遥感基础与应用_模拟题

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【遥感基础与应用】仿真五套、强化五套、冲刺五套题

仿真(一)

一、名词解释

1. 图像平滑

图像平滑的目的在于消除各种干扰噪声，使图像中高频成分消退，平滑掉图像的细节，降低其反差，保存低频部分。

2. 漫反射

漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象。

3. 电荷耦合元件 (CCD)

CCD 是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。

4. 大气校正

消除遥感图像中由大气散射引起的辐射误差的处理过程。

5. 太阳辐射

是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。

6. 地物反射率

地物的反射能量与入射总能量的比，是表征物体对电磁波谱反射能力的物理量。

7. 中心投影

物体通过物镜中心投射到承影面上，形成的透射影像即为中心投影。

8. 雷达

用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置的设备。

9. 太阳常数

太阳常数指不受大气影响，在距离太阳一个天文单位内，垂直于太阳辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接受的太阳辐射能量。

10. 遥感信息的复合

遥感信息的复合主要是指不同传感器的遥感数据的复合，以及不同时相遥感数据的复合。

二、简答题

11. 何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因，并列出用于从空间对地面遥感的大气窗口的波长范围。

【答案】通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射，透过率较高的波段称为大气窗口。
形成原因：不同波段的电磁波在大气中的反射率、吸收率、散射程度不同，部分波段透过率较高，形成大气窗口。
波长范围：

  • 0.3~1.3μm（紫外、可见光、近红外波段）；
  • 1.51.8μm和2.03.5μm（近、中红外波段）；
  • 3.5~5.5μm（中红外波段）；
  • 8~14μm（远红外波段）；
  • 0.8~2.5cm（微波波段）。

12. MSS影象的波段是如何划分的？各个波段的主要用途是什么？

  • MSS4：0.5~0.6μm，绿色波段，分辨率79m。对水体有一定透射能力，在清洁水体中透射深度可达10-20米，可判读浅水地形和近海海水泥沙；可探测健康植被的绿色反射率。
  • MSS5：0.6~0.7μm，红色波段。可用于城市研究，对道路、大型建筑工地、砂砾场和采矿区反映明显；各类岩石反射易穿过大气层被传感器接收，可用于地质研究；能明显反映河口区海水团涌入淡水的情况，对海水中的泥沙流、河流悬浮物质及浑浊度有明显反映；可区分沼泽地和沙地，利用植物绿色素吸收率进行植被分类。
  • MSS6：0.7~0.8μm，近红外波段。可区分健康与病虫害植被；水体在此波段吸收强烈，呈暗黑色，含水量大的土壤为深色调，含水量少的土壤色调较浅，水体与湿地反映明显。
  • MSS7：0.8~1.1μm，近红外波段。可用来测定生物量和监测作物长势；水体吸收率高，水体和湿地色调更深，海陆界线清晰；还可用于地质研究，划出大型地质体边界，区分规模较大的构造形迹或岩体。
  • 第8波段：10.4~12.6μm，热红外波段。可监测地物热辐射与水体热污染，根据岩石与矿物的热辐射特性区分部分岩石与矿物，用于热制图。

13. 中心投影与垂直投影的区别？

  • 投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，有统一比例尺；中心投影受距离影响，相片比例与平台高度H和焦距f有关。
  • 投影面倾斜的影响：垂直投影中，投影面倾斜时影像比例尺有所放大，但像点相对位置不变；中心投影中，比例尺明显变化，且各点相对位置和形状也发生变化。
  • 地形起伏的影响：垂直投影中，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变；中心投影中，地面起伏越大，像上投影点水平位置的偏移量越大，产生投影误差。

14. 非监督分类和监督分类的本质区别是什么？

  • 监督分类：需选择有代表性的训练区，用训练区中已知地物样本的光谱特性“训练”计算机，建立判别函数或模式，再对未知像元分类，归入已知类别。核心是利用先验类别知识（训练样本）指导分类。
  • 非监督分类：无先验类别（训练场地），仅根据像元间相似度大小归类合并（相似度高的像元归为一类）。核心是依赖地物自身光谱信息特征的统计差异，无需先验知识。

15. 叙述数字图像镶嵌的过程。

数字图像镶嵌需解决两个关键问题：一是如何在几何上将多幅图像连接；二是如何保证拼接后反差一致、色调相近、无明显接缝。
过程：

  1. 图像几何纠正；
  2. 镶嵌边搜索；
  3. 亮度和反差调整；
  4. 边界线平滑。
    具体步骤：
  5. 选好图像，确定实施方案；
  6. 图像几何配准；
  7. 相邻图像颜色匹配；
  8. 图像镶嵌。

16. SPOT 影象的波段是如何划分的？各个波段的重要用途是什么？

  • 第一波段（绿色波段）：以叶绿素反射曲线的次高峰为中点，可区分植被类型和评估作物长势；对水体有一定穿透深度（干净水域10-20m），可区分人造地物类型。
  • 第二波段（红色波段）：与MSS第五波段和TM第三波段接近，晴朗天气下大气透过率约90%，是叶绿素反射曲线低谷区，可识别农作物类型；对城市道路、大型建筑工地反映明显，用于地质解译（辨识石油带、岩石与矿物等）。
  • 第三波段（近红外波段）：用于检测作物长势，区分植被类型。
  • 第四波段（短红外波段）：探测植物含水量及土壤湿度，区别云与雪。
  • SPOT全色波段：用于调查城市土地利用现状、区分城市主要干道、识别大型建筑物，了解都市发展状况。

三、论述题

17. 简述地物的反射光谱特性。

  1. 同一地物的反射波谱特性
    地物的光谱特性随时间季节变化（时间效应）；同种地物在不同地理区域的光谱响应不同（空间效应）。

  2. 不同地物的反射波谱特性

  • 城市道路、建筑物：城市遥感中主要观测屋顶和部分侧面，需掌握建筑材料的波谱特性；道路铺面材料（水泥、沥青）的反射波谱曲线形状大体相似。
  • 水体：反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收强（尤其近红外），故在遥感影像（特别是近红外）上呈黑色。
  • 土壤：自然状态下表面反射率无明显峰值和谷值，受土质、有机质含量、含水量等影响。
  • 植物：因光合作用，各类绿色植物反射波谱特性相似，可见光波段有叶绿素吸收谷，近红外波段有强反射峰。
  • 岩石：反射波谱特性受成分、矿物质含量、含水状况、风化程度等影响，曲线形态多样，遥感中需根据具体情况选择波段。

18. 试述当前遥感发展的现状及趋势。

  1. 发展趋势
  • 多分辨率多遥感平台并存，空间、时间及光谱分辨率普遍提高。
  • 新型传感器不断涌现，微波遥感、高光谱遥感迅速发展。
  • 遥感的综合应用不断深化，渗透到更多领域。
  • 商业遥感时代到来，数据获取和应用更市场化。
  1. 亟待解决的问题
  • 定量遥感的精度不足。
  • 遥感海量数据的存储、管理与使用技术有待突破。
  • 遥感数据的融合压缩与自动识别技术需提升。
  • 定量遥感、新型技术处理与生产应用存在差距。
  • 高分辨率带来的负面影响（如数据冗余、解译难度增加）。

19. 遥感图像计算机分类中存在的问题。

  1. 未充分利用遥感图像提供的多种信息
    分类依据仅为像素的多光谱特征，未考虑相邻像素关系；以像素为基本单元，未利用形状和空间位置特征，本质是地物光谱特征的分类，忽略了空间信息。

  2. 提高分类精度受限制
    分类结果未经专家检验和多次纠正时，精度一般不超90%，原因包括：

  • 大气状况影响（散射、吸收导致光谱失真）；
  • 下垫面影响（地形起伏、地物混合等）；
  • 其他因素（传感器噪声、分类方法局限等）。

20. 高光谱遥感的主要特点。

  • 成像光谱仪可分离成几十至数百个窄波段接收信息。
  • 每个波段宽度小于10nm。
  • 所有波段排列形成连续完整的光谱曲线。
  • 光谱覆盖范围从可见光到热红外的全部电磁辐射波谱。

21. 简述彩红外影像生成的原理，并说明其不同之处。

原理：地物反射的光线进入摄影机镜头，使彩色红外感光底片产生光化学反应，经处理得到的像片即为彩红外像片。彩色红外感光片有感绿、感红和感红外层，可避开大气散射的蓝光影响，像片清晰度高，适合城市航空摄影。
不同之处：与普通彩色影像相比，彩红外影像不受蓝光散射干扰，对植被、水体等的区分更清晰，植被在彩红外影像中通常呈红色（因强反射红外光），能更突出地物特征。

仿真(二)

一、名词解释

1. 固体扫描成像

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. 地面分辨率

衡量遥感图像（或影像）能有差别地区分开两个相邻地物的最小距离的能力。

3. 几何校正

通过一系列数学模型改正和消除遥感影像成像时，原始图像上地物的几何位置、形状、尺寸、方位等与参照系统要求不一致的变形。

4. 米氏散射

当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。

5. 遥感( RS)

广义：泛指一切无接触的远距离探测；狭义：应用探测仪器，不与探测目标接触，从远处记录目标的电磁波特性，通过分析揭示物体特征性质及变化的综合性探测技术。

6. 遥感数字图像

以数字形式表示的遥感影像，便于计算机存储、处理和使用，常用多维矩阵表示。

7. 多光谱变换

针对多光谱影像的相关性和数据冗余，通过函数变换保留主要信息、降低数据量、增强或提取有用信息的方法。

8. 黑体(绝对黑体)

在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体（吸收比为1）。

9. 辐射校正

对由于外界因素、数据获取和传输系统产生的系统或随机辐射失真/畸变进行校正，消除或改正因辐射误差引起的影像畸变。

10. 地物反射波谱

研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。

二、简答题

11. 地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？

物体本身的性质（表面状况）、入射电磁波的波长和入射角度。

12. 什么是大气窗口？谈谈你对大气窗口的认识和理解。

大气窗口是指星载遥感传感器探测地面时，电磁波穿过大气层时吸收率（a）、散射率（β）小而透射率（t）大的波段范围（满足a+β+t=1）。
认识与理解：大气对不同波段电磁波的衰减作用不同，只有透过率高的波段才能有效获取地面信息，是遥感传感器选择探测波段的依据。
主要大气窗口（11个）：

  • Ⅰ：0.15~0.20μm（远紫外），t<0.25，未利用；
  • Ⅱ：0.301.15μm（近紫外、可见光、近红外），遥感主要窗口，其中0.300.40μm（近紫外，t≈0.70）、0.400.70μm（可见光，t≈0.95）、0.701.10μm（近红外，t≈0.80）；
  • Ⅲ：1.401.95μm（近红外），t≈0.600.95，1.55~1.75μm最有利；
  • Ⅳ：2.053.00μm（近红外），t≈0.80，2.082.35μm最有利；
  • Ⅴ：3.55.0μm（中红外），t≈0.600.70，4.63~4.95μm为O₃、CO₂、N₂O吸收区；
  • Ⅵ：8~14μm（热红外），t≈0.80，遥感主要窗口，9.6μm为O₃吸收区；
  • ⅦⅪ：1523μm（远红外，t<0.10）、2590μm（远红外，t≈0.400.50）、1018mm（毫米波，t≈0.350.40）、25mm（毫米波，t≈0.500.70）、8mm~15m（厘米波、分米波，几乎全透明），多数未利用，仅微波波段用于微波遥感。

13. 设计一个遥感图像处理系统的结构框图，说明硬件和软件各自的功能，并举一应用实例。

遥感图像处理系统结构框图（核心模块）：

  • 硬件：输入设备（如扫描仪、读卡器，功能：将遥感数据输入计算机）、输出设备（如显示器、打印机，功能：输出处理后的数据或图像）、系统操作平台（如计算机主机，功能：核心处理单元，决定处理速度和效果）、存储设备（如硬盘、服务器，功能：存储遥感影像数据）。
  • 软件：图像文件管理模块（输入、输出、存储和管理图像文件）、图像处理模块（增强、滤波、纹理分析、目标检测等）、图像校正模块（辐射校正、几何校正）、多影像处理模块（图像运算、变换、信息融合）、图像信息获取模块（直方图统计、特征向量计算等）、图像分类模块（监督分类、非监督分类、混淆矩阵）、专题图制作模块（4D产品制作）、接口模块（与GIS数据库对接）。
    应用实例：ENVI系统，可用于遥感图像的几何校正、波段融合、土地利用分类等。

14. 按传感器的工作波段可把遥感划分为哪几种类型？

近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影等。

15. 叙述TM多光谱图像的几何特征和辐射特征。

  • 几何特征：多中心投影，具有更高的空间分辨率、更好的频谱特性和更高的几何保真度。
  • 辐射特征：包含7个波段，具有很高的辐射准确度及分辨率。

16. 影响遥感技术发展中主要存在的问题：

  1. 存在的问题
  • 遥感的时效性：实时检测与处理能力不足；
  • 遥感的定量反演：精度不能达到实用要求。
  1. 产生原因
  • 遥感技术本身的局限性（如传感器精度、数据处理方法）；
  • 人们认识上的局限性（对复杂地物交互作用理解不足）。
  1. 发展前景：遥感技术正进入快速提供海量对地观测数据及应用研究的新阶段，近一二十年飞速发展，目前将迎来新的高潮。

三、论述题

17. 什么是计算机图像处理，它包含那些内容，如何运用计算机图像处理方法来提高遥感图像的解译效果？

  1. 计算机图像处理：利用计算机对数字图像进行系列操作以获得预期结果的技术。
    按抽象程度分为三个层次：图像处理、图像分析、图像理解。
    主要内容：图像变换（傅立叶变换、小波变换等）、图像增强（直方图修正、滤波等）、图像复原与重建（代数恢复、几何校正等）、图像编码与压缩（霍夫曼编码、游程编码等）、图像分割（边缘检测、区域分割等）、二值图像处理与形状分析、图像纹理分析、模板匹配等。

  2. 提高遥感图像解译效果的方法

  • 图像变换：简化处理问题，利于特征提取（如小波变换突出边缘特征）；
  • 图像增强：改善视觉效果，提高清晰度（如直方图均衡化增强对比度，锐化突出边缘）；
  • 图像复原与重建：恢复图像本来面目（如几何校正消除畸变）；
  • 图像编码与压缩：节省存储空间，提高处理效率（如四叉树编码压缩数据）；
  • 图像分割：提取感兴趣目标（如边缘检测区分地物边界）。

