遥感原理 试题

0.什么是模拟图像与数字图像？数字图像有何特点？模拟图像：也称光学图像，是指空间坐标和明暗程度连续变化的，计算机无法直 接处理的图像，它属于可见图像。数字图像：是指能被计算机存储、处理和使用的图像，是空间坐标和灰度均不连 续，用离散数字表示的图像数字图像特点：二维函数f(x,y)矩阵；x,y是空间坐标；f(x,y)幅值称为亮度或 者灰度，简称DN值；数字图像：空间离散，幅值离散；像素(Pixel)。1. 何谓数字图像的采样和量化？采样网格的大小与图像的质量有何关系？将一张图像划分为MXN个像元，并分别取这些像元的灰度值f(x,y)的过程称为采 洋函数f(x,y)取值的数字化被称为图像的量化(如量化到256个灰度级)也即图像灰 度的离散化。采样网格的大小关系到图像的质量及所包含的信息2. 何谓遥感图像的辐射分辨率、空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率？空间分辨率：像元多代表的地面范围的大小。波谱分辨率: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。3. 何谓遥感数字图像处理？遥感数字图像处理的研究内容？遥感数字图像处理：是利用计算机通过数字处理的方法来增强和提取遥感图像中 的专业信息遥感数字图像处理的研究内容图像转换：A/D、D/A变换数字图像校正：辐射校正和几何校正数字图像增强：改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，突出所需要 的信息。多元信息复合：多遥感平台数据、多时相数据、遥感数据与非遥感数据之间的信 息组合匹配。计算机解译：以遥感数字图像为研究对象，在计算机系统支持下，综合运用地学 分析、遥感图像处理、地理信息系统、模式识别与人工智能技术，实现地学专题信息 的智能化获取4. 通用数字图像处理的研究内容?图像压缩；图像增强；图像恢复；图像重建；图像边缘检测与分割；图像测量与 分析；图像识别与理解。5. 什么是数字图像直方图？请计算下列图像的直方图。图像直方图：反应了在一幅图像中不同灰级像元所占的比例。对于数字图像来说， 直方图就是灰度值概率密度函数的离散化图形。6. 什么是数字图像直方图？请简述灰度直方图的性质。灰度直方图：灰度直方图是灰度级的函数，它表示图像中具有某种灰度级的像素 的个数，反映了图像中每种灰度出现的频率。（1）直方图只反映该图像中不同灰度值出现的次数（或频数），而不包括某一灰度 值像素所在位置信息。（2）任一幅图像，都能惟一地确定出一幅与它对应的直方图，但 不同的图像，可能有相同的直方图。（3） 一幅图像各子区的直方图之和就等于该图像 全图的直方图7. 何谓辐射校正？大气辐射校正的主要方法有哪些？一个理想的成象系统产生的图像的亮度值应该与地物的辐射率成线性关系。但实 际的传感器记录的灰度值、亮度值与地物的辐射并不成线性关系。把这种歪曲的关系 恢复成理想的线性关系，即辐射校正基于图像本身特征转换方法；基于地面定标的经验线性模型；基于大气辐射传输模 型的方法.8. 何谓几何校正？何种情况下需要对图像做几何校正？几何校正（Rectification）是用几何多项式将数据从一个栅格系统转换到另一个 栅格系统的过程，新的栅格像元与原有栅格像元将不一致，这样就必须重采样，即根 据原像元数值计算出新的像元数值。应用中需要进行像元对像元比较时；开发GIS数据库；根据地图坐标识别训练样 本以进行分类工作；创建精确比例尺影像图；与矢量数据（如Arc/info）复合；比较 不同比例尺的影像；进行精确的距离和面积测量；镶嵌影像；完成需要精确地理位置 的其它分析。9. 何谓几何校正？几何校正的主要步骤？几何校正过程中重采样方法有哪些？几何校正是用几何多项式将数据从一个栅格系统转换到另一个栅格系统的过程， 新的栅格像元与原有栅格像元将不一致，这样就必须重采样，即根据原像元数值计算出新的像元数值。选择地面控制点计算转换矩阵重采样 创建输出影像最邻近法：将最接近的像元值赋予输出像元；双线性内插法：利用二次样条函数 计算2X2窗口中的4个像元值并赋予输出像元；立方卷积法：利用三次函数计算4X4 窗口中的像素值并赋予输出像素。10.简述不同重采样方法的优缺点。最邻近法优点最邻近法缺点1）不引入新的像元值，适合分类前使用；2）有利区分植被类型，确定湖泊浑浊程度，温度等；3）计算简单，速度快。