遥感基础知识试题及答案

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。1、遥感与遥感技术系统：遥远地感知；目标地物的电磁波，信息获取，信息接受，信息处 理，信息应用。2、动遥感与被动遥感：前者是探测器主动发射电磁波并接受信息。后者是被动接受目标地 物的电磁波。3、磁波与电磁波谱：电磁振动的传播；按电磁波在真空中的传播的波长排列。4、直摄影与倾斜摄影：摄影机主光轴与地面垂直；摄影机主光轴偏离垂线。5、光机扫描成像与固体自扫描成像10、监督分类与非监督分类：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。9、 影像变形与几何校正：各种原因造成的几何位置变化。1、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、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。6、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。2、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。3、影像变形与几何校正：各种原因造成的几何位置变化7、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 。6、感光度：感光材料感光快慢程度。7、三基色：三基色中的任何一基色都不能由其他二基色混合而成。8、分辨率：在图像上显示出有差别并能加以区分的两物体间的最小间距 。10、亮度系数：在相同的照度条件下，物体表面的亮度与绝对白体理想表面的亮度之比。2、 与地物有着相同辐射量的相应黑体的绝对温度即地物的亮度温度。3、高光谱遥感：是指利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获取有关数据。4、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。5、电磁波振幅减少e分之一倍的穿透深度。6、利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的测方，以代替大孔径的天 线，提高方位分辨力的雷达。7、指像素代表的地面范围的大小，即地面物体能分辨的最小单元。8、植物所有叶子的累加面积总和与覆盖地面面积之比。9、遥感影像中近红外波段的反射值减去红光波段的反射值的差与二者之和的比值。10、包括遥感影像相对于地面坐标的配准校正、遥感影像相对于地图投影坐标系统的配准 校正，以及不同类型或不同时相的遥感影像之间的几何配准和复合分析，以得到比较精确的 结果。 3、 电磁波：电磁振动在空间的传播。4、电磁辐射：物体向外发射电磁波的过程。8、分辨率：在图像上显示出有差别并能加以区分的两物体间的最小间距。10、 亮度系数：在相同的照度条件下，物体表面的亮度与绝对白体理想表面的亮度之比 。2、大气闪烁：电磁波穿过大气层时发生的抖动现象。7、频率：单位时间中通过某一给定点的波峰数目。8、亮度温度：指红外辐射计把所接收到的来自地物热辐射能量转换而来的，与该地物有着 同样辐射量的相应黑体的温度。9、亮温：指红外辐射计把所接收到的来自地物热辐射能量转换而来的，与该地物有着同样 辐射量的相应黑体的温度。遥感导论复习总结1,2 章第一章1 遥感概念： 广义遥感：利用仪器设备从远处获得被测物体的电磁波辐射特征、力场特征、 和机械波特征据此识别物体的技术。狭义遥感：应用探测仪器，不与探测目 标相接触，从远处把目标的电磁波记录下来，通过分析，揭示出物体的特征 性质及其变化的探测技术。2 遥感技术系统的组成：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与 记录、信息的处理和信息的应用3 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（接受到的电磁 辐射信号可转换成数字或模拟图像）与非成像遥感（接受到的信号不能形成 图像）。3）按探测波段分为紫外遥感（0.3-0.4）可见光（0.4-0.7）红外（0.7-14mm） 微波（0.1-100cm）4 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、局限性第二章5 电磁波的主要参数波长、周期、频率（指单位时间内，完成振动或振荡的次数或周期）、振幅（表 示电场振动的强度。它被定义为振动物理量偏离平衡位置的最大位移） 注：一般可用波长或频率来描述或定义电磁波谱的范围。