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1、精选优质文档-倾情为你奉上遥感数字图像处理复习理论习题一、名词解释：1.遥感数字图像；遥感数字图像(digital image)是以数字形式表述的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。2.像素；数字图像最基本的单位是像素，像素是A/D转换中的取样点，是计算机图像处理的最小单元；每个像素具有特定的空间位置和属性特征。3.遥感数字图像处理；遥感数字图像处理是通过计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行的系列操作过程。4.电磁波谱；将各种电磁波按其波长（或频率）的大小依次排列所构成的图谱。5.辐射分辨率；辐射分辨率是传感器区分反射或发射
2、的电磁波辐射强度差异的能力6.空间分辨率；是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，即传感器能把两个目标物作为清晰的实体记录下来的两个目标物之间最小的距离。7.直方图；对于数字图像来说，直方图实际就是图像灰度值的概率密度函数的离散化图形。8.累积直方图；以横轴表示灰度级，以纵轴表示每一级灰度级及其以下灰度级所具有的像素数或此像素所占总像素数的比值，做出的直方图即为累积直方图。9.窗口；对于图像中的任一像素（x,y），以此为中心，按上下左右对称所设定的像素范围，称为窗口。10.邻域处理（运算）；对于中心像素（x,y），其值用（x,y）表示，可按照相邻性规则通过计算产生。11.伪彩色合成；
3、是把单波段灰度图像中的不同灰度级按特定的函数关系变换成彩色，然后进行彩色图像显示的方法。12.真彩色合成；如果彩色合成中选择的波段的波长与红绿蓝的波长相同或近似，那么得到的图像的颜色与真彩色近似，这种合成方式称为真彩色合成。13.密度分割法；是对单波段遥感图像按灰度分级，对每级赋予不同的色彩，使之变为一幅彩色图像。14.辐射误差；传感器所得到的目标测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物理量之间的差值称为辐射误差。15.几何精纠正；又称为几何配准（registration），是把不同传感器具有几何精度的图像、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。16.主成分变换；是基于
4、变量之间的相关关系，在尽量不丢失信息前提下的一种线性变换的方法，主要用于数据压缩和信息增强。在遥感软件中，主成分变换常被称为KL变换。17.缨帽变换；旋转坐标空间，但旋转后的坐标轴不是指到主成分的方向，而是指到另外的方向，这些方向与地物有密切的关系，特别是与植物生长过程和土壤有关。18.植被指数；根据地物光谱反射率的差异作比值运算可以突出图像中植被的特征、提取植被类别或估算绿色生物量，能够提取植被的算法称为植被指数。19.空间滤波；采用空间域中邻域处理的方法，在被处理像元周围的像元的参与下进行运算处理，也称为“空间域增强”。20.图像分割；图像分割是指将图像中具有特殊涵义的不同区域区分开来，这
5、些区域是互相不交叉的，每一个区域都满足特定区域的一致性。21.图像分类；根据不同类地物之间的差异将图像中的所有像素按其性质分为若干个类别的过程。22.非监督分类；非监督分类是指人们事先对分类过程不加入任何的先验知识，而仅凭遥感图像中地物的光谱特征，即自然聚类的特性进行的分类。23.监督分类选取具有代表性区域作为训练区，由训练区得到各个类别的统计数据，然后根据这些统计数据对整个图像进行分类。二、 简答：1. 传感器分辨率的主要指标有哪些，各有什么意义传感器分辨率指标主要有四个：辐射分辨率、光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率。辐射分辨率是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高的辐射分辨