18. 遥感影像变形的原因。

  • 遥感平台位置和运动状态变化：卫星或飞机飞行姿势变化（如倾斜、旋转）导致影像变形。
  • 地形起伏：地面高低不平使像点产生位移，高点信号替代低点信号。
  • 地球表面曲率：地球为椭球体，导致像点位置移动及像元对应地面宽度不等。
  • 大气折射：大气密度随高度变化，辐射传播路径弯曲，使像点位移。
  • 地球自转：卫星扫描时，地球自转导致影像偏离预期位置。

19. 遥感传感器的种类。

遥感传感器按基本结构原理可分为：

  • 摄影类型的传感器：通过物镜聚焦光线到感光胶片，记录目标潜像，经处理得到影像。
  • 扫描成像类型的传感器：逐点、逐行扫描目标，将电磁辐射能转为电能记录（如红外扫描仪、多光谱扫描仪）。
  • 雷达成像类型的传感器：主动发射微波，接收回波成像（如侧视雷达）。
  • 非图像类型的传感器：记录目标电磁辐射的物理参数（如辐射计、散射计）。

20. 试述航空遥感的特点及局限性。

特点：

  • 空间分辨率高、信息量大，能捕捉细节地物；
  • 灵活，适用于专题遥感研究（可按需调整飞行计划）；
  • 是星载遥感仪器的先行检验者（新技术先在航空平台试验）；
  • 信息获取方便，操作相对灵活。

局限性：

  • 受天气等条件限制大（如云雾、降水影响飞行）；
  • 观测范围有限，难以快速覆盖大范围区域；
  • 数据的周期性和连续性不如航天遥感（受飞行成本和频率限制）。

21. 摄影类型传感器与扫描类型传感器工作原理有何差异？

  • 摄影类型传感器：通过物镜收集电磁波，聚焦到感光胶片上，利用感光材料的光化学反应记录目标潜像，经摄影处理得到可见影像（依赖感光胶片的化学特性）。
  • 扫描类型传感器：收集电磁辐射能量，通过仪器内的光敏或热敏元件（探测器）将其转变成电能后记录（依赖光电转换，逐点逐行扫描成像）。

仿真(三)

一、名词解释

1. 三原色

三种颜色中，任一种都不能由其余两种混合相加产生，且按一定比例混合可形成各种色调，这三种颜色称为三原色。

2. 光谱反射率

物体对光谱中某个波段的电磁波的反射辐射通量与入射辐射通量之比，表达式：P=E反/E入×100%。

3. 维恩位移定律

黑体辐射光谱中最强辐射的波长λ与黑体绝对温度T成反比，即λₘₐₓ·T=b（b为常数）。

4. 遥感平台

遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台，常见的有气球、飞机、人造地球卫星和载人航天器。

5. 空间分辨率

指像素所代表的地物范围大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。

6. 像点位移

在中心投影的像片上，地形起伏除引起像片比例尺变化外，还会导致平面上的点位在像片位置上的移动，这种现象称为像点位移。

7. 大气窗口

由于大气层的反射、散射和吸收作用，太阳辐射各波段衰减程度不同，透射率较高的波段称为大气窗口。

8. 微波遥感

通过微波传感器获取目标发射或反射的微波辐射，经判读处理来识别地物的技术。

9. NDVI（归一化差分植被指数）

NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)（NIR为近红外波段反射率，R为红光波段反射率），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。

10. 瑞利散射

当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。

二、简答题

11. 两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题？解决的基本方法是什么？

关键问题：

  • 如何在几何上将多幅不同图像连接起来；
  • 如何保证拼接后反差一致、色调相近、无明显接缝。

解决方法：

  • 先进行图像几何纠正；
  • 搜索镶嵌边；
  • 调整亮度和反差；
  • 平滑边界线。

12. 谈谈你对遥感影像解译标志的理解。

遥感影像解译标志（判读标志）是反映和表现目标地物信息的遥感影像特征，帮助解译者识别地物，分为直接和间接解译标志。

  • 直接解译标志：直接反映目标地物的特征，包括色调、色彩、形状、阴影、纹理、大小、图形等（如水体在近红外影像上呈黑色，为直接标志）。
  • 间接解译标志：间接反映目标地物的特征，需通过推断关联地物属性，如：
    • 目标地物与其相关指示特征（如三角面地形指示断层）；
    • 地物及与环境的关系（如寒温带针叶林指示寒温带气候）；
    • 目标地物与成像时间的关系（如夏季河流水位高于冬季）。

13. 两幅图像运算或融合的基本前提是什么？

首先要求多源图像精确配准，分辨率不一致时需重采样至一致。

14. 什么是遥感？国内外对遥感的多种定义有什么异同点？

定义：从不同高度的平台上，使用各种传感器接收地球表层的电磁波信息，经加工处理后，对不同地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。
平台包括地面、航空、航天平台；传感器包括光学、电子仪器；电磁波涵盖可见光、红外、微波等。
异同点：

  • 共同点：均强调“远距离探测”“利用电磁波”“获取地物信息”；
  • 差异：范围宽窄不同（广义含所有无接触探测，狭义特指电磁波探测），表述细节不同（部分定义更侧重技术流程或应用目标）。

15. 按传感器的工作波段可把遥感划分为哪几种类型？

可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感等。

16. 什么是遥感图像大气校正？为什么要进行遥感图像大气校正？

  • 定义：消除大气影响的校正过程。
  • 原因：电磁波透过大气层时，大气会改变光线方向，影响遥感图像的辐射特征（如散射导致图像模糊、辐射量失真），故需消除大气影响以保证数据准确性。

三、论述题

17. 晴朗的天空为什么呈现蓝色？朝霞和夕阳为什么都偏橘色？

  • 晴朗天空呈蓝色：可见光中蓝光波长最短，受瑞利散射（大气粒子直径远小于波长）影响最强，蓝光被散射到各个方向，使天空呈现蓝色。
  • 朝霞和夕阳偏橘色：太阳位置低，光线穿过大气层路径长，短波的蓝光、绿光被散射殆尽，仅剩波长最长的红光（散射最弱）及少量绿光，混合后呈现橘红色。

18. 说明“3S”集成系统中各子系统的作用。

  • RS（遥感）：作为获取和更新空间数据库的强有力手段，为GIS提供及时、客观、准确的大范围动态资源环境数据。
  • GIS（地理信息系统）：能接收大量不同来源的空间数据，根据用户需求进行有效存储、检索、分析和显示，是数据管理和分析的平台。
  • GPS（全球定位系统）：接收机通过影像上预设位置获取精确坐标，自动提供几何校正所需的成像信息，保障数据的空间定位精度。

19. 常用的监督分类方法以及非监督分类方法。

监督分类方法：

  • 最小距离分类法：以特征空间中的距离为依据（如最小距离判别法、最近邻域分类法）。
  • 多级切割分类法：通过设定各轴分割点，将多维特征空间划分为对应不同类别的子空间。
  • 特征曲线窗口法：以特征曲线为中心构造窗口，落于窗口内的地物归为一类。
  • 最大似然比分类法：计算像素对各类别的归属概率，将其分到概率最大的类别。

非监督分类方法：

  • 分级集群法：基于“距离”评价样本空间分布相似性，分割或合并集群。
  • 动态聚类法：先给出粗糙分类，再按原则重新组合样本，直至分类合理。

20. 计算机解译的主要技术发展趋势。

  • 抽取遥感图像多种特征并综合利用，提高识别精度。
  • 完善GIS专题数据库，利用GIS数据减少自动解译的不确定性。
  • 建立遥感图像自动解译专家系统，增强解译灵活性。
  • 模式识别与专家系统结合，融合数据驱动与知识驱动优势。
  • 应用新方法：如人工神经网络（模拟人脑学习过程）、小波分析（多尺度特征提取）、分形技术（复杂地物形态描述）、模糊分类（处理不确定性）等。

21. 地物波谱特性的概念及作用。

概念：地面物体具有的辐射、吸收、反射和透射一定波长范围电磁波的特性。
作用：

  • 是选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据；
  • 为外业测量选择合适飞行时间提供基础资料；
  • 是遥感图像数字处理的前提，也是解译、识别、分析遥感影像的基础。

仿真(四)

一、名词解释

1. 数据融合

将两个或多个不同源数据图像的有用信息集成到一幅图像上，以获得同时包含不同源图像有用信息的高质量图像的过程。

2. 成像光谱仪

在特定光谱域以高光谱分辨率同时获得连续地物光谱图像的仪器。

3. 电磁波谱

将各种电磁波在真空中的波长（或频率）按长短依次排列制成的图表。

4. 被动式传感器

本身不发射电磁波，通过接收目标发射或反射的电磁波探测目标位置，具有抗干扰能力强、隐蔽性好等优点。

5. 遥感制图

以综合自然体为制图对象，编制以遥感影像为主要信息载体的地图的过程。

6. 遥感平台

搭载传感器的工具，用于安置遥感仪器，使其从一定高度或距离探测地面目标，并提供技术保障和工作条件的运载工具。

7. 光(波)谱分辨率

传感器接收目标辐射光谱时能分辨的最小波长间隔。

8. 假彩色遥感图像

根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色合成的彩色图像。因原色选择与真实颜色不同，合成色非地物真实颜色，如彩红外图像。

9. 扫描成像

依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位逐点、逐行取样，获取电磁辐射特性信息，形成一定谱段图像的过程。

10. 图像空间分辨率

指像素所代表的地面范围大小，即扫描仪的瞬时视场或地面物体能分辨的最小单元（如TM5波段为28.5m×28.5m）。

二、简答题

11. 与真彩色合成图像相比，假彩色合成图像在地物识别上有何优越性？

  • 定义：真彩色合成是将多波段单色图像合成为真实颜色影像；假彩色合成是将多波段单色影像合成为非真实颜色影像。
  • 优越性：假彩色合成的目的是彩色增强而非复原，能更突出地物间差异（如植被在彩红外影像中呈红色，与其他地物区分更明显），提高识别效率。

12. 水体的光谱特征是什么？影响因素有哪些？水在可见光、近红外、热红外、微波图像上的色调特征？水体识别包括哪些内容？

  • 光谱特征：反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收强（尤其近红外）；含泥沙时可见光反射率增加（峰值在黄红区）；含叶绿素时近红外反射抬升。
  • 影响因素：水面性质、悬浮物（类型、含量）、水深、水底特性。
  • 色调特征：
    • 可见光：反射率低（4%-5%），随波长增大降低，呈黑色；
    • 近红外：几乎全吸收，清澈水体呈深黑色；
    • 热红外：白天水温低于陆地，呈暗色调；夜间水温高于陆地，呈浅色调；
    • 微波：反射率低，平坦水面后向散射弱，呈黑色。
  • 识别内容：水体界限确定；悬浮物（泥沙、叶绿素）确定；水温探测；水深探测；水体污染探测。

13. 图像频率域增强处理的一般步骤是什么？

将空间域图像变换成频率域图像，在频率域中对图像频谱进行处理（如滤波），再将处理后的频率域图像变换回空间域，得到增强后的图像。

14. 物体辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？

  • 相关因素：辐射通量（辐射能量和辐射时间）、辐射面积。
  • 常温（约300K）下，黑体辐射峰值波长约9.66μm。

15. SPOT 卫星上的HRV 推扫式扫描仪与TM专题制图仪有何不同？

HRV推扫式扫描仪是对像面扫描成像（通过线阵列CCD在像面形成线图像，再扫描成像）；TM专题制图仪是对物面扫描成像（通过扫描镜对地面逐点逐行扫描）。

16. 何为传感器的空间分辨率、辐射分辨率、光谱分辨率？

  • 空间分辨率：单个像素对应的地面范围大小。
  • 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。
  • 光谱分辨率：传感器接收目标辐射光谱时能分辨的最小波长间隔（间隔越小，分辨率越高）。

三、论述题

17. 地质遥感的目的及主要研究内容。

目的：确定地区岩石性质和地质构造，分析构造运动状况，为地质制图、矿产资源探查、工程地质和水文地质调查等服务。
主要内容：

  • 各种地质体和地质现象的电磁波谱特征；
  • 地质体和地质现象在遥感图像上的判别特征；
  • 地质遥感图像的光学、电子光学处理及数字处理分析；
  • 遥感技术在地质制图、矿产勘查及环境、工程、灾害地质调查中的应用。

18. 遥感平台的种类及目的用途。

按运载工具分为三类：

  • 地面平台：车、船、塔等，高度0-50m，用于近距离、高精度地物探测（如地面光谱测量）。
  • 航空平台：低、中、高空飞机及飞艇、气球等，高度百米至十余千米，用于区域地质调查、城市规划等中尺度探测。
  • 航天平台：高度150km以上，包括静止卫星（赤道上空36000km，如气象卫星）、地球观测卫星（700-900km，如Landsat、SPOT），用于全球或大范围资源环境监测。

19. 扫描成像类传感器特点。

扫描成像传感器逐点逐行以时序方式获取二维图像，分两类：

  • 对物面扫描的成像仪：直接对地面扫描成像，如红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪等，特点是通过扫描镜转动实现对地面的覆盖。
  • 对像面扫描的成像仪：瞬间在像面形成线图像或二维影像，再扫描成像，如线阵列CCD推扫式成像仪、电视摄像机等，特点是依赖传感器与平台的相对运动完成成像。

20. 遥感有哪几种分类？分类依据是什么？

  • 按遥感平台：近地面遥感、航空遥感、航天遥感（依据运载工具高度）。
  • 按传感器探测波段：紫外遥感（0.05-0.38μm）、可见光遥感（0.38-0.76μm）、红外遥感（0.76-1000μm）、微波遥感（1mm-1m）、多波段遥感（依据波段范围）。
  • 按传感器工作方式：主动遥感（自身发射电磁波）、被动遥感（接收目标辐射/反射波）（依据是否主动发射信号）。
  • 按资料获取方式：成像遥感（输出图像）、非成像遥感（输出曲线/数据）（依据是否形成图像）。
  • 按波段宽度及连续性：高光谱遥感（窄波段、连续）、常规遥感（宽波段、离散）（依据波段特性）。
  • 按应用领域：陆地遥感、海洋遥感、农业遥感、城市遥感等（依据应用场景）。