在可见光红外遥感 中多用波长，在微波遥感中多用频率。电磁波谱：将各种电磁波在真空中的波长按其长短，依次排列制成的图表。 地物波谱：地物的反射、发射、透射电磁波的特征是随波长而变化的，即是波长 的函数。因此人们往往以波谱曲线的形式表示，简称地物波谱满足关系式：E=h*ff*a=c（a指波长）6常用电磁波波段特性1）紫外线（UV）： 0.01-0.4卩m,碳酸盐岩分布、水面油污染。2）可见光：0.4-0.76 p m，鉴别物质特征的主要波段；是遥感最常用的波段。3）红外线（IR） : 0.76-1000 p m。近红外 0.76-3.0 p m中红外 3.0-6.0 p m；远红外6.0-15.0 p m；超远红外15-1000 p m。（近红外又称光红外或反 射红外；中红外和远红外又称热红外。）4）微波：lmm-lm。全天候遥感；有主动与被动之分；具有穿透能力。7电磁波的特性（1）电磁波是横波（2）在真空中以光速传播（3）电磁波具有波粒二象性 8电磁辐射度量1）电磁辐射源：（1）自然辐射源：太阳辐射（是可见光和近红外的主要辐射源） 地球电磁辐射（小于3 p m的波长主要是太阳辐射的能量；大于6 p m的波长， 主要是地物本身的热辐射；3-6 p m之间，太阳和地球的热辐射都要考虑）（2） 人工辐射源：主动式遥感的辐射源。注：遥感探测实质上是辐射能量的测定。2）辐射度量：（1）辐射通量e ：单位时间内通过某一面的辐射能量。（2）辐射通量密度E：单位时间内通过单位面积的辐射能量。（3）辐照度I：单位面积上所接收的辐射通量（4）辐射出射度M：单位面积上辐射出的辐射通量（5）立体角W：为锥体所拦截的球面积o与半径r的平方之比（6）辐射亮度L辐射源在某一方向的单位投影表面在单位立体角内的辐射通 量注：辐射源向外辐射电磁波时，L往往随方向的变化而变化，也就是说， 从不同的角度观察辐射源时，亮度值是不一样的。我们把L与方向无关的辐射源 称为朗伯源，严格讲，只有黑体才是朗伯源。9电磁辐射相关定理1）黑体概念：对任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体。（黑体的热辐射称为 黑体辐射）2）黑体辐射规律：（1）（波尔兹曼定律）黑体总辐射出射度与黑体温度的四次 方成正比（2）（维恩位移定律）随着温度的升高，辐射最大值往波长短的方向 移动3）实际物体辐射：（1）基尔霍夫定律：在一定温度下，地物单位面积上的辐射 通量W和吸收率之比，对于任何物体都是一个常数，并等于该温度下同面积黑体 辐射通量（2）发射率（比辐射率）：地物的辐射出射度（单位面积上发出的辐 射总通量）W与同温下的黑体辐射出射度W黑的比值。注：（1）由上面两个定义可以发现，在给定的温度下，物体的发射率=吸收率（同 一波段）（2）地物的热辐射强度与温度的四次方成正比，所以，地物微小的温度差 异就会引起红外辐射能量的明显变化。这种特征构成了红外遥感的理论基础 10大气的相关概念1）大气成分：多种气体、固态和液态悬浮的微粒2）大气结构（大气的垂直分层）对流层、平流层、中气层、热层和大气外层 11大气对太阳辐射的影响1）大气的吸收：（1）氧气，高空遥感很少使用紫外波段的原因（2）水，吸收 太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光的 红光部分。因此，水对红外遥感有极大的影响2）散射作用：太阳辐射在传波过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个 方向散开。改变了电磁波的传播方向；干扰传感器的接收；大气散射集中在太阳 辐射能量最强的可见光区。因此，散射是太阳辐射衰减的主要原因。（1）瑞利散射：当微粒的直径比辐射波长小得多时，此时的散射称为瑞利散射。 散射率与波长的四次方成反比，因此，瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。 无云的天空呈蓝色是因为蓝光波长短，散射强度大，因此蓝光向四面八方散射， 使整个空中蔚蓝。日出日落时，太阳高度较低，在过长的传播中蓝光几乎被散射 殆尽，绿光次之，最后剩了红光和少量的绿光，构成橘红色。注：瑞利散射对可见光的影响较大，对红外辐射的影响很小，对微波的影响可以 不计。多波段中不使用蓝紫光的原因：（2）米氏散射：当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。云、雾的粒子 大小与红外线的波长接近，所以云雾对对红外线的米氏散射不可忽视。（3）无选择性散射：当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无 选择性散射条件的波段中，任何波段的散射强度相同。