6、率可以区分信号强度中的微小差异。光谱分辨率是传感器记录的电磁波谱中特定的波长范围和数量。波长范围越窄，光谱分辨率越高。波段数越多，光谱分辨率越高。空间分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，即传感器能把两个目标物作为清晰的实体记录下来的两个目标物之间最小的距离。它是表征图像分辨地面目标细节能力的指标。环境变化的空间尺度不同，需要采用空间分辨率不同的遥感图像。对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔称为时间分辨率。不同时间的遥感图像能提供地物动态变化的信息，可用来对地物变化进行监测，也可以为某些专题要素的精确分类提供附加信息。2.什么是图像的采样和量化？量化级别有什么意义
7、将空间上连续的图像变换成离散点（即像素）的操作称为采样。采样时，连续的图像空间被划分为网格，并对各个网格内的辐射值进行测量。通过采样，才能将连续的图像转换为离散的图像，供计算机进行数字图像处理。采样后图像被分割成空间上离散的像素，但其灰度值没有改变。量化是将像素灰度值转换成整数灰度级的过程。采样影响着图像细节的再现程度，间隔越大，细节损失越多，图像的棋盘化效果越明显。量化影响着图像细节的可分辨程度，量化位数越高，细节的可分辨程度越高；保持图像大小不变，降低量化位数减少了灰度级会导致假的轮廓。3.遥感数字图像产品有哪些数据级别根据中国科学院遥感卫星地面站的资料，遥感图像数据级别划分如下：（1）0
8、级产品：未经过任何校正的原始图像数据；（2）1级产品：经过了初步辐射校正的图像数据；（3）2级产品：经过了系统级的几何校正，即利用卫星的轨道和姿态等参数、以及地面系统中的有关参数对原始数据进行几何校正。产品的几何精度由这些参数和处理模型决定；（4）3级产品：经过了几何精校正，即利用地面控制点对图像进行了校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。产品的几何精度要求在亚像素量级上。4.什么是遥感图像的元数据，包括哪些主要的参数元数据是关于图像数据特征的表述，是关于数据的数据。元数据描述了与图像获取有关的参数和获取后所进行的后处理。例如，LANDSAT,SPOT等图像的元数据中包括了图像获取的日期和时间
9、、投影参数、几何纠正精度、图像分辨率、辐射校正参数等。5.当前常用的传感器有哪些当前常用的传感器有：资源卫星的专题制图仪TM、增强型专题制图仪ETM+、高分辨率几何成像仪HGR、高分辨率立体成像系统HRS、植被传感器VEGETATION、高级空间热辐射热反射探测器、中等高分辨率成像光谱辐射仪MODIS、甚高分辨率辐射仪AVHRR、艾克诺斯IKONOS2、快鸟QuickBird、海岸带影色扫描仪CZCS、海洋宽视场观测传感器SeaWIFS。6.图像直方图有怎样的性质？直方图反映了图像中的灰度分布规律；任何一幅特定的图像都有唯一的直方图与之对应，但不同的图像可以有相同的直方图；如果一幅图像仅包括两
10、个不相连的区域，并且每个区域的直方图已知，则整幅图像的直方图是这两个区域的直方图之和；由于遥感图像数据的随机性，一般情况下，遥感图像数据与自然界的其它现象一样，服从或接近于正态分布。7.窗口和邻域有什么区别？对于图像中的任一像素（x,y），以此为中心，按上下左右对称所设定的像素范围，称为窗口。窗口多为矩形，行列数为奇数，并按照行数x列数的方式来命名。例如，3x3窗口，5x5窗口等。3x3表示由3行和3列像素构成的矩形范围。中心像素周围的行列称为该像素的邻域。邻域按照与中心像素相邻的行列总数来命名。例如，对于3x3窗口而言，如果考虑中心像素周围的所有像素，那么相邻的总的行列数为8，称为8邻域。如
