草地遥感技术

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1、第 1 章 绪论1. 遥感的基本概念是什么？（狭义） 答：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。2. 遥感的特点。（填空、简答）答：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。3. 遥感系统的基本构成（掌握） 答：根据要干的定义，遥感系统包括：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五大部分。4. 了解国内外遥感发展的一般过程。第 2 章 电磁辐射与地物光谱特征1. 电磁波与电磁波谱。答：电磁波：由振源发生的电磁震荡在空中的传播叫电磁波。如光波、热辐

2、射、微波、无线 电波等。 电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成 了电磁波谱。该波谱以拼了从高到低排列，可以划分为：Y射线、X射线、紫外线、可 见光、红外线、无线电波。2. 辐射通量、辐射通量密度、辐照度、辐射出射度。答：辐射通量：0，单位时间内通过某一面积的辐射能量，0 =dW/dt,，单位是W。辐射通量密度：E,单位时间内通过单位面积的辐射能量，E=d0 /dS,单位是W/m20辐照度：I,被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量，I = d0/dS，单位是W/m?。辐射出射度：M,辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，M=d0 / dS，单位是W/m 2。辐照度I和

3、辐射出射度都是辐射通量密度的概念，不过I为物体接收的辐射，M为物体发出 的辐射。它们都与波长入有关。3,. 绝对黑体，黑体辐射规律。 答：绝对黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射全部吸收，则这个物体是绝对黑体。 黑体辐射规律：普遍适用于绝对黑体辐射的公式，叫普朗克公式，表达为（详见书上 19 页） （1）普朗克辐射定律；（2）斯忒藩玻尔兹曼定律；（公式详见书上 20 页）（3）维恩位移 定律。4. 太阳常数：是指不受大气影响，在距太阳一个天文单位内，垂直太阳光辐射方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量：10=1.360X 10 3W/m 2。5. 常见的大气散射及其特点。答：瑞利

4、散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。特点：散射强度与波长 的四次方成反比，即波长越长，散射越弱。 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。特点：散射强度与波长的二次方成反比，并且散射在光线前方向比向后方更强。 无选择性散射：当大气中粒子的直接比波长大得多时发生的散射。特点：散射强度与波长无关。6. 大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，透过率较高的 波段称为大气窗口。7. 地球辐射的特点。波段名称可见光与近红外中红外远红外波长0.3一2.5mm2.5一6mm6mm辐射特性地表反射太阳辐射为 主地表反射太阳辐射和自 身的热辐射地表物体自身热辐

5、 射为主8. 地物反射波谱与地物发射波谱曲线。第 3 章 遥感成像原理与遥感特征1. 主要遥感平台有哪些？（填空） 答：航天平台、航空平台和地面平台。2. 简述气象卫星的特点及其应用。 答：特点：（1）轨道，分为两种：低轨和高轨；（2）短周期重复观测；（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；（4）资料来源连续，实时性强，成本低。 应用：（1）天气分析和气象预报；（2）气候研究和气候变迁的研究；（3）资源环境其他领域。3. 简述中心投影的透视规律，比例尺的计算以及像点位移规律。 答：透视规律：在中心投影的像片上，各种物体的形状不同及其所处的位置不同，其变形的情况也各不相同。地面

6、上是一个点，在中心投影上仍然是一个点。如果有几个点同在一投影线上，它的 影像边重叠成一个点。与像面平行的直线，在中心投影上仍然是直线，与地面目标的形状基本一致。 平面上的曲线，在中心投影的像片上仍为曲线。面状物体的中心投影相对于各种线的投影的组合。水平面的投影仍为一平面。垂直面 的投影依其所处的位置而变化，当位于投影中心时，投影所反映的是其顶部的形状， 呈一直线；在其他位置时，除其顶部投影为一直线外，其侧面投影成不规则的梯形。比例尺的计算：相片上两点之间的距离与地面上相应两点实际距离之比。在不知道 航高时，满足以下两个条件之一，也可以求得比例尺：第一，已知某一地面目标的大小，可以通过量测其在相

7、片上的影像而算出该像片的比 例尺；第二，若具有摄影地区的地形图，先在像片上和地形图上找到两个地物的对应 点，如道路的叉口、田角、房角等然后分别在像片上和地形图上量得其长度。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。像点位移规律：（1）位移量与地形高差 h 成正比，即高差越大引起的像点位移量也 越大；（2）位移量与像主点的距离 r 成正比，即距主点越远的像点位移量越大，像片 中心部分位移量较小。像主点处r=0,无位移；（3）位移量与摄影高度成反比。即摄影高度越大，因地表起伏引起的位移量越小。4. 何为扫描成像？

8、简述扫描成像的三种工作方式及其区别。 答：扫描成像时依靠探测原件和扫描镜对目标地物以瞬时视场为单位进行的逐点、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。三种成像方式：光/机扫描成像、固体自扫描成像、高光谱成像光谱扫描。三者的区别：1）光/机扫描成像：中心投影，行扫描，每条扫描线均有一个投影中心。2）固体自扫描成像：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匚1行扫描的一种成像方式。扫描方式上具有刷式扫描成像特点。3）高光谱成像光谱扫描：既能成像又能获取目标光谱曲线的“谱像合一”的技术，称为光谱技术。按该原理制成的扫描仪称为成像光谱仪。5. 何为成像光谱技