水滴、雾、尘埃、烟等气 溶胶常常产生非选择性散射。云雾中水滴粒子直径比波长大的多，因而对可见光 中各个波长的光散射强度相同，所以云雾呈白色。注：微波具有极强的穿透云层本领的原因：微波波长比粒子的直径大得多，属 于瑞利散射的类型，散射强度与波长四次方成反比，波长越长散射强度越小，所 以微波散射较小。综上可看出，在可见光和近红外波段，大气最主要的散射作用是瑞利散射。12大气窗口1）含义：通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段2）意义：大气窗口是选择遥感工作波段的重要依据3）特性：大气窗口波段透射率/%应用举例紫外可见光 近红外0.3 1.3 p m90TM1-4、 SPOT 的 HRV近红外1.5 1.8 p m80TM5近-中红外2.03.5 p m80TM7中红外3.55.5 p mNOAA 的 AVHRR远红外8 14 p m60 70TM6微波0.8 2.5cm100Radarsat13地球辐射在可见光和近红外波段地球辐射以地表反射太阳辐射为主，在中红外波段两者共 同作用，在远红外波段以地球自身热辐射为主。14。地物反射波谱特征1）地物的反射率（反射系数或亮度系数）：地物对某一波段的反射能量与入射 能量之比。反照率（albedo）：以太阳光作为入射光的反射率，即自然物体的反射 率。（物体的光谱反射率随波长变化的曲线称为光谱反射率曲线，它的形状反映 了地物的波谱特征）2）物体的反射可分为镜面反射、漫反射和实际物体反射。 影响地物反射率大小的因素：入射电磁波的波长、入射角的大小、地物表面颜色 与粗糙度3）几种典型地物的光谱特性（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。 影响土壤光谱的主要因素:：1 土壤中的原生矿物和次生矿物2 土壤水分，当土壤的含水量增加时，土壤的反射率就会下降，在水的各 个吸收带处（1.4, 1.9和2.7um），反射率的下降尤为明显。对于植物和土壤， 造成这种现象显然是同一种原因，即入射辐射在水的特定吸收带处被水强烈吸收 所致3 土壤有机质：土壤有机质是指土壤中那些生物来源（主要是植物和微生 物）的物质，其中腐殖质是土壤有机质的主体，有机质的影响主要是在可见光和 近红外波段，而影响最大的是在0.60.8um之间，不仅有机质的含量影响土壤 光谱反射特性，而且其不同的组成也同样有显著的影响。4 铁：铁的影响主要也在可见光和近红外波段。5 土壤质地：一是影响土壤持水能力，进而影响土壤光谱反射率；二是土 壤颗粒大小本身也对土壤的反射率有很大影响（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”，因此， 在1.12.5 波段，较纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零）（ 4）城市人工目标：# 绿色塑料棚顶的波谱曲线在绿波段处有一个反射峰值，与植被相似，但它 没有0.68 m卩处的吸收谷和近红外波段的“高反射坪”。# 沥青粘砂屋顶由于其表面铺着反射率较高的沙石而决定了其发射率高于 灰色的水泥平顶# 铁皮屋顶表面呈灰黑色，反射率低且起伏小，曲线平坦第三章15摄影相片的几何特性1）相片投影：航片是中心投影，即摄影光线交于同一点；地图是正射投影，即 摄影光线平行且垂直投影面。中心投影与正摄投影间的关系：1）投影距离的影响：正射投影有统一的比例 尺，图像缩小河放大与投影距离无关，而中心投影比例尺与其焦距和航高有关2） 投影倾斜面的影响：投影面倾斜时，正射投影影像仅表现为比例尺有所放大，而 对中心投影，若其投影面倾斜，航片各部分的比例尺就不同了3）地形起伏的影 响，对正射投影投影点之间的相对位置不变，对中心投影会产生投影误差。中心投影的透视规律：点的像仍然是点；与像面平行的直线的像还是直线；如 果直线垂直于地面，有两种情况： 第一:当直线与像片垂直并通过投影中心时， 该直线在像片上的像为一个点； 第二:直线的延长线不通过投影中心，这时直线 的投影仍为直线，但该垂直线状目标的长度和变形情况则取决于目标在像片中的 位置；平面上的曲线，在中心投影的像片上一般仍为曲线。2）相片比例尺：航片上两点之间的确距离与地面上相应两点实际水平距离之比1/m=f/H=ab/AB （具体见书上 60 页）3）像点位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺变化外，还 会引起平面上的点位在像片上的位置移动，这种现象称为像点位移。规律：（1） 位移量与地形高差成正比，即高差越大引起的像点位移量也越大。