1）改变像元值的几何连续性，原图中某些 线状特征会被扭曲或变粗成块状；2）从较大的栅格重采样到较小栅格时会出现阶梯状斜线；可能会丢失或重复一些 数值；用于线形专题图（如道路、水系） 可能引起线状网络数据断开或出现裂 隙双线性内插法双线性内插法1）图像平滑，无台阶现象。线状特征的块状化现象减少；2）空间位置精度更高；3）常用于栅格大小变化时，SPOT/TMo像元被平均，有低频卷积滤波效果 （Low-frequency convolution）o 边缘 被平滑，不利于边缘检测。立方卷积立方卷积1）三次卷积内插突出的优点是高频信息损失少，可将噪声平滑。2）4X4时，像元均值和标准差信息损失小；3）常用于栅格大小变化时，TM/航片融合（4X4）。4）输出影像的均值和标准差接近于原始数据但计算时间长。11.辐射增强方法主要有哪些？何谓直方图线性拉伸？直方图拉伸在图像数字处理中有何用处？对比度拉伸；直方图均衡化；直方图匹配；亮度反转线性拉伸：根据原图像直方图来确定好拉伸变换前的灰值区间，然后把这一灰值区间按某一直线方程关系拉伸或压缩而成为变换后灰值区间。拉伸后的图象灰级范围增大，对比度改善12. 辐射增强方法主要有哪些？何谓直方图均衡化？直方图均衡化在图像数字处理中有何用处？直方图均衡化：通过合并图像直方图中亮度频率较低的邻近直方图，使之与亮度 值频率较高的直方图趋于平衡，即获得图像的均衡直方图。技术上是拉伸扩展中区， 压缩两头。增强了对比度，改善目视效果，产生一幅灰度较为均匀的图像13. 空间增强方法主要有哪些？何谓卷积滤波？卷积滤波在图像数字处理中有何用 处？卷积滤波；密度分割；分辨率融合；自适应滤波。卷积滤波是利用卷积子对影像按子区像素集作平均计算的过程，该算法用于改变 影像的空间频率特征。14. 光谱增强方法主要有哪些？简述主成分变换(或K-L变换)的原理和方法？假彩色合成；主成份分析；缨帽变换；RGB-HIS变换；光谱指数主成分变换是离散(Karhunen-loeve)变换的简称，又被称作K-L变换。它是对某一多光谱影像X，利用K-L变换矩阵A进行线性组合，而产生一组新的多光谱影像Y，Y=AX表达式为：即1 1-k，A，8 ,8 ,A, e21222nM.气1X2ML y nLe,e,a ,en1 n 2nn尤n15.主成分变换(K-L变换)的特点？以及主成分变换的作用?(1)从几何意义来看，变换后的主分量空间坐标系与变换前的多光谱空间坐标系相比旋转了一个角度。而且新坐标系的坐标轴一定指向数据信息量较大的方向。以二维空 间为例，假定某影像像元的分布呈椭圆状，那么经过旋转后，新坐标系的坐标轴一 定分别指向椭圆的长半轴和短半轴方向一一主分量方向，因为长半轴这一方向的信 息量最大。(2) 就变换后的新波段主分量而言，它们所包括的信息量不同，呈逐渐减少趋势。事实 上，第一主分量集中了最大的信息量，常常占80%以上。第二、三主分量的信息量 依次很快递减，到了第n分量，信息几乎为零。由于K-L变换对不相关的噪声没有影响，所以信息减少时，便突出了噪声，最后的分量几乎全是噪声。所以这种变 换又可分离出噪声。16. 常用的遥感图像的比值指数（或光谱指数）有哪些？请列出计算方法。17. 简述辐射增强、空间增强和光谱增强的区别？辐射增强处理影像中单个像元值，而不是考虑相邻像素的值。有些像元的对比度 会增强，而其它的则会减弱。辐射增强是基于每一独立像素的操作，而空间增强（Spatial enhancement）则是 基于周边像元值而作的像元值的修改。光谱增强需要多个波段（2个以上）的数据，用于：压缩相关的数据波段数；提取 新的更易于目视解译的数据波段；应用数学变换和算法；利用RGB三色组合显示更多 的信息。18. 简述遥感图像的监督分类和非监督分类原理和方法？非监督分类：根据像元间的类似度的大小，进行合并归类。一般经过以下步骤：初始分类/专题判别/分类合并/色彩确定/分类后处理/色彩重 定义/统计分析.监督分类：先用某些巳知类别训练样本让分类识别系统学习，待分类系统掌握了 各个类别的特征后，按照分类的规则对全图像进行分类的过程。根据像元间的类似度 的大小，进行合并归类。一般经过以下步骤：训练样本/建立模板/评价模板/初步分类/检验分类/分类后处 理/分类特征统计.19. 论述数字图像处理的应用领域。（1）在农业、林业方面的应用；（2）在地质矿产方面的应用；（3）在水文、水资源方面的应用。（4）环境监测：大气污染、水体污染、土地污染以及海洋污染等进行监测。zqfer