21. 遥感影像地图具有的特征。

  • 丰富的信息量：无信息空白区域，彩色影像地图信息量远超线划地图。
  • 直观形象性：遥感影像是地物“自然概括”的影像，地物特征直观可见。
  • 一定数学基础：经投影和几何纠正后，像素有坐标位置，可依比例尺和坐标网测量。
  • 现势性强：获取信息快，成图周期短，能反映区域当前状况。

仿真(五)

一、名词解释

1. 多波段遥感

又称多光谱遥感，利用具有两个以上波谱通道的传感器对地物同步成像，将物体反射或辐射的电磁波信息分成若干波谱段接收和记录的技术。

2. 图像锐化

增强图像中高频成分，突出边缘信息，提高细节反差（也称边缘增强），结果与平滑相反。

3. 高光谱遥感

在电磁波谱的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多窄光谱连续影像数据的技术。

4. 热红外遥感

传感器工作波段限于红外波段范围的遥感。

5. 立体观察

用肉眼或光学仪器（立体眼镜）对有一定重叠率的像对进行观察，获得地物和地形的光学立体模型的过程。

6. 大气散射

辐射传播中遇到小微粒，传播方向改变并向各方向散开，导致原方向辐射强度减弱、其他方向增强的现象。

7. 地物波谱

地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，简称地物波谱。

8. 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。

9. 图像增强

为特定目的突出遥感图像中某些信息，削弱或去除不需要的信息，使图像更易判读的处理过程。

10. 遥感影像地图

以遥感影像和一定地图符号表现制图对象地理空间分布和环境状况的地图。

二、简答题

11. 什么是维恩位移定律？

黑体辐射光谱中最强辐射的波长λₘₐₓ与黑体绝对温度T成反比：λₘₐₓ·T=b（b为常数）。若辐射最大值落在可见光波段，物体颜色随温度升高而变化，波长逐渐变短（由红外→红色→蓝紫色）。

12. 近极地太阳同步准回归轨道卫星的特点及其在对地观测中的作用。

  1. 特点：
  • 轨道平面与太阳保持相对固定取向，倾角接近90°，几乎在同一地方时经过各地上空；轨道平面每天自西向东转动约1°以保持与太阳取向。
  • 轨道近似圆形，便于轨道预告、资料接收和定位；可观测全球（含两极），观测时有合适照明，能获取充足太阳能。
  • 观测间隔长，单颗卫星红外波段可获两次资料，可见光仅一次；需增加卫星数量提高观测次数，相邻轨道资料非同一时刻。
  • 卫星高度高，视野广，一颗卫星可观测地球表面约1/3面积。
  1. 作用：主要用于陆地资源和环境探测（如Landsat、SPOT系列卫星）。

13. 什么是遥感图像大气校正？为什么要进行遥感图像大气校正？

  • 定义：消除由大气散射引起的辐射误差的处理过程。
  • 原因：大气对辐射有吸收和散射作用，使透过率小于1，信号强度减弱，导致遥感图像误差，故需校正以保证数据准确性。

14. 遥感图像专家解译系统

  1. 专家系统：将特定领域专家知识与经验形式化输入计算机，模仿专家思考和解决问题的技术系统。

  2. 组成：

  • 图像处理与特征提取子系统：含图像处理、地形图数字化、精纠正、特征提取，结果存于遥感数据库。
  • 遥感图像解译知识获取系统：获取并形式化专家知识，存于知识库。
  • 狭义的遥感图像解译专家系统。

  1. 图像处理与特征提取子系统：包括图像处理、分类与特征提取。

  2. 知识获取子系统：

  • 三个层次：增加新知识、修正错误知识、自动总结经验。
  • 界面层次：下拉式主菜单、多窗口、分类获取界面。
  1. 机理：
  • 遥感图像数据库（含影像数据和地物特征，由数据管理系统管理）；
  • 解译知识库（含专家知识和背景知识，由知识库管理系统管理）；
  • 推理机（核心，分正向推理“事实驱动”和反向推理“目标驱动”）；
  • 解释器（说明推理过程）。

15. 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；
  • 地形起伏；
  • 地球表面曲率；
  • 大气折射；
  • 地球自转。

16. 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的多种信息（仅用光谱特征，忽略空间、形状等信息）；
  • 分类精度受限制（大气状况、下垫面、传感器噪声等因素影响）。

三、论述题

17. 比较监督分类与非监督分类的优缺点。

根本区别：是否利用训练场地获取先验类别知识。

监督分类：

  • 优点：简单实用，运算量小，可利用先验知识提高分类针对性。
  • 缺点：受训练场地数量和典型性影响大；受环境因素干扰，随机性强；需训练场地有代表性且样本数满足要求。

非监督分类：

  • 优点：无需先验知识，减少人为因素影响，节省时间和成本；能客观反映地物光谱统计特性。
  • 缺点：运算量大；当地物光谱特征差异小时，分类效果不如监督分类。

18. 常见的遥感图像增强处理方法。

  • 对比度变换：通过改变像元亮度值调整对比度，包括线性变换和非线性变换。
  • 空间滤波：突出特定特征，如平滑（消除噪声）和锐化（突出边缘）。
  • 彩色变换：增强可读性，包括单波段彩色变换、多波段色彩变换和HLS变换。
  • 图像运算：对配准后的多幅单波段影像运算，如差值运算（检测变化）和比值运算（消除地形影响）。
  • 多光谱变换：通过函数变换保留主要信息、降维，如主成分分析、缨帽变换。

19. 遥感技术具有哪些特点？

  • 大面积同步观测：不受地形阻隔，平台越高视野越广，易发现地物空间分布宏观规律。
  • 时效性：空间遥感可短时间重复探测，捕捉地物动态变化。
  • 数据综合性和可比性：反映多种自然、人文信息，且数据向下兼容，具有可比性。
  • 经济性：相比传统方法，节省人力、物力、财力和时间，效益高。
  • 局限性：利用的电磁波有限，部分地物特征无法准确反映，需结合地面调查验证。

20. 与传统对地观测手段比较，遥感有什么特点？

  • 空间特性：宏观观测，可大范围获取数据（范围广）。
  • 时相特性：动态监测，数据更新快（动态性）。
  • 光谱特性：技术手段多样，获取信息量大（信息量大）。
  • 应用特性：应用领域广，经济效益高（领域多）。

21. 摄影成像的基本原理是什么？其图像有什么特征？

基本原理：传统摄影依靠光学镜头和焦平面感光胶片记录物体影像；数字摄影通过焦平面光敏元件光/电转换，以数字信号记录影像。

图像特征：

  • 投影：航片为中心投影（摄影光线交于同一点）。
  • 比例尺：
    • 平均比例尺：以平均高程为起始面计算的比例尺；
    • 主比例尺：由像主点航高计算，概略代表航片比例尺。
  • 像点位移：
    • 位移量与地形高差成正比；
    • 与像点到像主点的距离成正比；
    • 与摄影高度（航高）成反比。

强化(一)

一、名词解释

1. 辐射畸变

辐射畸变指遥感传感器在接收来自地物的电磁波辐射能时，电磁波在大气层中传输和传感器测量中遥感传感器测量值与地物实际的光谱辐射率不一致。

2. 多波段遥感

又称多光谱遥感，是利用具有两个以上波谱通道的传感器对地物进行同步成像的一种遥感技术，它将物体反射或辐射的电磁波信息分成若干波谱段进行接收和记录。

3. 立体观察

用肉眼或者借助光学仪器(立体眼镜)，对有一定重叠率的像对进行观察，可以获得地物和地形的光学立体模型，称为像片的立体观测。

4. 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。

5. 地物反射波谱

是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。

6. 遥感信息的复合

遥感信息的复合主要是指不同传感器的遥感数据的复合，以及不同时相数据的遥感数据的复合。

7. 瑞利散射

当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。

8. 遥感平台

遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台，常见的有气球、飞机、人造地球卫星和载人航天器。

9. 几何校正

一般是指通过一系列的数学模型来改正和消除遥感影像成像时原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。

10. 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。

二、简答题

11. 什么是遥感?国内外对遥感的多种定义有什么异同点?

定义：从不同高度的平台(Platform)上，使用各种传感器(Sensor)，接收来自地球表层的各种电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。
平台：地面平台、航空平台、航天平台；传感器：各种光学、电子仪器

12. 计算机辅助遥感制图的基本过程?

(1)遥感影像信息的选取和数字化；(2)地理基础地图的选取与数字化；(3)遥感影像的几何纠正与图像处理；(4)遥感影像镶嵌与地理基础地图拼接；(5)地理地图与遥感影像的复合；(6)符号注记层的生成；(7)影像地图图面配置；(8)影像地图的制作与印刷。

13. 什么是遥感图像大气校正?为什么要进行遥感图像大气校正?

消除由大气散射引起的辐射误差的处理过程称为遥感图像的大气校正。因为大气会对辐射产生吸收和散射作用，从而使辐射的透过率小于1，使信号强度减弱，造成遥感图像的误差。所以要进行遥感图像的大气校正。

14. 按传感器的工作波段可把遥感划分为哪几种类型?

分为：近紫外摄影、可见光摄影、红外摄影、多光谱摄影等

15. 按传感器的工作波段可把遥感划分为哪几种类型?

可见光遥感、红外遥感、微波遥感、紫外遥感等。

16. 设计一个遥感图像处理系统的结构框图，说明硬件和软件各自的功能，并举一应用实例。

遥感图像处理系统的结构框图如下
输入设备：把遥感数据输入计算机。
输出设备：将遥感数据输出到显示器上或者打印出来。
系统操作平台：遥感图像处理系统的核心，决定处理速度的快慢及处理效果的好坏。
存储设备：存储遥感影像数据。
图像文件管理模块：对图像文件进行输入、输出、存储和管理。
图像处理模块：对遥感影像进行增强、滤波、纹理分析和目标检测等处理。
图像校正模块：对影像进行辐射校正和几何校正。
多影像处理模块：进行图像运算、图像变换和图像信息融合。
图像信息获取模块：包括直方图统计、特征向量计算、图像分类特征统计等等。
图像分类模块：包括监督分类、非监督分类和混淆矩阵等。
专题图制作模块：主要是4D产品的制作。
接口模块：如和GIS数据库建立接口等。
常见的遥感图像处理系统有: ENVI,ERDAS,Idris,Er-mapper,PCI等

三、论述题

17. 比较监督分类与非监督分类的优缺点。

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。
(1)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。
(2)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。

18. 摄影类型传感器与扫描类型传感器工作原理有何差异?

摄影类型的传感器原理：有物镜收集电磁波，并聚焦到感光胶片上，通过感光材料的探测与记录，在感光胶片上留下目标的潜像，然后经过摄影处理，得到可见的影像。
扫描类型传感器原理：将收集到的电磁波能量通过仪器内的光敏或热敏原件(探测器)转变成电能后再记录下来。

19. 遥感图像的目标地物特征以及目标地物识别特征。

目标地物的特征：
(1)色：指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影。
(2)形：指目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小、图形等。
(3)位：指目标地物在遥感影像上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置、相关布局等。

目标地物识别特征：
(1)色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调(也叫灰度)。
(2)颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标志。
(3)阴影：是图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子。据此可判读物体性质或高度。
(4)形状：目标地物在遥感图像上呈现的外部轮廓。
(5)纹理：也叫内部结构，指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。
(6)大小：指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。
(7)位置：指目标地物分布的地点。
(8)图形：目标地物有规律的排列而成的图形结构。
(9)相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。

20. 气象卫星的特点。

(1)轨道：气象卫星的轨道分为两种，即低轨和高轨。低轨就是近极地太阳同步轨道，简称极地轨道；高轨是指地球同步轨道。
(2)短周期重复观测：静止气象卫星具有较高的重复周期(0.5小时一次)。
(3)成像面积大，有利于获得宏观同步信息，减少数据处理容量：气象卫星扫描宽度约2800km，只需2-3条轨道就可以覆盖我国。
(4)资料来源连续、实时性强、成本低。

21. 常用的监督分类方法以及非监督分类方法。

监督分类方法：
(1)最小距离分类法：是以特征空间中的距离作为像素分类的依据，包括最小距离判别法和最近邻域分类法。
(2)多级切割分类法：通过设定在各轴上的一系列分割点，将多维特征空间划分成分别对应不同分类类别的互不重叠的特征子空间的分类方法。
(3)特征曲线窗口法：以特征曲线为中心取一个条带，构造一个窗口，凡是落在此窗口范围内的地物即被认为是一类，反之，则不属于该类，这就是特征曲线法。
(4)最大似然比分类法：它是通过求出每个像素对于各类别的归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去的方法。

非监督分类方法：
(1)分级集群法：采用“距离”评价各样本(每个像元)在空间分布的相似程度，把它们的分布分割或者合并成不同的集群。
(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，这种聚类方法就是动态聚类。

强化(二)

一、名词解释

1. 地物反射率

地物的反射能量与入射总能量的比，是表征物体对电磁波谱的反射能力

2. 遥感技术系统

遥感技术系统是实现遥感目的的方法论、设备和技术的总称

3. 固体扫描成像

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。

4. 图像空间分辨率

指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场或者地面物体能分辨的最小单元。常见得TM5波段的空间分辨率为28.5m*28.5m

5. 遥感图像几何变形

指原始图像上各地物的集合位置、形状、尺寸、方位等特征在参照系统的表达要求不一致时产生的变形

6. 热红外遥感

指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感

7. 大气校正

消除遥感图像中由大气散射引起的辐射误差的处理过程

8. 中心投影

物体通过物镜中心投射到承影面上，形成的透射影像即为中心投影

9. 成像光谱仪

成像光谱就是在特定光谱域以高光谱分辨率同时获得连续的地物光谱图像

10. 光谱反射率

物体对光谱中某个波段的电磁波的反射辐射通量与入射辐射通量之比。用式子表示为：P=ER/E入*100%

二、简答题

11. 什么是大气窗口?谈谈你对大气窗口的认识和理解。

由于星载遥感传感器都在大气层上，无论太阳辐射、大地辐射、人工辐射都要被大气吸收和散射，只有一部分穿透大气。对大气层而言a+β+t=1；α、β、t分别为大气层对大气层对电磁辐射的吸收率、散射率、透射率。如果要从大气层之上探测地面，必须选择a、β都小，而t较大的波段范围，这样的波段范围称为大气窗口。
主要的大气窗口有11个：
I 015020mm, 远紫外, t<025, 尚未利用
Ⅱ 030115mm,近紫外、可见光、近红外,为遥感的主要窗口,其中: 030040mm,近紫外, t约为070;040070mm,可见光,t约为095;070110mm,近红外,t约为080;
Ⅲ 140195mm,近红外, t约为060095,其中155175mm最为有利;
Ⅳ 205300mm, 近红外, t约为080, 其中208235mm最为有利;尚禾利用; X2⁻5mm,毫米波, t 约为 050070, 尚未利用; XI8mm15m,厘米波、分米波, 几乎全透明,为微波遥感所使用。

12. 水体的光谱特征是什么?影响因素有哪些?水在可见光、近红外、热红外、微波图像上的色调特征?水体识别包括哪些内容?