当高差为正时， 像点位移为正，是背离像主点方移动；高差为负时，像点位移为负，是朝向像主 点方向移动。（2）位移量与像点距离像主点的距离成正比，即距像主点越远的 像点位移量越大，像片中心部分位移量较小。像主点无位移。（3）位移量与摄 影高度（航高）成反比。即摄影高度越大，因地表起伏的位移量越小。16扫描成像：一、光/机扫描成像 1）概念：依靠机械传动装置使光学镜头摆动，形成对目标 地物逐点逐行扫描。探测元件把接收到的电磁波能量能转换成电信号，在磁介质 上记录或再经电/光转换成为光能量，在设置于焦平面的胶片上形成影像 2） 瞬时视场角：扫描镜在一瞬时时间可以视为静止状态，此时，接受到的目标物的 电磁波辐射，限制在一个很小的角度之内，这个角度称为瞬时视场角。即扫描仪 的空间分辨率。 3）总视场角：扫描带的地面宽度称总视场。从遥感平台到地面 扫描带外侧所构成的夹角，叫总视场角 4）工作原理：扫描镜在机械驱动下，随 遥感平台的前进运动而摆动，依次对地面进行扫描，地面物体的辐射波束经扫描 镜反射，并经透镜聚焦和分光分别将不同波长的波段分开，再聚焦到感受不同波 长的探测元件上。注：红外扫描仪、多光谱扫描仪（MSS）、专题制图仪TM都是光机扫描仪二、固体自扫描成像1）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。2）电子藕合器件CCD: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。具有感受波谱范围宽、畸变小、 体积小、重量轻、系统噪声低、灵敏度高、动耗小、寿命长、可靠性高等一系列 优点。3）扫描方式上具有刷式扫描成像特点。探测元件数目越多，体积越小， 分辨率就越高。电子藕合器件 CCD 逐步替代光学机械扫描系统。三、高光谱成像光谱扫描 1）成像光谱仪：既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱 像合一”的技术，称为成像光谱技术。按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。2）特点：其图象是多达数百个波段的非常窄的连续的光谱波段组成，波段覆盖 了可见光、近红外、中红外和热红外区域全部光谱带，使图象中的每一像元均得 到连续的反射率曲线，而不像其他一般传统的成像谱光仪在波段之间存在间隔。 17微波遥感与成像1）概念：指通过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 来认识地物的技术2）微波遥感的特点：1 .能全天时、全天候工作2.具有一定穿透能力3.对 海洋遥感具有特殊意 4。对某些地物有特殊的波谱特性 5。分辨率较低，但特性 明显3）雷达回波强度受以下特性的影响：1 .复介电常数2.地形坡度3.表面粗 糙度4）微波遥感方式：（1）雷达：由发射机通过天线在很短时间内，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。注：雷达主要是根据“多普勒”效应来测定运动的目标物体。（2）侧视成像雷达：天线与遥感平台的运动方向形成角度。1 优点：侧向发射范围可以设计的宽一些，同时使雷达图像更具立体感。2 距离分辨率：能分辨出的两目标物间的最小斜距，理论上等于脉冲长度 的一半。Rr= JC/2*cosa式中，J为脉冲宽度（微秒）；C为光速；a为雷 达天线俯角3 方位分辨率：指沿一条航向线（方位线）可以分辨的两点间的最小距离。Ra=Rs入/D入：微波波长；D：雷达天线孔径；Rs距目标地物的距离（3）合成孔径侧视雷达：采用若干个小孔径组成的阵列，利用它们接受窄脉冲 信号，以获得高的方位分辨率。18遥感图像特征1）空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地 面物体能分辨的最小单元。2）光谱分辨率：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。3）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。4）辐射分辨率：即探测器的灵敏度，传感器对光谱信号强弱的敏感程度、区分 能力，一般用灰度的分级数来表示。第四章19光学原理1）颜色性质描述参数（1）亮度对比：对象相对于背景的明亮程度（2）颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色的相互影响叫做颜色对比（3）明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉，物体反射率越高，明度就越 高（4）色调：是色彩彼此相互区分的特性（5）饱和度：是色彩纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表 示。