感模拟图像与遥感数字图像的区别。** 3.什么是遥感图像处理系统?试述其基本构成。**
4.通过互联网检索说明ERDAS Imagine、ENVI/IDL、PCI Geomatica等几种常用遥感图像处理软件的基本特点及其最新进展。(不重要) 5.试述下列遥感数据的基本特点:* •Landsat5 TM •Landsat7 ETM+ •SPOT HRV •QuickBird •MODIS •ASTER
6.试问从Google Earth上可以检索到哪些遥感数据资源?(不重要)
7.NASA World Wind与Google Earth相比有哪些特殊的优势?(不重要)
8.什么是地球观测系统?列举出5种属于地球观测系统的遥感卫星及其所搭载的传感器,并说明其主要特点。*
1.简述常用图像格式及其特点
2.试述ERDAS Imagine .img图像数据存储内容*
3.什么是图像直方图?直方图在图像分析中的意义何在?** 4.什么是取子区?ERDAS Imagine中有几种子区提取方法?* 5.试述图像统计参数有哪些?*
6.简述ERDAS Imagine中可以完成的图像量测内容。*
7.什么是色彩变换?遥感图像处理中有哪些色彩变换方法????????参考Erdas软件 8.试述傅立叶变换及其在遥感图像处理中的意义** 9.试述主成分变换及其在遥感图像处理中的意义**
1.卫星遥感图像辐射误差产生的主要原因有哪些?**
2.因大气和太阳辐射引起的辐射误差,其相应的校正方法哪些?** 3.试述基于波段对比法进行图像辐射校正的原理**
4.试说明目前常用商业化遥感图像处理软件中使用的大气射校正算法及其模块。* 5.说明遥感图像几何变形误差的主要来源和类型。*? 6.简述遥感数字图像几何纠正的一般过程。*
7.试述利用多项式纠正法纠正卫星遥感图像的原理和步骤。 8.试述遥感图像几何校正过程中的重采样方法和插值方法 9.什么是图像镶嵌?遥感图像镶嵌的基本步骤有哪些?
1.什么是图像增强?图像增强的目的是什么? 2.什么是线性百分比反差拉伸?如何实现? 3.什么是标准差反差拉伸?如何实现?
4.直方图均衡化操作中采用是何种变换函数? 5.直方图规定化的基本原理是什么?
6.何谓图像平滑?试述均值平滑与中值滤波的区别。 7.何谓图像锐化?举例说明图像锐化处理的几种方法? 8.试比较卷积函数与聚焦函数在图像增强处理中的异同。
9.试述利用傅立叶变换可以实现的图像增强功能及其实现步骤。 10.试述图像代数运算处理过程中需要注意的几个问题
11.什么是空间建模?如何利用空间建模工具实习地表反射率的反演? 12.什么是主成分变换?主成分变换在图像处理中有何实际意义? 13.什么是樱帽变换?樱帽变换有何实际的生态意义?
14.什么是指被指数?说明几种常用的植被指数的计算方法及其生物物理意义?
15.什么是图像融合?以陆地卫星TM影像和SPOT的全色波段图像为例,举出三种图像融合实现方法。
1.试述遥感图像计算机分类的一般原理。
2.什么是光谱空间,什么是特征空间?二者有何关系?
3.简述我国以往使用过的土地利用分类系统和新颁布的土地利用分类系统的主要特点。 4.什么是监督分类,什么是非监督分类?简述监督分类和非监督分类的异同。 5.什么是特征选择,什么是特征提取?二者有何区别?