水体的光谱特征是：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别在近红外波段，吸收更强。但当水中含有其他物质时，反射光谱曲线会发生变化。水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。

影响因素：水体水面性质、水体中悬浮物的性质和含量(如同一波段下，泥沙含量越大，反射率越高)、水深(水越深，色调越深)和水底特性。

水体色调特征：
可见光：反射率总体比较低，一般为4%-5%，且随波长增大逐渐降低，所以水体呈黑色。
近红红外：水体几乎全为吸收体，清澈水体呈深黑色。
热红外：白天，水体将太阳辐射吸收存储，升温比陆地慢，呈暗色调；夜间，水温比周围地物温度高，热辐射高，呈浅色调。
微波：反射率低，平坦水面后向散射很弱，所以影像上水体呈黑色。

水体识别的内容包括：
(1)水体界限的确定；
(2)水体悬浮物质的确定(泥沙的确定和叶绿素的确定)；
(4)水温的探测；
(5)水深的探测；
(6)水体污染的探测。

13. 简述遥感数字影像增强处理的目的，例举一种增强处理方法，说明其原理和步骤。

遥感数字影像增强处理的目的是改善图像的显示质量，以利于信息的提取和识别。
(1)方法：图像运算，两幅或多幅波段影像，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)步骤：
①差值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减运算，公式：fD (x，y)=fl(x，y)-f2(x，y)
②比值运算：幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相除运算，公式：fr(x, y) =f1(x, y) ÷f2(x, y)

14. 图像频率域增强处理的一般步骤是什么?

将空间域图像变换成频率域图像，然后在频率域中对图像的频谱进行处理

15. 传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量?

(1)太阳辐射透过大气并被地表反射进入传感器的能量
(2)太阳辐射被大气散射后被地表反射进入传感器的能量
(3)太阳辐射被大气散射后直接进入传感器的能量
(4)太阳辐射被大气反射后进入传感器的能量
(5)地物反射进入视场的交叉辐射项
(6)目标自身辐射的能量

16. 近红外遥感机理与在植被监测中的应用。

(1)近红外遥感机理：在近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即：到达地面的太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量，传感器主要接收经过衰减后的反射能量成像。
(2)在植被监测中的应用：植被的反射波谱曲线在近红外波段(0.7μm—0.8μm)有一反射的”陡坡”，至1.1μm 附近有一峰值，形成植被的独有特征。利用此特征可用于植物监测和植物生物量评估。
通常利用各种植被指数作为监测指标，即近红外波段与红外波段的各种组合运算：
①比值: RVI=近红外/红如TM4/TM2
②归一化: RVI= (近红外-红) /(近红外+红)
③差值: DVI=近红外-红
④正交植被指数(对NOAA数据和LANDSAT 数据分别为):
NOAA 数据: PVI=1.6225 (NIR) - 2.2978(R) +11.0656
LANDSAT 数据: PVI=0.939(NIR) - 0.344(R) +0.09

三、论述题

17. 简述几种主要地物的光谱特点

(1)植物：其反射波普主要可以分为三段。
①由于叶绿素的影响，对绿光和红光的吸收作用强，对绿光的反射作用强。(表现为：可见光波段范围，位置大约为绿光0.55um，有一个小峰。)；
②因为物叶子除了吸收和透射的部分，叶内细胞壁和胞间层的多层反射形成高反射率。(表现为：在近红外波段0.7um处反射率显著增大，至1.1um有一个显著的高峰。)
③受到绿色植物含水量的影响，吸收率大大增加，反射率大大下降，形成几个低估。但是由于不在大气窗口内部，因此不是遥感关注的区间(表现为: 在中红外波段1.3-2.5um) 。

(2)岩石：没有明显的规律性，受到形态、矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽有关系。

(3)土壤：没有明显的波峰波谷，土质越细反射率越高，有机质含量越高含水量越高，反射率越低。

(4)水体：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。

18. 如何评价遥感图像的质量?

(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。

19. 试述当前遥感发展的现状及趋势

(1)发展趋势
①多分辨率多遥感平台并存，空间分辨率、时间分辨率及光谱分辨率普遍提高。
②新型传感器不断涌现，微波遥感、高光谱遥感迅速发展。
③遥感的综合应用不断深化
④商业遥感时代的到来

(2)亟待解决的问题
①定量遥感的精度问题
②遥感海量数据的存储、管理与使用的技术问题
③遥感数据的融合压缩与自动识别技术
④定量遥感、新型技术处理技术与生产应用的差距
⑤高分辨率带来的负面影响

20. 地质遥感的目的及主要研究内容。

目的：确定一个地区的岩石性质和地质构造，分析构造运动的状况，为地质制图、矿产资源的探查、工程地质和水文地质调查等服务。

内容：
(1)各种地质体和地质现象的电磁波谱特征。
(2)地质体和地质现象在遥感图像上的判别特征。
(3)地质遥感图像的光学及电子光学处理和图像及有关数据的数字处理和分析。
(4)遥感技术在地质制图、地质矿产资源勘查及环境、工程、灾害地质调查研究中的应用。

21. 遥感数字图像处理的硬件系统以及软件系统。

(1)遥感数字图像处理硬件系统主要由以下几部分构成：输入设备、输出设备、电子计算机存贮设备以及系统操作台。
①输入设备：遥感数字图像处理系统常用输入设备有磁带机、磁盘机(包括光盘)、胶片扫描仪、析像器、数字化仪等。输入设备主要完成遥感数据输入计算机的功能。
②输出设备：遥感图像处理系统常用的输出设备有磁带机、磁盘机(包括光盘)、彩色显示器、绘图仪和打印机等。
③电子计算机：电子计算机是遥感图像处理系统的心脏。计算机性能的高低决定了处理的速度及效果
④其它设备：其它设备包括存贮设备、操作台等。

(2)遥感数字图像处理的软件系统：是由许多图像处理控制程序、管理程序和图像处理算法程序组成。前者称为图像处理操作系统软件，后者称为图像处理应用软件

强化(三)

一、名词解释

1. 太阳辐射

是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流

2. 多光谱变换

针对多光谱影像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的目的的方法

3. 微波遥感

指利用某种传感器接收地面各种地物发射或者反射的微波信号，籍以识别、分析地物，提取所需的信息。常用有 SAR 和 INSAR 两种方式

4. 电磁波

当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播，这就是电磁波

5. 图像锐化

锐化是指增强图像中高频成分，突出图像边缘信息，提高图像细节反差，也称边缘增强，其结果与平滑相反

6. 遥感数字图像

以数字形式表示的遥感影像，便于计算机存储、处理和使用，常用多维矩阵来表示

7. 扫描成像

依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图像

8. 漫反射

漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象

9. 高光谱遥感

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

10. 垂直投影

是平面地图采用的一种几何投影方式。将地面点沿铅垂线投到水平面上，得到地面点在水平面上的平面位置，构成地面点的相应平面图形

二、简答题

11. 遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么?

(1)未充分利用遥感图像提供的多种信息；
(2)提高遥感图象分类精度受到限制：包括大气状况的影响、下垫面的影像、其他因素的影响。

12. 图像的表示形式。

从空间域来说，图像的表示形式主要有光学图像和数字图像两种形式。图像还可以从频率域上进行表示
(1)光学图像：一个光学图像，如像片或透明正片、负片等，可以看成是一个二维的连续的光密度(或透过率)函数。
(2)数字图像：数字图像是一个二维的离散的光密度(或亮度)函数。相对光学图像，它在空间坐标和密度上都已离散化。

13. 多项式拟合法选用一次项、二次项和三次项，各纠正遥感图像中的哪些变形误差?

当选用一次项纠正时，可以纠正图像因平移旋转比例尺变化和仿射变形等引起的线性变形：
当选用二次时，则在改正一次项各种变形的基础上改正二次非线性变形而三次项纠正则改正更高次的非线性变形

14. 多项式拟合法选用一次项、二次项和三次项，各纠正遥感图像中的哪些变形误差?

当选用一次项纠正时，可以纠正图像因平移旋转比例尺变化和仿射变形等引起的线性变形：
当选用二次时，则在改正一次项各种变形的基础上改正二次非线性变形
而三次项纠正则改正更高次的非线性变形

15. 何为传感器的空间分辨率、辐射分辨率、光谱分辨率?

空间分辨率：单个像素对应地面的大小
辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。
光谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔。间隔越小，分辨率越高。

16. 与真彩色合成图像相比，假彩色合成图像在地物识别上有何优越性?

(1)定义：
真彩色合成：根据加色法或减色法，将多波段单色图像合成真彩色影像的彩色增强技术
假彩色合成：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彩色增强技术。
(2)彩色合成的目的在于彩色增强而不是彩色复原，比真彩色图像更能体现地物之间差别

三、论述题

17. 简述遥感的类型。

(1)按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感。
(2)按传感器的探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。
(3)按工作方式分：主动遥感和被动遥感、成像遥感与非成像遥感。
(4)按遥感的应用领域分：外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等。

18. 简述地物的反射类别。

物体对电磁波的反射有三种形式：
(1)镜面反射：是指物体的反射满足反射定律。入射波和反射波在同一平面内，入射角与反射角相等。
(2)漫反射：漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象。
(3)实际物体反射：多数都处于两种理想模型之间。即介于镜面和漫反射面之间。

19. 微波遥感的遥感器类型和其特点。

微波遥感可分为主动微波遥感和被动微波遥感两类。
主动微波遥感的主要传感器是雷达。此外，还有微波高度计和微波散射计。雷达意为无线电测距和定位，按照雷达的工作方式可分为成像雷达和非成像雷达。成像雷达中又可分为真实孔径侧视雷达和合成孔径侧视雷达。雷达是由以射机通过天线在很短时间内，向目标地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。侧视雷达的天线不是安装在遥感平台的正下方，而是与遥感平台的运动方向形成角度，朝向一侧或两侧倾斜安装，向侧下方发射微波，接收回波信号的。这种以实际孔径天线进行工作的侧视雷达，称真实孔径侧视雷达。合成孔径侧视雷达是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侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨力的雷达。
被动微波遥感中被动接收目标地物微波辐射的传感器为微波辐射计，被动探测目标地物微波散射特性的传感器为微波散射计。这两种传感器均不成像。

20. 海洋遥感的特点。

(1)需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆盖的观测。
(2)以微波为主。
(3)电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段的一条新路。
(4)海面实测资料的校正。

21. 什么是大气窗口?常用于遥感的大气窗口有哪些?

大气窗口：通过大气而较少被反射、吸收或散射的投射率较高的电磁辐射波段

大气窗口 波段 透射率/% 应用举例
紫外可见光 0.3~1.3μm >90 TM1-4,SPOT的近红外HRV
近红外 1.5~1.8μm 80 TM5
近-中红外 2.0~3.5μm 80 TM7
中红外 3.5~5.5μm - NOAA的AVHRR
远红外 8~14μm 60~70 TM6
微波 0.8~2.5cm 100 Radar sat

强化(四)

一、名词解释

1. 密度分割

密度分割与直方图类似，是将原始图像的灰度值分成等间隔的离散灰度值

2. 假彩色遥感图像

根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、篮三种原色合成彩色图像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因而生成的合成色不是地物真实的颜色，通常把这种方式合成的影像叫做假彩色遥感影像。常见的彩红外图像即为假彩色合成图像。

3. 电荷耦合元件(CCD)

CCD 是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号

4. 遥感图像的解译

是利用遥感影像的色调、形状大小、纹理结构特征等判别基础信息，结合地学等专业知识，识别、获取、分析目标地物信息的过程

5. 三原色

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

6. 黑体辐射

是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。

7. 目视解译

目视解译是遥感图像解译的一种，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。

8. 大气散射

辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开，从而减弱了原方向的辐射强度、增加了其他方向的辐射强度的现象

9. 地面分辨率

地面分辨率是衡量遥感图像(或影像)能有差别地区分开两个相邻地物的最小距离的能力

10. 地物波谱

地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，称为地表物体波谱，简称地物波谱

二、简答题

11. 叙述最邻近法、双线性内插、双三次卷积重采样原理(可作图说明)和优缺点。

(1)最邻近像元采样法：取距离被采样点最近的已知像元素的亮度 I 作为采样亮度。
优点：简单，辐射保真度较好
缺点：几何精度较其他两种方法差

(2)双线性内插法：取被采样点 P 周围4个已知像素的亮度值用三角形线性函数计算其亮度值的方法
优点：简单，具有一定的亮度采样精度
缺点：图像模糊

(3)双三次卷积采样：取被采样点P周围16个已知像素的亮度值用三维采样函数计算其亮度值的方法
优点：精度高
缺点：计算量大

12. 何谓遥感、地理信息系统、全球定位系统?简要回答三者之间的相互关系与作用

地理信息系统：是在计算机硬件和软件支持下，运用地理信息科学和系统工程理论，科学管理和综合分析各种地理数据，提供管理、模拟、决策、规划、预测和预报等任务所需要的各种地理信息的技术系统。
全球定位系统：是利用多颗导航卫星的无线电信号，对地球表面某地点进行定位、报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。

遥感数据在3s技术中的作用：
①gis数据库的数据源；
②利用遥感数字影像获取地面高程，更新gis中高程数据库

全球定位系统在3s 技术中的作用：
①精确的定位能力；
②准确定时及测速能力。

地理信息系统在3s中具有采集、存贮、管理、分析和描述整个或部分地球上与空间和地理分布有关的数据的重要作用

13. 根据辐射传输方程，指出传感器接收的能量包含哪几方面，辐射误差及辐射误差纠正内容是什么?

