遥感原理与应用作业

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1、遥感原理与应用第四章作业遥感原理与应用第三、四章作业第三章：一、名词解释遥感传感器：获取遥感数据的关键设备。多光谱扫描仪：利用光线机械扫描方式测量景物辐射的 遥感仪器。推扫式成像仪：一种瞬间在像面上先形成一条图像甚至 一副二维影像，以推扫描的方式获取沿轨道的连续图像条 带，然后对影像景象进行扫描成像的成像仪。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。瞬时视场：形成多个像元的视场，决定地面分辨率。MSS是一种多光谱扫描仪。成像板上排列24+2个玻璃纤维单元，每列 6个纤维单元。每个纤维单元瞬时视场为 86微弧。每个像元地面分辨率79x79m,扫描一次每个波段获6条扫描线

2、，地面范围 474x185km。TM是MSS的改进，是一个高级的多光段扫描型的地球 资源敏感仪。HRV是一种线阵列推扫描仪，于使用CCD元件做探测器，在瞬间能同时得到垂直航向的一天图像线，不需要用摆 动的扫描镜，以推扫方式获得沿轨迹的连续图像条带。SAR合成孔径雷达,用一个小天线做为单个辐射单元， 沿直线不断移动，并不断发射信号，来提高雷达方位分辨率 的一种技术。INSAR利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅的 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。CCD称电荷耦合器件，是一种硅等半导体材料制成的 固体器件，受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载，在 固体内移动，达到一路

3、时序输出信号。真实孔径侧视雷达：天线装在飞机侧面，发射机向侧向面内发射一束脉冲，被地物反射后，天线接收，回波信号 经电子处理器处理后形成的图象线被记录。全景畸变：全景摄影机的像距不变，物距随扫描角增大 而增大，此所产生影像 中心到两边比例尺逐渐缩小的畸变。合成孔径侧视雷达：是一个小天线作为单个辐射单元， 将此单元沿一直线不断移动，在移动中选择若干个位置，在 每个位置上发生一个信号，接收相应发生位置的回波信号储 存记录下来。距离分辨率：脉冲发射的方向上，能分辨两个目标的最 小距离。方位分辨率：雷达飞行方向上，能分辨两个目标的最小 距离。斜距投影：侧试雷达图像在垂直方向的像点位置是靠飞 机的目标的

4、斜距来确定。多中心投影：用以表示具有多个投影中心的遥感图像的 几何特性的一种投影方式。二、问答题1、目前遥感中使用的传感器可分为哪几种？答：1、摄影类型传感器 2、扫描成像类型传感器 3、 雷达成像类型传感器 4、非图像类型传感器；遥感传感器包括 ：1、收集器2、探测器3、处理器4、 输出器。2.实现扫描线衔接应满足的条件是什么？答：Wt=B *H要满足摄影飞机飞行速度与摄影高度的比 值不变。3.叙述侧视雷达图像的影像特征。答：1、垂直飞行方向的比例尺小变大；2、造成山体前倾朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉 长与中心投影相反，还会出现不同地位点重影现象；3、高差产生的投影差与

5、中心投影影像差位移的方向相反，位移量 不同。 4.物面扫描的成像仪为何会产生全景畸变？答：当观测视线倾斜时，地面分辨率随扫描角发生变化， 而使扫描影像产生畸变。5. SPOT卫星上的HRV推扫式扫描仪、TM专题制图仪、MSS多光谱扫描仪有何不同？答：HRVlt扫式扫描仪是对像面扫描成像，TM是多光谱扫描 仪对物面扫描成像。TM是MSS的改进，扫描行垂直于飞行轨道， 往返方向都 对地面扫描，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。6.侧视雷达影像的分辨力、比例尺、投影性质和投影差与中心投影航空或航天像片影像有何不同？答：侧视雷达影像的分辨率包括距离分辨