6.比较欧几里德距离、曼哈顿距离和马氏距离判别函数之间的异同。 7.简述类别可分性度量的几种方法。 8.简述平行六面体分类器的基本原理 9.简述最小距离分类器的基本原理
10.简述最大似然法分类器的基本原理。 11.试述非监督分类中类中心的选取方法 12.简述ISODATA法图像分类的基本内容。 13.简述模糊分类与传统分类的区别 14.试述图像分类精度评价的主要内容。 15.简述Kappa系数的概念及其计算方法。 16.试述专家分类器的基本概念和实现方法。
17.试说明人工神经网络图像分类的基本概念和思路。 1.简述遥感制图的目的和意义 2.简述遥感制图的基本内容和步骤
3.什么是虚拟现实?什么是虚拟地理环境? 4.谈谈你对“数字地球”的理解
5.试述Virtual GIS的主要功能和应用前景 复习要求:
1.按照课程讲义的内容全面复习 2.教材为辅
3.参照每章的复习参考题
4.结合实习内容,对照讲义对实习报告进行自检 5.具体公式、算法步骤不必背诵
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一、名词解释(20分)
1.多波段遥感:探测波段在可见光与近红外波段范围内,再分为若干窄波段来探测目标。 2.维恩位移定律:黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体的绝对温度成反比。黑体的温度越高,其曲线的峰顶就越往左移,即往短波方向移动。
3.瑞利散射与米氏散射:前者是指当大气中的粒子直径比波长小得多的时候所发生的大气散射现象。后者是指气中的粒子直径与波长相当时发生的散射现象。
4.大气窗口;太阳辐射通过大气时,要发生反射、散射、吸收,从而使辐射强度发生衰减。对传感器而言,某些波段里大气的投射率高,成为遥感的重要探测波段,这些波段就是大气窗口。
5.多源信息复合:遥感信息图遥感信息,以及遥感信息与非遥感信息的复合。
6.空间分辨率与波谱分辨率:像元多代表的地面范围的大小。后者是传感器在接收目标地物辐射的波谱时,能分辨的最小波长间隔。
7.辐射畸变与辐射校正:图像像元上的亮度直接反映了目标地物的光谱反射率的差异,但也受到其他严肃的影响而发生改变,这一改变的部分就是需要校正 的部分,称为辐射畸变。通过简便的方法,去掉程辐射,使图像的质量得到改善,称为辐射校正。
8.平滑与锐化;图像中某些亮度变化过大的区域,或出现不该有的亮点时,采取的一种减小变化,使亮度平缓或去掉不必要的“燥声”点,有均值平滑和中值滤波两种。锐化是为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化大的部分。
9.多光谱变换;通过函数变换,达到保留主要信息,降低数据量;增强或提取有用信息的目的。本质是对遥感图像实行线形变换,使多光谱空间的坐标系按照一定的规律进行旋转。 10、监督分类:包括利用训练样本建立判别函数的“学习”过程和把待分像元代入判别函数进行判别的过程。 二、填空题(20分)
1、1978年以后,气象卫星进入了第三个发展阶段,主要以--------NOAA------系列为代表。我国的气象卫星发展较晚。卫星是中国于1998年9月7日发射的第一颗环境遥感卫星。 2、成功。
3轨道,其图像覆盖范围约为SPOT卫星较之陆地卫星,其最大优势是最高空间分辨率达到10米。
4、目标地物的识别特征包括---阴影。(3分) 5、热红外影像上的阴影是目标地物与背景之间辐射差异造成的,可分为暖阴影 和冷阴影两种。
6、TM比MSS图像有较大改进。
7子系统、狭义的遥感图像解译专家系统。
8、全球定位系统在3S时及测速能力。
9、固体自扫描是用固定的探测元件,通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。目前常用的探测元件是CCD,它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。
三、问答题(30分,每题6分)
1、微波遥感的特点有哪些? 全天候、全天时工作
对某些地物有特殊的波谱特征
对冰、雪、森林、土壤等有一定的穿透能力 对海洋遥感有特殊意义 分辨率较低,但特性明显
2、遥感影像变形的主要原因是什么? 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 地球自转的影响
3、遥感影像地图的主要特点是什么? 丰富的信息量 直观性强
具有一定的数学基础 现实性强
4、遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么? 未充分利用遥感图像提供的多种信息 提高图像分类精度受到限制 大气状况的影响 下垫面的影响 其他因素的影响
5、简要回答计算机辅助遥感制图的基本过程。 遥感影像信息选取与数字化 地理基础底图的选取与数字化 遥感影像几何纠正与图像处理 遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接 地理地图与遥感影像的复合 符号注记层的生成 影像地图图面配置 影像地图的制作与印刷 四、论述题(20分)
1、试述遥感目视解译的方法与基本步骤。
要点:直接判读法;对比分析法;信息复合法;综合推理法;地理相关分析法。
程序:准备工作阶段;初步解译与判读区的野外考察;室内详细判读;野外验证与补判;成果的转绘与制图。
2、试述计算机解译的主要技术发展趋势。
要点:抽取遥感图像多种特征并综合利用;逐步完成GIS各种专题数据库的建设。利用GIS数据减少自动解译中的不确定性;建立适应于遥感图像自动解译的专家系统,提高自动解译的灵活性;模式识别和专家系统的结合;计算机解译新方法的应用。