从辐射传输方程可以看出，传感器接收的电磁波能量包括三部分：
(1)太阳经大气衰减后照射到地面，经地面反射后，又经大气第二次衰减进入传感器的能量
(2)大气散射，反射和辐射的能量
(3)地面本身辐射的能量经大气后进入传感器的能量。

遥感图像的辐射误差包括：
①感官器本身的性能引起的辐射误差
②大气的散射和吸收引起的辐射误差
③地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差。

辐射误差纠正的内容：
①传感器辐射定标
②大气校正
③太阳高度角，日地距离校正和地形影响引起的辐射误差校正
④像元灰度值 DN 和辐射率的转换
⑤地面辐射校正场

14. 什么是维恩位移定律?

黑体辐射光谱中最强辐射的波长λₘₐₓ与黑体绝对温度T成反比：λₘₐₓ= b/T，b为常数。
如果辐射最大指落在可见光波段，物体的颜色随着温度的升高而变化，波长逐渐变短，颜色由红外到红色再逐渐变蓝变紫。

15. 为什么要进行特征选择?列举几种特征选择的主要方法和原理。

一方面减少参加分类的特征图像的数目，另一方面从原始信息中抽取能更好进行分类的特征图像。

方法：距离测量、散布矩阵测度。

选择方法：
(1)距离测度法：距离是最基本的类别可分性测度，如果所选择的一组特征能使感兴趣类别的类内距离最小而与其他类别的类间距离最大，那么根据距离测度用这组特征设计的分类器分类效果最好。利用类间标准化距离来度量，其值越大可分性越好。
(2)散布矩阵测度法：类内散布矩阵表示属于某一类别的模式在其均值周围的散布情况，类间散布矩阵表示不同类别间相互散布的程度。类内散布矩阵的行列式值越小，类间散布矩阵的行列式值越大，表示类别的可分性越好

16. 遥感图象的分辨率有几种描述?其意义各是什么?

空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，既扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。
波谱分辨率：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。
辐射分辨率：指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射差。
时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，既采样的时间频率，也称重访周期。

三、论述题

17. 遥感平台的种类及目的用途。

根据运载工具的类型可分为三类：地面平台、航空平台、航天平台。
(1)地面平台包括车、船、塔等，高度均在0-50m的范围内。
(2)航空平台包括低、中、高空飞机，以及飞艇、气球等，高度在百米至十余千米不等。
(3)航天平台的高度在 150km以上，其中最高的是静止卫星，位于赤道上空36000km的高度上。其次是高700-900km左右的 Landsat、SPOT、MOS 等地球观测卫星。

18. 常见的遥感图像增强处理方法。

(1)对比度变换：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。常用的方法有对比度线性变换和非线性变换。
(2)空间滤波：是以重点突出图像上的某些特征为目的的，包括平滑和锐化。
(3)彩色变换：不同的彩色变换可大大增强图像的可读性，包括单波段彩色变换、多波段色彩变换和HLS 变换三种方法。
(4)图像运算：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。包括差值运算和比值运算两种方法。
(5)多光谱变换：多光谱变换方法可通过函数变换，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。

19. 遥感图像解译标志(判读标志)有那些?结合实例说明它们如何在图像解译中的应用。

遥感图像解译标志(判读标志)及其实际应用如下：
①色调：即灰度。判读前通过反差调整和彩色增强后，成为目视判读的重要标志。如海滩的沙砾因含水量不同在遥感黑白像片中的色调也不同，干燥的沙砾色调发白，而潮湿的沙砾发黑。
②颜色：是目视判读最直观的标志。如在真彩色影像中，森林和农作物看上去同为绿色，由于存在微小色差，有经验的的目视解译人员仍然能够判别出树种及作物的种类。
③大小：根据地物间的相对大小，区分地物。根据物体的大小可以推断物体的属性，有些地物如湖泊和池塘主要依据它们的大小来区别。
④阴影：可判读地物的高度，但也遮挡部分地物信息。如航空像片判读时利用阴影可以了解铁塔及高层建筑物等的高度及结构。
⑤形状：目标地物在影像上呈现的外部轮廓。如飞机场和港湾设施在遥感图像中均具有特殊形状。
⑥纹理：指目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。如航空像片上农田呈现条带状纹理。
⑦位置：目标地物分布的地点。例如水田临近沟渠，位于沼泽地的土壤多数为沼泽土。
⑧图型：目标地物有规律排列而成的图形结构。如住宅区建筑群和农田与周边防护林都构成特殊的图型，在影像上很容易判出。
⑨相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。如学校教室与操场，货运码头与货物存储堆放区都有很强的相关性。

20. 遥感影像地图具有的特征。

(1)丰富的信息量：它与普通线划地图相比，没有信息空白区域，彩色影像地图的信息量远远超过线划地图。
(2)直观形象性：遥感影像是制图区域地理环境与制图对象进行“自然概括”后的构想
(3)具有一定数学基础：经过投影纠正和几何纠正处理后的遥感影像，每个像素点都具有自己的坐标位置，根据地图比例尺与坐标网可以进行测量
(4)现势性强：遥感影像获取地面信息块，成图周期短，能够反映制图区域当前的状况，具有很强的现势性

21. 中心投影与垂直投影的区别。

(1)投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，并有统一的比例尺；中心投影则受到投影距离(遥感平台高度)影响，像片比例尺与平台高度和焦距有关。
(2)投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大；而在中心投影的像片上，各点的相对位置和形状不再保持原来的样子。
(3)地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变；而中心投影时，地面起伏越大，像上投影点的水平位置的移量就越大，产生投影误差。

强化(五)

一、名词解释

1. 辐射分辨率

辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。

2. 雷达

用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置

3. 数据融合

是将两个或多个不同源数据图像的有用信息集成到一幅图像上，以获得同时具有不同源图像有用信息的高质量图像的过程。

4. 合成孔径雷达

指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侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨力的雷达。SAR 的方位分辨力与距离无关，只与天线的孔径有关。天线孔径愈小，方位分辨力愈高。

5. 光(波)谱分辨率

是指传感器在接收目标辐射的波普时能分辨的最小波长间隔。

6. 计算机辅助遥感制图

在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术，实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法。

7. 辐射校正

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。

8. 黑体(绝对黑体)

在任何条件下，对任何波长的外来辐射完全吸收而无任何反射的物体，即吸收比为1的物体。

9. 米氏散射

当大气中粒子的直径比辐射的波长相当时发生的散射。

10. 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位置上的移动，这种现象称为像点位移

二、简答题

11. 波谱由哪些不同特性的电磁波组成?它们有哪些不同点，又有哪些共性?

(1)电磁波组成：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同点：频率不同(由低到高)。
(2)共性：①是横波；②在真空以光速传播；③满足fλ=c、E=hf；④具有波粒二象性。
遥感常用的波段：微波、红外、可见光、紫外。

12. 中心投影与垂直投影的区别?

第一；投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，并有统一比例尺；中心投影则受距离影响，相片比例与平台高度H和焦距f有关。
第二：投影面倾斜的影响：投影面倾斜时，垂直投影的影像比例尺有所放大，但是像点的相对位置不变；中心投影时，比例尺明显变化，且各点的相对位置和形状也发生变化。
第三：地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏的变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变；中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的偏移量就越大，产生投影误差。

13. 两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题?解决的基本方法是什么?

关键问题：如何在几何上将多幅不同的图像连接起来；如何保证拼接后的反差一致，色调相近，没有明显的连接。
解决的基本方法：进行图像几何纠正后再进行镶嵌边的搜索，亮度和反差值的调整，最后还要平滑边界线。

14. 两幅图像运算或融合的基本前提是什么?

首先要求多源图像精确配准，分辨率不一致的要求重采样后保持一致

15. 遥感图像专家解译系统

(1)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。
(2)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：包括图像处理、地形图数字化、精纠正、特征提取，结果存贮在遥感数据库内。
②遥感图像解译知识获取系统：获取遥感图像解译专家知识，并把专家知识形式化表示，存贮在知识库中。
③狭义的遥感图像解译专家系统。
(3)图像处理与特征提取子系统：
①图像处理；②分类与特征提取子系统
(4)遥感图像解译知识获取子系统：
①知识获取有三个层次：增加遥感解译新知识；发现原有错误知识，修改或补充新知识；根据解译结果，自动总结经验，修改错误知识，增加新知识。
②知识获取界面具有3个层次：第一层次为下拉式主菜单形式的知识获取界面，第二层为多窗口知识获取界面。第三层为遥感图像解译知识分类获取界面。
(5)遥感图像解译专家系统的机理：
①遥感图像数据库包括遥感图像数据和每个地物单元的不同特征，由数据管理系统管理。
②解译知识库包括专家解译知识和背景知识，由知识库管理系统管理。
③推理机(核心)，正向推理：事实驱动方式；反向推理：目标驱动方式。
④解释器：用于说明推理过程。

16. 叙述TM多光谱图像的几何特征和辐射特征。

几何特征：多中心投影，更高的空间分辨率、更好的频谱特性、更高的几何保真度。
辐射特征：有7个波段，很高的辐射准确度及分辨率

三、论述题

17. 扫描成像类传感器特点。

扫描成像类型的传感器是逐点逐行地以时序方式获取二维图像，有两种主要的形式，一是对物面扫描的成像仪，它的特点是对地面直接扫描成像，这类仪器如红外扫描仪、多光谱扫描仪、成像光谱仪、自旋和步进式成像仪及多频段频谱仪等；二是瞬间在像面上先形成一条线图像，甚至是一幅二维影像。

18. 遥感图像计算机处理的主要方法有哪些?

(1)遥感图像的解译。即从遥感对地面实况的模拟影像中提取遥感信息、反演地面原型。遥感信息的提取主要包括图像识别、图像量测、图像分析三方面内容。
(2)遥感数字图像预处理
①辐射校正。消除图像数据中依附在辐射亮度里的各种失真的过程称为辐射校正。完整的辐射校正包括遥感器校正、大气校正，以及太阳高度和地形校正。
②几何校正。原始遥感图像通常包含严重的几何变形。几何校正的目的就是要纠正这些系统以及非系统因素引起的图像变形，从而使之实现与标准图像或地图的几何整合。
③数字图像镶嵌。当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围是，通常需要将两幅或多幅图像拼接起来形成一幅或一系列覆盖全区的较大图像，这个过程就是图像镶嵌。
④图像统计。
(3)图像增强和变换
图像增强和变换是为了突出相关的专题信息，提高图像的视觉效果，使分析者能够更容易的识别图像内容，从图像中提取更有用的定量化信息。按其作用的空间一般分为光谱增强和空间增强两类。
(4)图像分类
目的是将图像中每个像元根据其在不同波段的光谱亮度、空间结构特征或者其他信息，按照某种规则或算法划分为不同的类别。
①监督分类，即用被确认类别的样本象元去识别其他未知类别象元的过程。
②非监督分类，即在光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱集群组的过程。
③其他分类，包括模糊分类、空间结构纹理分类、人工智能神经元网络方法等。
(5)误差和精度评价
图像精度指的是一幅不知道其质量的图像和一幅假设准确的图像之间的吻合度。精度评价必须客观的通过某种方法，定量地将一幅图像和另一幅同一区域的参考图像或其他参考数据进行对比。

19. 什么是计算机图像处理，它包含那些内容，如何运用计算机图像处理方法来提高遥感图像的解译效果?

(1)计算机图像处理指利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得某种预期结果的技术。根据其抽象程度可分为三个层次：图像处理、图像分析和图像理解。在系统实现层次上其结构图如下：在具体处理时其主要内容有：图像变换，图像增强，图像复原与重建，图像编码与压缩，图像分割，二值图像处理与形状分析，图像纹理分析和模板匹配等等。
(2)对于一副遥感图像，用计算机图像处理的方法提高其解译效果的常用方法如下：
①图像变换：既可简化图像处理问题又有利于图像特征提取。常用的有傅立叶变换、沃而什变换和小波变换等等。
②图像增强：既能改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度，又可抑制无用信息，提高图像的使用价值。可分为空间域变换和频域变换两种。常用的有直方图修正法、中值滤波、锐化、高通滤波、Laplace增强算子、假彩色增强等等。
③图像复原与重建：尽可能恢复或者重建图像的本来面目。常用的有代数恢复法、频域恢复法和几何校正等等。
④图像编码与压缩：用尽可能少的数据表示尽可能多的影像信息，以节省存储空间，提高处理速度和传输速度。常见的有霍夫曼编码、费诺编码、香农编码、游程编码和四叉树编码等等。
⑤图像分割：把图像分为互不重叠的区域并提取出感兴趣的目标。常用的方法有边缘检测法、Hough变换法、区域分割法和区域增长法等等。

20. 简述彩红外影像生成的原理，并说明其不同之处

由地物反射的光线进入摄影机镜头，使彩色红外感光底片产生光化学反应，由该底片出的像片称为彩红外像片。
彩色红外感光片有感绿、感红和感红外层。因此不受大气散射蓝光的影响，像片清晰度很高，适合城市航空摄影。

21. 遥感技术具有哪些特点?