2）颜色立体（颜色的表示）（描述颜色特性之间的关系），颜色立体、孟赛尔 颜色立体3）颜色相加原理（1）三原色：红、绿、蓝，若三种颜色，其中的任一种都不能 由其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色调 的颜色，则称之为三原色。（2）互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这 两种颜色就称为互补色。（3）色度图：可以直观地表现颜色相加的原理,更准确 地表现颜色混合的规律.4）颜色相减原理：当两块滤光片组合产生颜色混合时,入射光通过每一滤光片时 都减掉一部分辐射，最后通过的光是经过多次减法的结果.，减法三原色:黄、品 红、青。20数字图像概念 数字图像是能被计算机存储、处理和使用的用数字表示的图像 数字化：将连续的图像变化，作等间距的抽样和量化 21遥感数字图像的特点 便于计算机处理与分析、图像信息损失低、抽象性强 22遥感数字图像可分几种类型： 二值数字图像、单波段数字图像、彩色数字图像、多波段数字图像23.数字图像的表示方法（三种数据格式）：BSQ （按波段顺序依次排列的数据 格式）BIP （每个像元按波段次序交叉排列）BIL （是逐行按波段次序排列的格 式）24数字图像直方图： 1）概念：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮 度值区间像元出现的频率的分布图 2）直方图的作用：直观地了解图像的亮度值 分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的曲线可以反 映图像的质量差异。25辐射校正1）引起辐射畸变的原因：传感器仪器本身的误差、大气对辐射的影响2）大气对辐射的影响：大气的主要影响是减少了图像的对比度，使原始信号和 背景信号都增加了因子，图像质量下降。大气影响的粗略校正：通过简单的方法 去掉程辐射度（散射光直接进入传感器的那部分），从而改善图像质量。包括直 方图最小值去除法和回归分析法3）直方图最小值去除法:基本思路:每幅图像上都有辐射亮度或反射亮度应为 0 的地区，而事实上并不等于 0,说明亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐 射度增值。校正方法:将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。 使图像亮度动态范围得到改善，对比度增强，从而提高了图像质量。4）回归分析法：原理：根据波段间的相关性，由一已知波段的程辐射推断其余 波段程辐射26几何校正1）遥感影像变形的原因：遥感平台位置和运动状态变化的影响、地形起伏的影 响（产生像点位移）、地球表面曲率的影响（一是像点位置的移动；二是像元对 应于地面宽度不等，距星下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长）、大气折射的 影响（产生像点位移）、地球自转的影响（产生影像偏离）、2）基本思路：把存在几何畸变的图像，纠正成符合某种地图投影的图像，且要 找到新图像中每一像元的亮度值。注：此方法适合于地面平坦，不需考虑高程信息，或地面起伏较大而无高程信息， 以及传感器的位置和姿态参数无法获取时应用。3）具体步骤（1）选取控制点（2）找到一种数学关系，建立变换前后的函数关系， 计算校正后每一点所对应原图中的位置（3）计算每一点的亮度值。4）计算方法：（1）建立两图像像元点之间的对应关系（2）求出原图所对应点 的亮度（内插方法：最近邻法、双线性内插法、三次卷积内插法）。5）控制点（GCP）的选取（1）数目的确定:最小数目；6倍于最小数目。（2）选 择的原则在几何校正中，GCP点的选择是最重要，也是工作量最大的，对于一个精确的校 正必须使用精确的地面控制点，图像中所有其它点的校正坐标均由地面控制点外 推所得。被定位的地面控制点必须散布在整幅图像上，GCP点分布越均匀，数量 越多，校正的可靠性越高。27对比度变换1）概念：是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善 图像质量的图像处理方法。 将图像中过于集中的像元分布区域（亮度值分布范 围）拉开扩展，扩大图像反差的对比度，增强图像表现的层次性。又叫辐射增强。2）方法：对比度线性变换和非线性变换。在改善图像对比度时，如果采用线性 或分段线性的函数关系，那么这种变换就是线性变换。