6、率和方位分辨 率两种。前者与距离无关，若要提高距离分辨率，需减少脉 冲宽度，但这样使作用距离减小。目前一般采用脉冲压缩技 术来提高距离分辨率。要提高方位分辨率，需采用波长较短 的电磁波，加大天线孔径和缩短观测距离，这几项措施无论 在飞机上还是卫星上使用都受到限制。目前是利用合成孔径 侧视雷达来提高侧视雷达的方位分辨率。侧视雷达在垂直飞 行方向上的比例尺小变大，而中心投影的比例尺与飞机的航 高和倾角有关；侧视雷达图像在垂直于飞行方向的像点位置 是以飞机的目标的斜距来确定，所用的是斜距投影；侧视雷 达图像中高差产生的投影差与中心投影影像投影差位移的 方向相反，位移量也不同。三、能力训练题1、搜索网

7、站资源，至少选择 5种高 分辨率测绘卫星或者资源卫星，针对这些卫星的典型应用或 者主要特点，下载多种样例影像，并利用数字图像处理软件， 裁剪样本影像，并针对这些样例影像的图像特征和主要应用，进行分析比较。要求提交电子文档，并发送给助教。1.QuickBird 卫星特点及应用：QucikBird最高分辨率可达到，可用于制作1 : 20XX比例 尺的地形图。QucikBird 卫星提供全色，多光谱数据，三波 段融合彩色数据，全色及多光谱捆绑数据，四波段融合彩色 数据。QuickBird 高分辨率的图像特点为测绘制图提供了史 无前例的从国家到城市的准确有效生产地图的机会。其样品影像如下：卫星特点及应

8、用：更灵活的运转，更高容量，更快回访，更精确的拍摄多 波段，高清晰影像，新的彩色波段分析。最为全球仅有的8波段商业卫星，其制作影像地图的细节更加清晰。可广泛应 用与大比例尺测图。其样品图像如下：卫星特点及应用：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。IKONOS卫星的成功发射不仅实现

9、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。其样品图像为：卫星特点及应用：真正的半米卫星，全色分辨率达到，多光谱分辨率，定位精度达到3m,有大规模测图能力，重访周期短，制图精度高，最大成图比例达到1 : 20XX.其样品图像为：（Geoeye-1多种图像及其对比）卫星特点及应用：Alos卫星是日本发射的对地观测卫星，有三个星载传感器，全色遥感立体测绘仪，主要用于数字高程测绘；先进的 可见光与近红外辐射计 -2,用于精确陆地观测；相控阵型L波段合成孔径雷达，用于全天候对地观测。对比与分析：根据所

10、选的卫星及影像特点来看，很明显 全色波段的影像在细节方面较多光谱影像更为突出。多光谱 影像的颜色表达更为直观。从图像的分辨率来看，上述几颗 卫星都具有相当高的分辨率，但从图像的细致程度来看，Geoeye的分辨率显然最为突出， 而Worldview的8波段多光 谱图像在色彩融合方面最有优势。第四章：一、名词解释光学影像：一种以胶片或者其他的光学成像载体的形式 记录的影像。数字影像：以数字形式记录的影像。空间域图像：用空间坐标xy的函数表示的形式。有光 学影像和数字影像。频率域图像：以频率域坐标表示的影像形式。图像采样：图像空间坐标的数字化。灰度量化:幅度数字化。ERDAS美国ERDA蛰司开发的一

11、种遥感图像处理系统。BSQ按波段记载数据文件，每个文件记载某一个波段 图像数据的一种遥感数据格式。BIL : 一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式。二、问答题1、叙述光学影像与数字影像的关系和不同点。答：1）联系：他们都是以空间域为表现形式的影像；2）光学影像：可以看成是一个二维的连续光密度通过率 函数，相片上的密度随 xy变化而变化，是一条连续的曲线， 密度函数非负且有限。而数字影像是一个二维的离散光密度 函数，数字影像处理要比光学影像简捷快速，而且可以完成 一些光学处理方法所无法完成的各种特殊处理，成本低，具 有普遍性。2、怎样才能将光学影像变成数字影像答：把一个连续的光密度函数变成一个