(1)大面积的同步观测。遥感观测可以提供最佳的获取信息的方式，并且不受地形阻隔的限制。遥感平台越高，视角越宽广，可以同步探测到的地面范围就越大，容易发现地球上一些重要目标物空间分布的宏观规律。
(2)时效性。遥感探测，尤其是空间遥感探测，可以在短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化。
(3)数据的综合性和可比性。遥感获得的地物电磁波特征数据综合的反映了地球上许多自然、人文信息。同时考虑到新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以，数据具有可比性。
(4)经济性。遥感的费用投入与所获取的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力、和时间，具有很高的经济效益和社会效益。
(5)局限性。目前，遥感技术所利用的电磁波还很有限，仅是其中的几个波段范围。在电磁波谱中，尚有许多波谱的资源有待进一步开发。此外，已经被利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反映，还需要发展高光谱分辨率遥感以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证尚不可缺少。

冲刺(一)

一、名词解释

1. 立体观察

【答案】用肉眼或者借助光学仪器(立体眼镜)，对有一定重叠率的像对进行观察，可以获得地物和地形的光学立体模型，称为像片的立体观测。

2. 遥感图像几何变形

【答案】指原始图像上各地物的集合位置、形状、尺寸、方位等特征在参照系统的表达要求不一致时产生的变形。

3. 辐射亮度

【答案】假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向不同而不同。则辐射亮度定义为辐射源在某一方向单位投影表面单位立体角内的辐射通量。观察者以不同的观测角观察辐射源时，辐射亮度不同。

4. 热红外遥感

【答案】指传感器工作波段限于红外波段范围之内的遥感。

5. 计算机辅助遥感制图

【答案】在计算机系统支持下，根据地图制图原理，应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术，实现遥感影像地图制作和成果表现的技术方法。

6. 黑体辐射

【答案】是指由理想放射物放射出来的辐射，在特定温度及特定波长放射最大量之辐射。

7. 波粒二象性

【答案】电磁辐射与物质相互作用中，既反映波动性，又反映出粒子性，称为波粒二象性。指某物质同时具备波的特质及粒子的特质。

8. 被动式传感器

【答案】被动传感器本身不发射电磁波，它通过接收目标发射或反射的电磁波，来探测目标的位置。较主动传感器具有抗干扰能力强、隐蔽性好等优点。

9. 遥感数字图像

【答案】以数字形式表示的遥感影像，便于计算机存储、处理和使用，常用多维矩阵来表示。

10. 维恩位移定律

【答案】黑体辐射光谱中最强辐射的波长λ与黑体绝对温度T成反比，这就是维恩位移定律。

二、简答题

11. 叙述中心投影的航空像片，MSS多光谱扫描仪影像，SPOT 的HRV推扫式影像和真实孔径侧视雷达图像的几何特征。

【答案】中心投影的航空像片的几何特征：所谓中心，就是平面上各点的投影光线均通过一个固定点，投射到一平面上形成的透视关系。航摄像片存在由于像片倾斜和地形起伏而引起的像点位移，致使航摄像片上的影像变形，不但同一张像片上各处比例尺不一致，而且相关方位也发生改变，同时因航高的变化会使各片的比例尺不一样。
MSS多光谱扫描仪影像的几何特征：MSS多光谱扫描仪获得的影响属于多中心投影，每个像元都有自己的投影中心，随着扫描镜的旋转和平台的前进来实现整幅图像的成像。由于扫描式传感器的光学聚焦系统有一个固定的焦距，因此地面上任意一条线的图像是一条圆弧，整幅图像是一个等效的圆柱面，所以该类传感器成像亦具有全景投影成像的特点，任何一个像元的构像，等效于中心投影朝旁向旋转了扫描角后，以像副中心成像的几何特征。
SPOT的HRV扫描式影像的几何特征：扫描式传感器是行扫描动态传感器。在垂直成像的情况下，每一个线的成像属于中心投影。在一副图像内，每条扫描线的投影中心大地坐标和姿态角是随时间变换的。为了获取立体像对，推扫式传感器要进行倾斜扫描。
真实孔径侧视雷达图像的几何特征：侧视雷达采用斜距投影，它与投影机中心投影方式完全不同。其构像方程根据侧视雷达工作方式分为以下两种：平面扫描斜距构象方程和圆锥扫描斜距构象方程，由侧视雷达构象方程可知：侧视雷达在方位向和距离向用不同的方法记录影像。在方位向上，当地物目标通过照射波束时，雷达记录一个特征条带，在距离向，雷达测量从飞机到地形目标的距离。在侧视雷达构成的微波影像中，真实孔径侧视雷达分辨率是由成像雷达的斜距分辨率和方位向分辨率决定的，它们分别由脉冲的延迟时间和脉冲宽度来控制。

12. 两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题?解决的基本方法是什么?

【答案】关键问题：如何在几何上将多幅不同的图像连接起来；如何保证拼接后的反差一致，色调相近，没有明显的连接。
解决的基本方法：进行图像几何纠正后再进行镶嵌边的搜索，亮度和反差值的调整，最后还要平滑边界线。

13. 什么叫特征空间?地物在特征空间聚类有哪些特性?

【答案】为了度量图像中地物的光谱特征，建立一个以波段图像的密度分布不同的子空间。
特征：(1)不同地物由于光谱特征不同，将分布在特征空间的不同位置。(2)同类地物的各取样点在光谱各种空间中的特征点将不可能值表现为同一点，而是形成一个相对聚集的点集群，不同类地物的点集群在特征空间内一般是相互分离的。(3)地物在特征空间的聚类通常用特征点分布的概率密度函数表示。

14. 影响遥感技术发展中主要存在的问题：

【答案】(1)存在的问题：遥感的时效性：实时检测与处理能力不足；遥感的定量反演：精度不能达到实用要求。
(2)产生以上问题的原因主要有：①遥感技术本身的局限性；②人们认识上局限性。
发展前景：遥感技术正在进入一个能够快速准确的提供多种对地观测海量数及应用研究的新阶段，在近一二十年内得到了飞速发展，目前又将达到一个新的高潮！

15. 中心投影与垂直投影的区别?

【答案】第一：投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，并有统一比例尺；中心投影则受距离影响，相片比例与平台高度H和焦距f有关。
第二：投影面倾斜的影响：投影面倾斜时，垂直投影的影像比例尺有所放大，但是像点的相对位置不变；中心投影时，比例尺明显变化，且各点的相对位置和形状也发生变化。
第三：地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏的变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变；中心投影时，地面起伏越大，像上投影点水平位置的偏移量就越大，产生投影误差。

16. 近极地太阳同步准回归轨道卫星的特点及其在对地观测中的作用。

【答案】(1)近极地太阳同步准回归轨道卫星的特点：
①卫星轨道平面与太阳始终保持相对固定的取向，卫星轨道的倾角接近90°，卫星几乎在同一地方时经过各地上空。轨道平面随地球公转的同时，为了保持与太阳的固定取向，每天要自西向东作大约1°的转动。
②轨道近似为圆形，轨道预告，资料接收和资料定位都方便；可以观测全球，尤其可以观测两地极地区，观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。
③虽然可以观测全球，但是观测间隔长，对某一地区，一颗卫星在红外波段可以取得两次资料，但是可见光波段只能取得一次资料。为了提高观测次数，只能增加卫星的数目。由于观测数目少，不利于分析变化快、生命短的小尺度过程，而且相邻两条轨道的资料也不是同一时刻的。
④卫星高度高，视野广阔，一个静止卫星可以对地球南北70°，东西140个经度，约占地球表面1/3的面积进行观测。
(2)在对地观测中的作用：此类卫星主要应用于陆地资源和环境探测，如Landsat系列、SPOT系列等等。

三、论述题

17. 摄影成像的基本原理是什么?其图像有什么特征?

【答案】基本原理：传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像；数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件，经过光/电转换，以数字信号来记录物体影像。
图象特点：(1)投影：航片是中心投影，即摄影光线交于同一点。
(2)比例尺：航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比，称为像片比例尺。
①平均比例尺：以各点的平均高程为起始面，并根据这个起始面计算出来的比例尺。
②主比例尺：由像主点航高计算出来的比例尺，它可以概略地代表该张航片的比例尺。
(3)像点位移：
①位移量与地形高差成正比。
②位移量与像点距离像主点的距离成正比。
③位移量与摄影高度(航高)成反比。

18. 遥感影像变形的原因.

【答案】(1)遥感平台位置和运动状态变化的影响：无论是卫星还是飞机，运动过程中都会由于种种原因产生飞行姿势的变化从而引起影像的变形。
(2)地形起伏的影响：当地形存在起伏时，会产生局部像点的位移，使原来本应是地面点的信号被同一位置上某高点的信号代替。
(3)地球表面曲率的影响：地球严格来说是椭球体，因此地球表面是曲面。这一曲面的影响主要表现在两个方面，一是像点位置的移动，二是像元对应于地面宽度的不等。
(4)大气折射的影响：由于大气的密度分布从下向上越来越小，折射率不断变化，因此折射后的辐射传播不再是直线而是一条曲线，从而导致传感器接收的像点发生位移。
(5)地球自转的影响：卫星前进过程中，传感器对地面扫描获得图像时，地球自转影响较大，会产生影像偏离。

19. 海洋遥感的特点.

【答案】(1)需要高空和空间的遥感平台，以进行大面积同步覆盖的观测。
(2)以微波为主。
(3)电磁波与激光、声波的结合是扩大海洋遥感探测手段的一条新路。
(4)海面实测资料的校正。

20. 航空像片立体观测的条件是什么?

【答案】(1)两张像片必须是在两个不同位置对同一景物摄取的立体像对；
(2)两只眼睛必须只能分别观察像对的一张像片；
(3)两像片上相同景物(同名像点)的连线与眼基线应大致平行；
(4)两像片的比例尺相近(差别≤15%)。

21. 遥感有哪几种分类?分类依据是什么?

【答案】(1)按遥感平台分类：近地面遥感；航空遥感；航天遥感。
(2)按传感器的探测波段分类:紫外0.05-0.38μm；可见光0.38-0.76μm；红外0.76-1000μm；微波1mm-1m；多波段遥感。
(3)按传感器工作方式分类：主动遥感；被动遥感。
(4)按遥感资料获取方式：成像遥感；非成像遥感（获得信号是曲线、数据）。
(5)按波段宽度及波谱的连续性：高光谱遥感；常规遥感。
(6)按应用领域分类：陆地遥感、海洋遥感；农业遥感；城市遥感。

冲刺(二)

一、名词解释

1. 瑞利散射

【答案】当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。

2. 计算机辅助遥感制图

【答案】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。

3. 遥感( RS)

【答案】广义的遥感泛指一切无接触的远距离探测，狭义的遥感是应用探测仪器，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。

4. 密度分割

【答案】密度分割与直方图类似，是将原始图像的灰度值分成等间隔的离散灰度值。

5. 大气窗口

【答案】电磁波通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段成为大气窗口。

6. 合成孔径雷达

【答案】指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侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨力的雷达。SAR的方位分辨力与距离无关，只与天线的孔径有关。天线孔径愈小，方位分辨力愈高。

7. 遥感平台

【答案】遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台，常见的有气球、飞机、人造地球卫星和载人航天器。

8. 漫反射

【答案】漫反射是指光线被粗糙表面无规则地向各个方向反射的现象。

9. 电磁波

【答案】当电磁振荡进入空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁振荡在空间传播，这就是电磁波。

10. 图像锐化

【答案】锐化是指增强图像中高频成分，突出图像边缘信息，提高图像细节反差，也称边缘增强，其结果与平滑相反。

二、简答题

11. MSS、TM、ETM+影像各有何特点?

【答案】(1)MSS多光谱扫描仪：MSS多光谱扫描仪常用于LANDSAT卫星系列。多光谱扫描仪的优点是：①工作波段宽，从近紫外、可见光到热红外波段，波长范围达0.35~20μm；②各波段的数据容易配准。这两个特点非其他遥感器所能具有，因而多光谱扫描仪是气象卫星和“陆地卫星”的主要遥感器。
(2)TM专题制图仪：Landsat4，5上的TM专题制图仪是一个高级的多光谱扫描型的地球资源扫描仪器，与多光谱扫描仪MSS性能相比，它具有更高的空间分辨率，更好的频谱选择性，更好的几何保真度，更高的辐射准确度和分辨率。
(3)ETM+增强型专题制图仪(P65):ETM+常用于Landsat6,7，它比TM灵敏度更高，与之相比，它做了三个方面的改进：①增加了PAN(全色)波段，分辨率为15m，因而是数据速率增加；②采取双增益技术使远红外波段6分辨率提高到60m，也增加了数据率；③改进后的太阳定标器使卫星的辐射定标误差小于5%，其精度比提高倍，辐射校正有了很大改进。

12. 两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题?解决的基本方法是什么?

【答案】关键问题：如何在几何上将多幅不同的图像连接起来；如何保证拼接后的反差一致，色调相近，没有明显的连接。
解决的基本方法：进行图像几何纠正后再进行镶嵌边的搜索，亮度和反差值的调整，最后还要平滑边界线。

13. 遥感图像专家解译系统

【答案】(1)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。
(2)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：包括图像处理、地形图数字化、精纠正、特征提取，结果存贮在遥感数据库内。②遥感图像解译知识获取系统：获取遥感图像解译专家知识，并把专家知识形式化表示，存贮在知识库中。③狭义的遥感图像解译专家系统。
(3)图像处理与特征提取子系统：①图像处理；②分类与特征提取子系统。
(4)遥感图像解译知识获取子系统：①知识获取有三个层次：增加遥感解译新知识；发现原有错误知识，修改或补充新知识；根据解译结果，自动总结经验，修改错误知识，增加新知识。②知识获取界面具有3个层次：第一层次为下拉式主菜单形式的知识获取界面，第二层为多窗口知识获取界面。第三层为遥感图像解译知识分类获取界面。
(5)遥感图像解译专家系统的机理：①遥感图像数据库包括遥感图像数据和每个地物单元的不同特征，由数据管理系统管理。②解译知识库包括专家解译知识和背景知识，由知识库管理系统管理。③推理机(核心)，正向推理：事实驱动方式；反向推理：目标驱动方式。④解释器：用于说明推理过程。

14. 遥感图像判读主要应用景物的哪些特征?

【答案】主要有光谱特征、空间特征和时间特征，在微波区还有偏振特性。

15. 举例说明为什么多光谱图像比单波段图像能判读出更多的信息?

【答案】多光谱像片显示景物的光谱特征比单波段强得多，它能表示出景物在不同光谱段的反射率变化。例如仅使用可见光波段并仅用色调来判断，则图像上的草和沥青是分不清楚的，而利用可见光波段和红外波段进行比较判读，通过绘制地物波普响应曲线与地物的光谱特性曲线进行比较就可以很好的区分两种不同的地物。

16. 叙述最邻近法、双线性内插、双三次卷积重采样原理(可作图说明)和优缺点。

【答案】(1)最邻近像元采样法：取距离被采样点最近的已知像元素的亮度I作为采样亮度。优点：简单，辐射保真度较好；缺点：几何精度较其他两种方法差。
(2)双线性内插法：取被采样点P周围4个已知像素的亮度值用三角形线性函数计算其亮度值的方法。优点：简单，具有一定的亮度采样精度；缺点：图像模糊。
(3)双三次卷积采样：取被采样点P周围16个已知像素的亮度值用三维采样函数计算其亮度值的方法。优点：精度高；缺点：计算量大。

三、论述题

17. 遥感传感器的种类.