变换函数为非线性函数时， 即为非线性变换，如指数变换，它的意义在于将亮度值较高的部分拉伸，亮度值 较低的部分压缩。28空间滤波1）概念：以突出图像上的某些特征为目的，通过像元与周围相邻像元的关系， 采取空间域中的邻域处理方法进行图像增强方法。注：对比度扩展是通过单个像元的运算从整体上改善图像的质量，空间滤波则是 以重点突出图像上某些特征为目的的。2）平滑：图像中出现某些亮度值过大的区域，或出现不该有的亮点时，采用平 滑方法可以减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的亮点。（1）均值平滑：将每 个像元在以其为中心的区域内，取平均值来代替该像元值，以达到去掉尖锐“噪 声”和平滑图像的目的。（2）中值滤波3）锐化：突出图像的边缘、线性目标或某些亮度变化率大的部分。有罗伯特梯 度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、定向检测等锐化方法。29彩色变换1）概念：把数字图像组合转换成彩色图形，或者把各种增强或分类图像组合叠 加，以彩色图像显示出来。2）方法：（1）单波段彩色变换（假彩色密度分割）概念：单波段黑白遥感图像可按亮度 分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一幅彩色图像。（2）多波段色彩变换：选择遥感影像中的三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种 原色，根据加色法合成原理，合成彩色影像。合成方案：彩色合成图像分为真彩 色图像和假彩色图像。选取波段原则：合成后信息量最大，波段之间相关性最小。（3）HLS 变换：即色调、明度、饱和度的色彩模式，可用近似的颜色立体来量 化。30图像运算1）概念：两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实 现图像增强，达到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。2）原理：地物不同波段的光谱差异。3）比值运算：对应像元的亮度值相除（除数不为 0）。该运算常用于突出遥感 影像中的植被特征、提取植被类型或估算植被生物量，这种算法的结果称为植被 指数。常用算法：近红外波段/红波段;或（近红外-红）/（近红外+红）.对于区 分和增强光谱亮度值虽不明显，而不同波段的比值差异较大的地物有明显效果。 另外还可以去除地形影响。4）差值运算：对应像元的亮度值相减。有利于目标与背景反差较小的信息的提 取，研究同一地区不同时相的动态变化。注：两种运算都要求图像行、列数相等。31多光谱变换1）概念：针对多光谱影象存在的一定程度上的相关性以及数据冗余现象，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目的的方法。2）变换的本质:对遥感图像实行线性变换，使光谱空间的坐标按一定规律进行旋 转。K-L变换作用：数据压缩和图像增强，K-T变换作用：扩大陆地卫星TM影像数据 在农业方面的应用。注：上面宗教的对比度变换、空间滤波、彩色变换、图像运算、多光谱变换都是 数字增强的处理方法。32多源信息的复合1）概念：将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之 间的信息组合匹配的技术。2）意义:发挥不同遥感数据源的优势,弥补某种遥感数据的不足,提高遥感数据的 应用性;还有利于综合分析和深入理解遥感数据.3）复合内容：一、遥感信息的复合（1）不同传感器的遥感数据复合（2）不同 时相的遥感数据复合，二、遥感与非遥感信息的复合第五章 33目视解译意义 它充分利用了判读者的知识、经验，经综合推理、分析来识别目标，这要比计算 机的内存和判断更为高明，因而目视解译是遥感图象解译最基本的方法，是遥感 应用分析必不可少的研究手段。34遥感图象日常的观察的不同1）遥感图象通常为顶视，而不同于平日里的透视；2）遥感图象常用可见光以外的电磁波谱段，而大多数我们所熟悉的特征在可见 光内外谱段，可以表现得十分不同；3）是遥感图象常以一种不熟悉或变化的比例和分辨率描述地球表面。35解译标志（指识别目标所依据的影象特征）：色调（特指全色图像中的灰度）， 颜色（彩色图像目标地物识别的基本标志），阴影（可判读物体的性质或高度）， 形状（外部轮廓），纹理（内部结构，区别地物属性的重要依据），大小（目标 物的形状、面积和体积的度量，地物最重要的数量特征之一），位置，图型（地 物有规律排列而成的图形结构），相关布局（多个目标物间的空间配置关系） 注：解译标志可分为直接解译标志和间接解译标志。