《遥感原理与应用作业》由会员分享,可在线阅读,更多相关《遥感原理与应用作业(17页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
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