【答案】遥感传感器是获取遥感数据的关键设备，由于设计和获取数据的特点不同，传感器的种类也就繁多，就其基本结构原理来看，目前遥感中使用的传感器大体上可分为如下一些类型：
(1)摄影类型的传感器；
(2)扫描成像类型的传感器；
(3)雷达成像类型的传感器；
(4)非图像类型的传感器。

18. 遥感图像计算机分类中存在的问题。

【答案】(1)未充分利用遥感图像提供的多种信息：遥感数字图像计算机分类的依据是像素具有的多光谱特征，并没有考虑相邻像素间的关系；统计模式识别以像素作为识别的基本单元，未能利用图像中提供的形状和空间位置特征，其本质是地物光谱特征的分类。
(2)提高遥感图像分类精度受到限制：遥感数字图像分类结果在没有经过专家检验和多次纠正的情况下，分类精度一般不超过90%，其原因除了与选用的分类方法有关外，还存在着制约遥感图像分类精度的几个客观因素：大气状况的影响、下垫面的影响以及其他因素的影响。

19. 常见的遥感图像增强处理方法。

【答案】(1)对比度变换：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。常用的方法有对比度线性变换和非线性变换。
(2)空间滤波：空间滤波是以重点突出图像上的某些特征为目的的，包括平滑和锐化。
(3)彩色变换：不同的彩色变换可大大增强图像的可读性，包括单波段彩色变换、多波段色彩变换和HLS变换三种方法。
(4)图像运算：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。包括差值运算和比值运算两种方法。
(5)多光谱变换：多光谱变换方法可通过函数变换，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。

20. 简述地物的反射光谱特性.

【答案】(1)同一地物的反射波谱特性：地物的光谱特性一般随时间季节变化，这称之为时间效应；处在不同地理区域的同种地物具有不同的光谱相应，我们称之为空间效应。
(2)不同地物的反射波谱特性：①城市道路、建筑物的反射波谱特性：在城市遥感影像中，通常只能看到建筑物的顶部或部分建筑物的侧面，所以掌握建筑材料所构成的屋顶的波谱特性是我们研究的主要内容之一。城市中道路的主要铺面材料为水泥沙地和沥青两大类，它们的反射波谱特性曲线形状大体相似。②水体的反射波谱特性：水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，特别在近红外波段，吸收就更强。因此，在遥感影像上，特别是近红外影像上，水体呈黑色。③土壤的反射波谱特性：自然状态下土壤表面的反射率没有明显的峰值和谷值。④植物的反射波谱特性：由于植物均进行光合作用，所以各类绿色植物具有很相似的反射波谱特性。⑤岩石的反射波谱特性：岩石成分、矿物质含量、含水状况、风化程度、颗粒大小、色泽、表面光滑程度等都影响反射波谱特性曲线的形态。在遥感探测中可以根据所测岩石的具体情况选择不同的波段。

21. 遥感技术具有哪些特点?

【答案】(1)大面积的同步观测。遥感观测可以提供最佳的获取信息的方式，并且不受地形阻隔的限制。遥感平台越高，视角越宽广，可以同步探测到的地面范围就越大，容易发现地球上一些重要目标物空间分布的宏观规律。
(2)时效性。遥感探测，尤其是空间遥感探测，可以在短时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化。
(3)数据的综合性和可比性。遥感获得的地物电磁波特征数据综合的反映了地球上许多自然、人文信息。同时考虑到新的传感器和信息记录都可以向下兼容，所以，数据具有可比性。
(4)经济性。遥感的费用投入与所获取的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力、物力、财力、和时间，具有很高的经济效益和社会效益。
(5)局限性。目前，遥感技术所利用的电磁波还很有限，仅是其中的几个波段范围。在电磁波谱中，尚有许多波谱的资源有待进一步开发。此外，已经被利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反映，还需要发展高光谱分辨率遥感以及遥感以外的其他手段相配合，特别是地面调查和验证尚不可缺少。

冲刺(三)

一、名词解释

1. 像点位移

【答案】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位置上的移动，这种现象称为像点位移。

2. 地物波谱

【答案】地物的电磁波响应特性随电磁波长改变而变化的规律，称为地表物体波谱，简称地物波谱。

3. 大气散射

【答案】辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开，从而减弱了原方向的辐射强度、增加了其他方向的辐射强度的现象。

4. 几何校正

【答案】一般是指通过一系列的数学模型来改正和消除遥感影像成像时原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。

5. 遥感技术系统

【答案】遥感技术系统是实现遥感目的的方法论、设备和技术的总称。

6. 假彩色遥感图像

【答案】根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色合成彩色图像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因而生成的合成色不是地物真实的颜色，通常把这种方式合成的影像叫做假彩色遥感影像。常见的彩红外图像即为假彩色合成图像。

7. NDVI 即归一化差分植被指数

【答案】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。

8. 雷达

【答案】用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。

9. 图像平滑

【答案】图像平滑的目的在于消除各种干扰噪声，使图像中高频成分消退，平滑掉图像的细节，使其反差降低，保存低频部分。

10. 图像空间分辨率

【答案】指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场或者地面物体能分辨的最小单元。常见的TM5波段的空间分辨率为28.5m×28.5m。

二、简答题

11. 什么是大气窗口?谈谈你对大气窗口的认识和理解。

【答案】由于星载遥感传感器都在大气层上，无论太阳辐射、大地辐射、人工辐射都要被大气吸收和散射，只有一部分穿透大气。对大气层而言a+β+t=1；α、β、t分别为大气层对电磁辐射的吸收率、散射率、透射率。如果要从大气层之上探测地面，必须选择a、β都小，而t较大的波段范围，这样的波段范围称为大气窗口。
主要的大气窗口有11个：
Ⅰ0.150.20μm，远紫外，t<0.25，尚未利用；
Ⅱ0.301.15μm，近紫外、可见光、近红外，为遥感的主要窗口，其中：0.300.40μm，近紫外，t约为0.70；0.400.70μm，可见光，t约为0.95；0.701.10μm，近红外，t约为0.80；
Ⅲ1.401.95μm，近红外，t约为0.600.95，其中1.551.75μm最为有利；
Ⅳ2.053.00μm，近红外，t约为0.80，其中2.082.35μm最为有利；
Ⅴ3.55.0μm，中红外，t约为0.600.70，其中4.634.95μm为O₃、CO₂、N₂O吸收；
Ⅵ814μm，热红外，t约为0.80，也是遥感主要的窗口之一，其中9.6μm为O₃吸收；
Ⅶ1523μm，远红外，t<0.10，尚未利用；
Ⅷ2590μm，远红外，t约为0.400.50，尚未利用；
Ⅸ1.01.8mm，毫米波，t约为0.350.40，尚未利用；
Ⅹ25mm，毫米波，t约为0.500.70，尚未利用；
Ⅺ8mm15m，厘米波、分米波，几乎全透明，为微波遥感所使用。

12. TM专题制图仪与MSS多光谱扫描仪有何不同?

【答案】TM是MSS的改进，增加了一个扫描改正器，具有更高的空间分辨率，更高的频谱选择性，更好的几何真度，更高的辐射准确度和分辨率，同时扫描行垂直于飞行轨道，往返双向的对地面扫描。

13. 传感器从大气层外探测地面物体时，接收到哪些电磁波能量?

【答案】(1)太阳辐射透过大气并被地表反射进入传感器的能量；
(2)太阳辐射被大气散射后被地表反射进入传感器的能量；
(3)太阳辐射被大气散射后直接进入传感器的能量；
(4)太阳辐射被大气反射后进入传感器的能量；
(5)地物反射进入视场的交叉辐射项；
(6)目标自身辐射的能量。

14. 两幅图像运算或融合的基本前提是什么?

【答案】首先要求多源图像精确配准，分辨率不一致的要求重采样后保持一致。

15. MSS影象的波段是如何划分的?各个波段的主要用途是什么?

【答案】MSS4——0.50.6μm，绿，分辨率：79m，对水体有一定透射能力，在清洁的水体中透射深度可达10-20米，可以判读浅水地形和近海海水泥沙。可以探测健康植被在绿色反射率。
MSS5——0.60.7μm，红，可用于城市研究，对道路、大型建筑工地、砂砾场和采矿区反映明显。在红色波段，各类岩石反射更容易穿过大气层为传感器接收，也可用于地质研究。可明显反映河口区海水团涌入淡水的情况，对海水中的泥沙流、河流中的悬浮物质与河水浑浊度有明显反映。可区分沼泽地和沙地，可以利用植物绿色素吸收率进行梢物分类。
MSS6——0.70.8μm，近红外，可区分健康与病虫害植被。水体在此波段具有强烈吸收作用，水体呈暗黑色，含水量大的土壤为深色调，含水量少的土壤色调较浅，水体与湿地反映明显。
MSS7——0.81.18μm，近红外可用来测定生物量和监测作物长势。水体吸收率高，水体和湿地色调更深、海陆界线清晰。该波段还可用于地质研究，划出大型地质体的边界，区分规模较大的构造形迹或岩体。
第8波段——10.4~12.6μm，为热红外波段，可以监测地物热辐射与水体的热污染，根据岩石与矿物的热辐射特性可以区分一些岩石与矿物，并可用于热制图。

16. 怎样才能将光学影像变成数字影像。

【答案】把一个连续的光密度函数变成一个离散的光密度函数，经过图像数字化，图像采样，灰度级量化过程处理。

三、论述题

17. 比较监督分类与非监督分类的优缺点。

【答案】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。
(1)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。
(2)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。

18. 简述微波遥感的特点.

【答案】(1)能全天候、全天时工作：由于微波的波长比红外波要长的多，因而散射要小得多，所以与红外波相比，在大气中衰减较少，对云层、雨区的穿透力较强，基本上不受烟、云、雨、雾的限制。
(2)对某些地物具有特殊的的波谱特征：许多地物间，微波辐射能力差别较大，因而可以较容易的分辨出可见光和红外遥感所不能区别的某些目标物的特性。
(3)对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力：该特性可用来探测隐藏在林下的地形、地质构造、军事目标，以及埋藏于地下的工程、矿藏、地下水等。
(4)对海洋遥感具有特殊意义：微波对海水特别敏感，其波长很适合于海面动态情况(海面风、海浪等)的观测。
(5)分辨率较低，但特性明显：微波传感器的分辨率一般都比较低，这是因为其波长较长，衍射现象显著的缘故。

19. 植被遥感的目的及研究内容。

【答案】目的：在遥感影像上有效的确定植被的分布、类型、长势等信息，以及对植被的生物量作出估算，可以为环境监测、生物多样性保护、农业、林业等等有关部门提供信息服务。
内容：
(1)通过遥感影像从土壤背景中区分出植被覆盖区域，并对植被类型进行划分。
(2)能否从遥感数据中反演出植被的各种重要参数。
(3)能否准确的估算出与植被光合作用有关的若干物理量。

20. 地物波谱特性的概念及作用.

【答案】概念：指地面物体具有的辐射、吸收、反射和透射一定波长范围电磁波的特性。
作用：
(1)它是选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据；
(2)在外业测量中，它是选择合适的飞行时间的基础资料；
(3)它是有效地进行遥感图像数字处理的前提之一，是用户判读、识别、分析遥感影像的基础。

21. 简述遥感卫星地面站，其生产运行系统的构成及各自的主要任务

【答案】遥感卫星地面站：是一个复杂的高技术系统，它的任务是接收、处理、存档和分发各类遥感数据，并进行卫星接收方式、数据处理方法及相关技术的研究。
(1)接收站：主要负责完成捕获跟踪卫星、传送接收卫星数据的任务。
(2)数据处理中心：将原始遥感数据做一系列复杂的辐射校正及几何校正处理，消除畸变，恢复图像，提供给用户使用。
(3)光学处理中心：可以生产应用于不同用途的各种比例尺的图像产品。

冲刺(四)

一、名词解释

1. 三原色

【答案】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. 遥感影像地图

【答案】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。

3. 垂直投影

【答案】是平面地图采用的一种几何投影方式。将地面点沿铅垂线投到水平面上，得到地面点在水平面上的平面位置，构成地面点的相应平面图形。

4. 遥感信息的复合

【答案】遥感信息的复合主要是指不同传感器的遥感数据的复合，以及不同时相数据的遥感数据的复合。

5. 遥感制图

【答案】以综合自然体为制图对象，编制以遥感影像为主要信息载体的地图过程。

6. 地物反射率

【答案】地物的反射能量与入射总能量的比，是表征物体对电磁波谱的反射能力。

7. 大气校正

【答案】消除遥感图像中由大气散射引起的辐射误差的处理过程。

8. 数据融合

【答案】是将两个或多个不同源数据图像的有用信息集成到一幅图像上，以获得同时具有不同源图像有用信息的高质量图像的过程。

9. 遥感平台

【答案】是指搭载传感器的工具，用于安置各种遥感仪器，使其从一定高度或距离对地面目标进行探测，并为其提供技术保障和工作条件的运载工具。

10. 大气窗口

【答案】由于大气层的反射、散射和吸收作用，使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段叫做大气窗口。

二、简答题

11. 遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么?

【答案】(1)未充分利用遥感图像提供的多种信息；(2)提高遥感图象分类精度受到限制：包括大气状况的影响、下垫面的影像、其他因素的影响。

12. 叙述TM多光谱图像的几何特征和辐射特征。

【答案】几何特征：多中心投影，更高的空间分辨率、更好的频谱特性、更高的几何保真度。
辐射特征：有7个波段，很高的辐射准确度及分辨率。

13. 岩石的反射光谱特征是什么?如何对岩浆岩、沉积岩、变质岩的影像进行识别?

【答案】岩石的反射光谱特征是岩石的反射率随波长的变化规律。
主要影响因素如下：
岩石本身的矿物成分和颜色：如颜色较浅的石英含量越多，光谱反射率较高，反之较低；
岩石的矿物颗粒大小和表面粗糙程度：颗粒较细，表面较平滑的岩石，反射率较高；
岩石表面湿度：较湿颜色较深，反射率降低；
岩石表面风化程度，主要取决于风化物成分、颗粒大小等因素：风化物颗粒小，颜色较浅时，覆盖的岩石表面较平滑，反射率较高，反之较低；
岩石的自然露头有土壤和植被覆盖时，取决于覆盖程度和特点：如全被植被覆盖时，则表现为植被信息，部分覆盖时，表现为综合光谱特征。

14. 什么是遥感图像大气校正?为什么要进行遥感图像大气校正?