直接解译标志指图象上可以 直接反映出来的影象标志；间接解译标志指运用某些直接解译标志，根据地物的 相关属性等地学知识，间接推断出的影象标志。36影像目视解译的影响因素分辨率（空间分辨率；时间分辨率；光谱分辨率）、季相影响（植被差异；太阳 高度角；水分影响）、图像显示（真彩色合成，假彩色合成，伪彩色）37。目视解译原则：先图外后图内、先整体后局部、先宏观后微观、从已知到未 知、勤对比，多分析。38。典型地物目视解译1）水体:在标准假彩色图像上，深而清澈的水体呈黑或蓝黑色；水浅者多为浅蓝 色；含泥沙者颜色更浅，含沙量过高则呈乳白色；有水生植物者呈红色斑点。水 系：树枝状水系主要分布在冲积平原、侵蚀平原等基岩软弱地区。放射状水系主 要分布在火山，孤山或穹形隆起地区。2）植被：在标准假彩色图像，植被为红色。3）城镇：在多波段黑白图像上，城镇多呈深暗色调；在标准假彩色图像上，中 心色调深暗、边缘略浅的灰蓝或蓝灰色。4）铁路：由于铁路路基材料与周围土地的光谱差异较大，在卫星图像上呈色调 深暗，较为清晰的线状影像。39遥感图像目视解译步骤1）目视解译准备工作阶段2）初步解译与判读区的野外考察3）室内详细判度4）野外验证与补判5）目视解译成果的转绘与制图40遥感目视解译方法1）直接判读法 2）对比分析法 3）信息复合法 4）综合推理法 5）地理相关分析 法41遥感影像地图1）概念：遥感影像地图是一种以遥感影像和一定的地图符号来表现制图对象地 理空间分布和环境状况的地图。2）分类：按照内容分为普通遥感影像地图与专题遥感影像地图。 按照传感器不同，分为航空摄影影象地图.扫描影象地图和雷达影象地图3）遥感影像地图的特点 丰富的信息量 直观形象性 具有一定的数学基础 现势性强4）遥感影像地图的发展趋势电子影像地图等。多媒体影像地图：直观、形象的影像信息再配以生动的声音解说 立体全息影像地图：是利用从不同角度摄影获取的区域重叠的两 张影像，构成像对。41遥感数字图像的特点1）便于计算机处理与分析 2）图像信息损失少 3）抽象性强42航空像片的数字化1）空间采样：将航空像片具有的连续灰度信息转化为每行有m个单元，每列有n 个单元的像素组合。2）属性量化：可得到每个像元的数字模拟量，与航空像片中对应位置上的灰度 相对应。43计算机分类原理 遥感图像计算机分类的依据是遥感图像像素的相似度。常使用距离和相关系数来 衡量相似度。可采用距离衡量相似度时，距离越小相似度越大；采用相关系数衡 量相似度时，相关程度越大，相似度越大。注：基本依据是地物的光谱特征，即原始测量值或运算处理值。44遥感图像计算机分类方法1）监督分类法：选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面 各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数或模 式，并以此对未知地区的像元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。包括（1）、 最小距离分类法（2）、多级切割分类法（把空间分成对应不同类别的子空间）（3）、特征曲线窗口分类法（以特征曲线为中心，取一个条带）（4）、最大似 然比分类法（把像素分到归属概率最大的类别中去）2）非监督分类：是在没有先验类别（训练场地）作为样本的条件下，即事先不 知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并（即相似度的像元归 为一类）的方法。包括（1）、分级集群法：（2）、动态聚类法：在初始状态给出图像粗糙的分类，然后基于一定原则在类 别间重新组合样本，直到分类比较合理为止。3）比较：根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。（1）监督分 类的关键是选择训练场地。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。（2）非监督分类不需要更多的先验知识，据地物的 光谱统计特性进行分类。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。45分类中存在的问题1）未充分利用遥感图像提供的多种信息2）提高遥感图像分类精度受到限制制约遥感图像分类精度的客观因素：大气状况的影响、下垫面的影响、其他 因素的影响如：云朵覆盖；不同时相的光照条件不同，同一地物的电磁辐射能量不同；地 物边界的多样性。46专家系统：把某一特定领域的专家知识与经验形式化后输入到计算机中，由 计算机模仿专家思考问题与解决问题，是代替专家解决专业问题的技术系统47遥感图像解译专家系统的组成1）图像处理与特征提取子系统2）遥感图像解译知识获取系统3）狭义的遥感图像解译专家系统