9、术？其特点是什么？（掌握）答：对遥感而言，在一定波长范围内，被分割的波段数越多，即波普取样点越多，越接近 连续光谱曲线，因此可以使得扫描仪在取得目标地物图像的同时也 能获取该地物的光 谱组成。这种既能成像有恩能够获取目标光谱曲线的“谱像合一” 的技术，称为成像 光谱技术。特点：波段数量多（几十直几百个）波段窄、数据量大；高的光谱分辨率；图谱合一； 高的空间分辨率；高的辐射分辨率和信噪比。6. 什么是微波遥感，有何特点？（简答） 答：指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。特点：能全天候、全天时工作 对某些物体具有特殊的波谱特征 对冰、雪、森林、土壤等具

10、有一定的穿透能力 对海洋遥感具有特殊意义 分辨率较低，但特性明显7. 遥感图像的分辨率有哪些？简要说明其含义。（名词解释或填空）答：空间分辨率：指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，是用来表征影像 分辨地面目标细节能力的指标。 波谱分辨率：又称光谱分辨率是指传感器在接收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：是指传感器接受波谱信号时，能分辨的最小辐射度差，即遥感图像上 每一个像元的辐射量化级。 时间分辨率：指对同一地点进行重复观测的最小时间间隔，即重访周期。第 4 章 遥感图像处理1. 颜色的性质及其含义。答：颜色的性质：所有颜色都是对某段波长有选

11、择的反射而对其他波长吸收的结果。颜色的 性质由明度、色调和饱和度来描述： 明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉，物体反射率越高则明度越高。 色调：是色彩彼此相互区分的特征，决定物体向外辐射的光谱组成。 饱和度：是色彩纯洁的程度，也就是光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。2. 简要说明颜色立体模型。（了解）3. 互补色、三原色、颜色相加、颜色相减的原理。 答：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。如黄和蓝、红和青、绿和品红均为互补色。三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余两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，则成为三原色。最

12、优三原色：红、绿、蓝。 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。4. 数字图像、数字图像的表示、数字图像和模拟图像的区别。 答：数字图象：能够被计算机存储、处理和使用的图像。数字图像的表示：一副图像可以表示为一个矩阵，若X方向取N个样点，y方向上取M个 样点，则成为有MN个原色的矩阵函数，可以表示为：（见书上 97 页） 区别：光学图像又称作模拟量，数字图像又称作数字量，其本质区别在于模拟量是连 续变量而数字量是离散变量。5. 何为辐射畸变？辐射畸变产生的原因。 答：实际测量时，辐射强

13、度值还受到其他因素的影响而发生改变。这一改变的部分就是需要校正的部分，故成为辐射畸变。产生原因：传感器的光电变换的影响：传感器仪器本身的误差大气对辐射的影响 光照条件的影响6. 用直方图最小值法去除大气对太阳辐射影响的原理及过程。答：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。）将每 一波段中的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，从而提高图像质量。7. 引起遥感图像变形的原因。答：遥感平台位置和运动状态变化的影响；地形起伏的影响；地球表面曲率

14、的影响； 大气折射的影响；地球自转的影响。8. 对遥感影像进行几何校正的基本思路与步骤，校正数据后的亮度值的计算的主要方法及优缺点。答：基本思路：校正前的影像看起来是由行列整齐的等间距像元点组成的，但实际上，由于 某种几何畸变，影像中像元点间所对应的地面距离并不相等。校正后的影像亦是由等间 距的网格点组成的，且以地面为标准，符合某种投影的均匀分布，影像中格网的交点可 以看作是像元的中心。校正的最终目的是确定校正后影像的行列数值，然后找到新影像中每一像元的亮度值。步骤：通过每一个变换后图像像元的中心位置计算出变换前对应的图像坐标点；计算每 一点的亮度值。主要方法：（公式太复杂，看书中 107 页

15、）优缺点：9. 数字图像增强处理的主要方法。（论述或填空） 答：填空：主要方法有：对比度扩展、空间滤波、图像运算、多光谱变换等。 论述：数字图像增强处理的主要方法有如下几种：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。因为亮度值是辐射强度的反映，所以也称之为辐射增强。常用 的方法有对比度线性变换和非线性变换。2）空间滤波：以重点突出图像上的某些特征为目的，通过像元与其周围相邻像元的关系，采用空间域中的邻域处理方法。属于几何增强处理，主要包括平滑和锐化。图像卷 积运算：是在空间域中对图像作局部检测的运算，以实现平滑和锐化的目的。平滑：（1）均值平滑；（2）中值滤波。锐化：（1）罗伯特标度；（2）索伯尔标度；（3）拉 普拉斯算法；（ 4）定向检测。3）彩色变换：单波段彩色变换：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；多波段彩色变换：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，就可以合成彩色影像；HLS变换：HLS代表色 调，明度和饱和度的色彩模式。4）图像预算：差值运算：两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