【答案】(1)消除大气影响的校正过程；(2)由于电磁波透过大气层时，大气不仅改变光线的方向，也会影响遥感图像的辐射特征，故消除大气影响非常重要。

15. 图像的表示形式。

【答案】从空间域来说，图像的表示形式主要有光学图像和数字图像两种形式。图像还可以从频率域上进行表示。
(1)光学图像：一个光学图像，如像片或透明正片、负片等，可以看成是一个二维的连续的光密度(或透过率)函数。
(2)数字图像：数字图像是一个二维的离散的光密度(或亮度)函数。相对光学图像，它在空间坐标和密度上都已离散化。

16. 遥感影像变形的主要原因是什么?

【答案】(1)遥感平台位置和运动状态变化的影响；(2)地形起伏的影响；(3)地球表面曲率的影响；(4)大气折射的影响；(5)地球自转的影响。

三、论述题

17. 遥感影像地图具有的特征.

【答案】(1)丰富的信息量：它与普通线划地图相比，没有信息空白区域，彩色影像地图的信息量远远超过线划地图。
(2)直观形象性：遥感影像是制图区域地理环境与制图对象进行“自然概括”后的构想。
(3)具有一定数学基础：经过投影纠正和几何纠正处理后的遥感影像，每个像素点都具有自己的坐标位置，根据地图比例尺与坐标网可以进行测量。
(4)现势性强：遥感影像获取地面信息块，成图周期短，能够反映制图区域当前的状况，具有很强的现势性。

18. 简述遥感的类型。

【答案】(1)按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感。
(2)按传感器的探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感。
(3)按工作方式分：主动遥感和被动遥感、成像遥感与非成像遥感。
(4)按遥感的应用领域分：外层空间遥感、大气层遥感、陆地遥感、海洋遥感等。

19. 晴朗的天空为什么呈现蓝色?朝霞和夕阳为什么都偏橘色?

【答案】晴朗的天空，可见光中的蓝光受散射影响最大，所以天空呈蓝色。在过长的传播过程中，蓝光波长最短，几乎被散射殆尽，波长次短的绿光散射强度也居其次，大部分被散射掉了，只剩下波长最长的红光，散射最弱，因此透过大气最多加上剩下的极少量绿光，最后合成呈现橘红色，所以朝霞和夕阳都偏橘红色。

20. 遥感数字图像处理的硬件系统以及软件系统.

【答案】(1)遥感数字图像处理硬件系统主要由以下几部分构成：输入设备、输出设备、电子计算机存贮设备以及系统操作台。
①输入设备：遥感数字图像处理系统常用输入设备有磁带机、磁盘机(包括光盘)、胶片扫描仪、析像器、数字化仪等。输入设备主要完成遥感数据输入计算机的功能。
②输出设备：遥感图像处理系统常用的输出设备有磁带机、磁盘机(包括光盘)、彩色显示器、绘图仪和打印机等。
③电子计算机：电子计算机是遥感图像处理系统的心脏。计算机性能的高低决定了处理的速度及效果。
④其它设备：其它设备包括存贮设备、操作台等。
(2)遥感数字图像处理的软件系统：是由许多图像处理控制程序、管理程序和图像处理算法程序组成。前者称为图像处理操作系统软件，后者称为图像处理应用软件。

21. 计算机辅助遥感制图的基本过程。

【答案】(1)遥感影像信息选取与数字化：根据影像制图要求，选取合适时相、恰当波段与指定地区的遥感图像；对航空像片或影像胶片需要数字化。
(2)地理基础底图的选取与数字化：地理基础底图一般应选取地形图；采用地理基础底图对遥感影像几何纠正，首先需要对地理底图数字化。
(3)遥感影像几何纠正与图像处理：几何纠正的目的是提高遥感影像与地理基础底图的复合精度；图像处理的目的是消除影像噪音，去除少量云朵，增强影像中的专题内容。
(4)遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接：如果制图区域范围很大，一景遥感影像不能覆盖全部区域，或一幅地理基础底图不能覆盖全部区域，这就需要进行遥感影像镶嵌或地理基础底图拼接。
(5)地理基础底图与遥感影像复合：遥感影像与地理底图的复合是将同一区域的图像与图形准确套合，但它们在数据库中仍然是以不同数据层的形式存在的。其目的是提高遥感影像地图的定位精度和解译效果。
(6)符号注记图层生成：地图符号可以突出的表现制图区域内一种或几种自然要素或社会经济要素，以弥补遥感影像在某些信息的不足；注记是对某种地物属性的补充说明，可以提高影像地图的易读性。
(7)影像地图图面配置：图面配置的要求是保持影像地图上信息量均衡和便于用图者使用。合理设计与配置地图图面可以提高影像地图表现的艺术性。
(8)遥感影像地图制作与印刷：在完成上述工作后，就可以生成数字影像地图原图；遥感影像地图可以采用彩色打印输出方式制作。

冲刺(五)

一、名词解释

1. 微波遥感

【答案】指利用某种传感器接收地面各种地物发射或者反射的微波信号，籍以识别、分析地物，提取所需的信息。常用有SAR和INSAR两种方式。

2. 太阳辐射

【答案】是指太阳向宇宙空间发射的电磁波和粒子流。

3. 电磁波谱

【答案】将各种电磁波在真空中的波长(或频率)按其长短，依次排列制成的图表叫做电磁波谱。

4. 辐射校正

【答案】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。

5. 太阳常数

【答案】太阳常数指不受大气影响，在距离太阳的一个天文单位内垂直于太阳辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接受的太阳辐射能量。

6. 微波遥感

【答案】指通过微波传感器获取从目标发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别的技术。（注：此处与第1题重复，应为笔误，保留原文）

7. 辐射分辨率

【答案】辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。

8. 遥感图像的解译

【答案】是利用遥感影像的色调、形状大小、纹理结构特征等判别基础信息，结合地学等专业知识，识别、获取、分析目标地物信息的过程。

9. 多波段遥感

【答案】又称多光谱遥感，是利用具有两个以上波谱通道的传感器对地物进行同步成像的一种遥感技术，它将物体反射或辐射的电磁波信息分成若干波谱段进行接收和记录。

10. 地物反射波谱

【答案】是研究可见光至近红外波段上地物反射率随波长的变化规律。

二、简答题

11. 近红外遥感机理与在植被监测中的应用。

【答案】(1)近红外遥感机理：在近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即：到达地面的太阳辐射能量=反射能量+吸收能量+透射能量。传感器主要接收经过衰减后的反射能量成像。
(2)在植被监测中的应用：植被的反射波谱曲线在近红外波段(0.7μm—0.8μm)有一反射的”陡坡”，至1.1μm附近有一峰值，形成植被的独有特征。利用此特征可用于植物监测和植物生物量评估。通常利用各种植被指数作为监测指标，即近红外波段与红外波段的各种组合运算：
①比值: RVI=近红外/红（如TM4/TM2）；
②归一化: RVI= (近红外-红)/(近红外+红)；
③差值: DVI=近红外-红；
④正交植被指数(对NOAA数据和LANDSAT数据分别为):
NOAA数据: PVI=1.6225 (NIR)- 2.2978(R) +11.0656；
LANDSAT数据: PVI=0.939 (NIR) - 0.344(R) +0.09。

12. 遥感图象的分辨率有几种描述?其意义各是什么?

【答案】空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小，既扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。
波谱分辨率：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。
辐射分辨率：指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射差。
时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，既采样的时间频率，也称重访周期。

13. 遥感图像目视解译方法主要有哪些?列出其中5 种方法并结合实例说明它们如何在遥感图像解译中的应用。

【答案】①直接判读法：依据判读标志，直接识别地物属性。如在可见光黑白像片上，水体对光线的吸收率强，反射率低，水体呈现灰黑到黑色，根据色调可以从影像上直接判读出水体。
②对比分析法：与该地区已知的资料对比，或与实地对比而识别地物属性；或通过对遥感图像不同波段、不同时相的对比分析，识别地物的性质和发展变化规律。如解译某区域时可用相邻区域已经正确解译的影像作为参考以提高解译速度。
③信息复合法：利用透明专题图或者透明地形图与遥感图像重合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。如等高线与卫星影像复合可以提供高程信息，有助于划分中高山地貌类型(前提是必须要严格配准)。
④综合推理法：综合考虑遥感影像多种解译特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。如铁路延伸到大山脚下突然中断可推出有铁路隧道通过山中。
⑤地理相关分析法：根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。如可利用此法分析洪冲积扇各种地理要素的关系。山地河流出山后，因比降变小，动能减小，水流速度变慢，常在山地到平原过渡地带形成巨大的洪冲积扇，其物质分布带有明显的分选性。冲积扇上中部主要由沙砾物质组成，呈灰白色和淡灰色，由于土层保肥与保水性差，一般无植物生长。冲积扇的中下段，因水流分选作用，扇面为粉沙或者黏土覆盖，土壤有一定保肥与保水能力，植物在夏季的假彩色图像上呈现红色或者粉红色。

14. 叙述监督分类与非监督分类的区别。

【答案】影像监督分类法与非监督分类法是针对影像具体分类时是否有先验知识而产生的两种方法。二者的使用范围、使用条件不同。监督分类精确度高、准确性好，与实际类别吻合较好，但是工作量大，有先验知识时使用该方法。非监督分类工作量小、易于实现；分类结果与实际类别相差较大；准确性差；在没有类别先验知识时使用该方法。

15. SPOT 影象的波段是如何划分的?各个波段的重要用途是什么?

【答案】第一波段为绿色波段，该波段以叶绿素反射曲线的次高峰为中点，可区分植被类型和评估作物长势，对水体有一定的穿透深度，在干净水域能够穿透10-20m的深度，可以区分人造地物类型；
第二波段为红色波段，该波段与MSS第五波段和TM第三波段很接近，在晴朗天气下，该波段的大气透过率约为90%，是叶绿素反射曲线的低谷区，据此可以识别农作物类型，对城市道路、大型建筑工地反映明显，可用于地质解译，辨识石油带、岩石与矿物等；
第三波段为近红外波段，用来检测作物长势，区分植被类型；
第四波段为短红外波段，用于探测植物含水量及土壤湿度，区别云与雪；
SPOT全色波段，可用于调查城市土地利用现状、区分城市主要干道、识别大型建筑物，了解都市发展状况。

16. 叙述数字图像镶嵌的过程。

【答案】第一，如何在几何上将多幅不同的图像连接在一起；第二，如何保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显接缝。
过程：(1)图像几何纠正；(2)镶嵌边搜索；(3)亮度和反差调整；(4)边界线平滑。
数字镶嵌的过程：(1)选好图形，定好实施方案；(2)图像几何配准；(3)相邻图像颜色匹配；(4)图像镶嵌。

三、论述题

17. 试述遥感、地理信息系统及全球定位系统之间的关系。

【答案】作为地球信息科学的技术支撑——遥感技术、全球定位系统、地理信息系统即互为独立发展又相互促进。遥感作为一门主要的信息获取技术，为地理信息系统提供了数据的来源，加快了地理信息数据库系统的更新，保证了地理信息系统的时效性；全球定位系统为遥感数据地面定位、目标选择、野外验证、图像分类提供了必要的数据信息，为更好地利用遥感技术解决实际问题提供了支持；地理信息系统主要用来对地理信息数据进行管理、查询、更新、空间分析和应用评价等。地理信息系统管理各种有用的空间数据，可为遥感信息处理与应用分析提供所需要的辅助信息。三者相互联系又相互促进，构成一个统一的整体。

18. 遥感图像解译标志(判读标志)有那些?结合实例说明它们如何在图像解译中的应用。

【答案】遥感图像解译标志(判读标志)及其实际应用如下：
①色调：即灰度。判读前通过反差调整和彩色增强后，成为目视判读的重要标志。如海滩的沙砾因含水量不同在遥感黑白像片中的色调也不同，干燥的沙砾色调发白，而潮湿的沙砾发黑。
②颜色：是目视判读最直观的标志。如在真彩色影像中，森林和农作物看上去同为绿色，由于存在微小色差，有经验的目视解译人员仍然能够判别出树种及作物的种类。
③大小：根据地物间的相对大小，区分地物。根据物体的大小可以推断物体的属性，有些地物如湖泊和池塘主要依据它们的大小来区别。
④阴影：可判读地物的高度，但也遮挡部分地物信息。如航空像片判读时利用阴影可以了解铁塔及高层建筑物等的高度及结构。
⑤形状：目标地物在影像上呈现的外部轮廓。如飞机场和港湾设施在遥感图像中均具有特殊形状。
⑥纹理：指目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。如航空像片上农田呈现条带状纹理。
⑦位置：目标地物分布的地点。例如水田临近沟渠，位于沼泽地的土壤多数为沼泽土。
⑧图型：目标地物有规律排列而成的图形结构。如住宅区建筑群和农田与周边防护林都构成特殊的图型，在影像上很容易判出。
⑨相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。如学校教室与操场，货运码头与货物存储堆放区都有很强的相关性。

19. 如何评价遥感图像的质量?

【答案】(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。

20. 常用的监督分类方法以及非监督分类方法。

【答案】监督分类方法：
(1)最小距离分类法：是以特征空间中的距离作为像素分类的依据，包括最小距离判别法和最近邻域分类法。
(2)多级切割分类法：通过设定在各轴上的一系列分割点，将多维特征空间划分成分别对应不同分类类别的互不重叠的特征子空间的分类方法。
(3)特征曲线窗口法：以特征曲线为中心取一个条带，构造一个窗口，凡是落在此窗口范围内的地物即被认为是一类，反之，则不属于该类，这就是特征曲线法。
(4)最大似然比分类法：它是通过求出每个像素对于各类别的归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去的方法。
非监督分类方法：
(1)分级集群法：采用“距离”评价各样本(每个像元)在空间分布的相似程度，把它们的分布分割或者合并成不同的集群。
(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，这种聚类方法就是动态聚类。

21. 试述航空遥感的特点及局限性。

【答案】航空遥感特点：
(1)航空遥感空间分辨率高、信息量大。
(2)航空遥感灵活，适用于一些专题遥感研究。
(3)航空遥感作为实验性技术系统，是各种星载遥感仪器的先行检验者。
(4)信息获取方便。
局限性：
(1)航空遥感受天气等条件限制大；
(2)航空遥感的观测范围受到限制；
(3)航空遥感数据的周期性和连续性不如航天遥感。