11、果认为上下左右的像素是相邻像素，那么总的行列数为4，则称为4邻域。8.什么是卷积运算？卷积是空间域上针对特定窗口进行的运算，是图像平滑、锐化中使用的基本的计算方法。设窗口大小为mn，（i,j）是中心像素，f(x,y)是图像像素值，g（i,j）是运算结果，是窗口模板（或称为卷积核，kernel），那么，卷积计算的公式为：对于整个图像，从左上角开始，由左到右、由上到下按照窗口大小顺序进行遍历，即可完成整个图像的卷积计算。对于图像边缘，由于无法满足窗口对中心像素的要求，其窗口外部的像素值可以用如下任意一种方法来处理：1）设为0值；2）按对称原则从图像中取值；3）保留原值，不进行计算。9.图像增强的意
12、义？用来改善图像的对比度，突出感兴趣的地物信息，提高图像的目视解释效果。从一般意义上看，图像增强是使得图像看起来更好的图像处理方法。10.为什么要进行彩色合成？有哪些主要的合成方法？ 人眼对黑白密度的分辨能力有限，大致只有10个灰度级，而对彩色图像的分辨能力则要高得多。如果以平均分辨率的 计算，人眼可察觉出数百种颜色差别。这还仅仅是色调一个要素，如果加上颜色的其他两个要素：饱和度和亮度，人眼能够辨别彩色差异的级数要远远大于黑白差异的级数。为了充分利用色彩在遥感图像判读中的优势，常常首先对多波段图像进行彩色合成得到彩色图像，然后再进行其他的处理。彩色合成包括伪彩色合成、真彩色合成、假彩色合成和模
13、拟真彩色合成四种方法。11.假彩色合成与伪彩色合成的差异是什么？ 伪彩色合成是将单波段灰度图像转变为彩色图像的方法，假彩色合成与伪彩色不同之处在于，假彩色合成使用的数据是多个波段。12.图像拉伸有哪些方法，优点是什么？ 包括灰度拉伸、图像均衡化、直方图规定化。拉伸是最基本的图像处理方法，主要用来改善图像显示的对比度。如果对比度比较低，那么就无法清楚的表现出图像中地物之间的差异，因此，往往需要在显示的时候进行拉伸处理。拉伸按照波段进行，它通过处理波段中单个像素值来实现增强的效果。13.辐射校正的目的是什么？ 辐射校正的目的是：尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不
14、可避免的噪声引起的传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物理量之间的差异，尽可能恢复图像的本来面目，为遥感图像的分割、分类、解译等后续工作打下基础。14.遥感图像几何精纠正的目的和原理是什么？ 几何精纠正又称为几何配准（registration），是把不同传感器具有几何精度的图像、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。遥感图像的几何精纠正解决遥感图像与地图投影的匹配问题，其重要性主要体现在以下三个方面：第一，只有在进行纠正后，才能对图像信息进行各种分析，制作满足量测和定位要求的各类遥感专题图；第二，在同一地域，应用不同传感器、不同光谱范围以及不同成像时间的各种图
15、像数据进行计算机自动分类、地物特征的变化监测或其它应用处理时，必须进行图像间的空间配准，保证不同图像间的几何一致性；第三，利用遥感图像进行地形图测图或更新要求遥感图像具有较高的地理坐标精度。几何精纠正的基本原理是回避成像的空间几何过程，直接利用地面控制点数据对遥感图像的几何畸变本身进行数学模拟，并且认为遥感图像的总体畸变可以看作是挤压、扭曲、缩放、偏移以及更高次的基本变形的综合作用的结果。因此，校正前后图像相应点的坐标关系可以用一个适当的数学模型来表示。15.什么是图像的重采样？常用的重采样方法有哪些？各有什么特点？待纠正的数字图像本身属于规则的离散采样，非采样点上的灰度值需要通过采样点(已知像素)内插来获取，即重采样。常用的重采样方法有最近邻方法、双线性内插方法和三次卷积内插方法。最近邻重采样算法简单，最大的优点是保持像素值不变。但是，纠正后的图像可能具有不连续性，会影响制图效果。当相邻像素的灰度值差异较大时，可能会产生较大的误差。双线性内插方法简单且具有一定的精度，一般能得到满意的插值效果。缺点是方法具有低通滤波的性质，会损失图像中的一些边缘或线性信息，导致图像模糊。三次卷积内插方法产生的图像比较平滑，缺点是计算量很大。16.傅立叶变换的基本工作流程是什么？（1）正向FFT: 指定图像的一个波段，按照