12、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。3、叙述空间域图像与频率域图像的关系和不同点。答：空间域图像以空间坐标的函数，频率域是频率坐标Vx，Vy的函数，用F表示。4、如何实现空间域图像与频率域图像间的相互转换？答：采用傅里叶变换和逆变换。图像从空间域变为频率 域是采用傅立叶变换，反之采用逆变换。5、 你所知道的遥感图像的存贮格式有哪些？答:BSQ,BIL,TIFF,BMP。6、遥感图像处理软件应具备哪些基本功能？答：图像文件管理、图像处理、图像校正、多影像处理、 图像信息获取、图像分类、遥感专题图的制作。三、能力训练题1、查阅资料或搜索网站资源，调查分析国内外主要的 遥

13、感图像处理软件。现以制作武汉大学影像地图为需求，在 充分分析利用遥感影像制作正射影像地图技术需求的基础 上，请编写购买遥感图像处理软件的论证报告。答：随着遥感技术的发展，目前市场上遥感软件琳琅满 目。国内软件首当其冲就是 CASM IMAGE INF筍泰坦遥感图 像处理软件，以Titan为例，它是在充分吸收了国内外优秀 遥感软件优点的基础上，北京东方泰坦科技股份有限公司研 发的完全自主知识产权的新一代优秀的国产遥感图像处理 软件平台。主要特点：1、强大的数据支持能力 2、丰富高效的遥感 图像处理功能3、方便友好的操作方式 4、强大的GIS功能5、 丰富的二次开发函数库 6、紧密的更新升级机制。

14、其主要的板块有：1.影像处理工具箱模块，涵盖了常规 影像处理功能，包括：大气校正、影像增强、影像滤波、影 像变换、影像分类、影像融合、投影设置与变换、常用影像 操作和其他影像处理等功能，是一个强大的影像数据处理模 块。2.无人机数据处理，以无人机所获取影像为主要数据 源，提供从相机畸变校正、空中三角测量到镶嵌成果生成的 一整套解决方案，适合常规模式下的标准产品生产和应急模 式下的快速影像处理。3.雷达处理系统，根据雷达影像的 传感器特征和雷达影像自身特点，设计了专门的雷达影像处 理模块，用于雷达影像分析和处理操作，模块主要包括雷达 数据的读取、入射角计算、纹理分析、坐标转换、模拟SAR影像、雷

15、达影像的几何校正及多种雷达影像处理算法。4.高光谱数据处理，将野外光谱数据分析技术与遥感数据的提取 技术有机地统一起来，既能处理遥感图像数据又能分析野外实测光谱数据，可更精准地提取高光谱遥感图像数据中的各种信息。软件主要侧重于典型地物、 土壤与植被） 的野外光谱数据分析，通过数据的光谱曲线特征、傅里叶波 形、二维散点图，波形参数与曲线特征的关系等研究不同地 物的可识别特征。5.泰坦影像分类模块，主要采用的是面 向对象分类技术，图像分析的基本处理单元不是单个像素， 而是影像分割后提取的影像对象。相对于单个像素，均质的 影像对象提供的除光谱特征外，还有形状、纹理等特征信息。利用这些信息，可使地物目标分类识别更加详细、准确。6.泰坦三维可视化处理，能把海量影像数据、地形数据、矢量 数据、道路、植被、地物模型和动态模型等叠加到数字地球 上，从而在数字地球上实现浏览，查看三维虚拟景观的功能。7. 流程化定制模块，提供一个工作流处理的定制工具，提供 了遥感图像常用操作和处理算法，用户只需根据数据处理的 要求，很方便地定制所需的数据处理流程，系统即可根据用 户的要求自动、批量地处理图像数据。用户也可以根据数据 处理要求的变化而相应地更改数据处理流程。国外的软件包括：ERDASENVI, PCI，像素