遙感導(dǎo)論簡答

1、遙感系統(tǒng)包括：被測目標(biāo)的信息特征、信息獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應(yīng)用。遙感的特點：大面積的同步觀測；時效性；數(shù)據(jù)的綜合性和可比性；經(jīng)濟(jì)性，投入少、收益高;局限性，遙感所利用的電磁波有限。電磁波的性質(zhì)：橫波；在真空中以光速傳播；滿足f*A=c, E=h*f。E為能量，單位J; h為普朗克常數(shù)，h=6.626X10 (-34) J/s； f為頻率；入為波長；c為光速，c=3X 10(8) m/s。電磁波具有波粒二象性，即具有波動性和粒子性。無云的天空呈現(xiàn)藍(lán)色的原因：因為藍(lán)色波長短，散射強度較大，因此藍(lán)光向四面八方散射,使整個天空蔚藍(lán)，使太陽輻射傳播方向的藍(lán)光被大大削弱。朝霞和夕陽呈

2、現(xiàn)橘紅色的原因：日出和日落時，太陽高度角小，陽光斜射地面，通過的大氣層比陽光直射時要厚得多，在過長的傳播中，波長最短的藍(lán)光幾乎被散射掉，波長次短的綠光也大部分被散射掉，只剩下波長最長的紅光，散射最弱，透過大氣最多，加上剩余的極少量綠光，最后合成呈現(xiàn)橘紅色。云層呈白色的原因：云、霧粒子中水滴的直徑比波長大得多，對可見光中各個波長的光散 射強度相同，所以人們看到云霧呈白色。大氣散射的三種類型：瑞利散射，是當(dāng)大氣中粒子的直徑比 波長小得多時發(fā)生的散射，特點是散射強度與波長的四次方成反比，即波長越長，散射越弱。瑞利散射對 紅外輻射影響較小，對可見光影響很大。米氏散射，是當(dāng)大氣中粒子的直徑與輻射的波長相

3、當(dāng)時發(fā)生的散射，由大氣中 的微粒，如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等引起。特點是散射強度與波長的二次方成反比，散射在光線向前方 向比向后方向更強，方向性比較明顯。無選擇性散射，當(dāng)大氣中粒子的直徑比波長大得多時發(fā)生的散射，特點是散射強度與波長無關(guān)，即在符合無選擇性散射條件下的波段中，任何波長的散射強度相同。微波為什么具有穿云透霧的能力：微波波長比粒子的直徑大得多，屬于瑞利散射的類型，散射強度與波長四次方成反比，波長越長散射強度越小，所以微波透射能力強，因而稱其具有穿云透霧的能力。電磁波穿過大氣層時，會發(fā)生吸收、散射和折射等現(xiàn)象。大氣窗口的主要光譜段有：0.31.3 n m,即紫外、可見光、近紅外段；1

4、.51.8 口 m和2.03.5 n m,即近、中紅外波段；3.55.5 n m,即中紅外波段；814 n m,即遠(yuǎn)紅外波段；0.82.5 cm,即微波波段。物體的反射狀況有三種：鏡面反射、漫反射、實際物體反射。12.植被反射波譜曲線的光譜特征：可見光波段(12.植被反射波譜曲線的光譜特征：可見光波段(0.40.76 n m)有一個小的反射峰，0.55n m綠處，兩側(cè)0.45 n m藍(lán)和0.67 p m紅有兩個吸收帶，這是由于葉綠素對藍(lán)光和紅光吸收作用強，對綠光反射作用強。近紅外波段(0.70.8 p m)有一反射陡坡，至1.1 p m附近有峰值，形成植被的獨有特征，這是由于植被葉細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影

5、響，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。在中紅外波段(1.32.5 p m)受到綠色植物含水量的影響，吸收率大增，反射率大大下降，以1.45 p m、1.95 p m和2.7 p m為中心是水的吸收帶，形成低谷。13水體反射波譜曲線的光譜特征：水體反射主要在藍(lán)綠色波段，其他波段吸收都很強，到了近紅外波段， 吸收就更強。所以，在遙感影像上，近紅外影響上水體呈黑色。水中含泥沙時，由于泥沙散射，可見光波段 反射率會增加，峰值出現(xiàn)在黃紅區(qū)。水中含葉綠素時，近紅外波段明顯抬升。氣象衛(wèi)星的特點：氣象衛(wèi)星的軌道分為高軌和低軌；短周期重復(fù)觀測；成像面積大，有利于獲得 宏觀同步信息，減少數(shù)據(jù)處理容量；資料來源

6、連續(xù)、實時性強、成本低。攝影機包括：分幅式攝影機、全景攝影機、多光譜攝影機和數(shù)碼攝影機。中心投影與垂直投影的區(qū)別：投影距離的影響，垂直投影圖像的縮小和放大與投影距離無關(guān)，并有統(tǒng)一的比例尺；中心投影則受投影距離影響，像片比例尺與平臺高度和焦距有關(guān)。投影面傾 斜的影響，當(dāng)投影面傾斜時，垂直投影的影響比例尺有所放大，像點相對位置保持不變，但像點與地面點相比，比例有所夸大；中心投影像片上像點的比例關(guān)系有顯著變化，各點的相 對位置和形狀不再保持原來的樣子，地面上AO=BO,而像片上的aobo。地形起伏的影響，垂直投影時，隨地面起伏變化，投影點之間的距離與地面實際水平距離成比例縮小，相 對位置不變；中心投

7、影時，地面起伏越大，像上投影點水平位置的位移量就越大，產(chǎn)生投影誤差。攝影像片的幾何特征：根據(jù)攝影機主光軸與地面的關(guān)系，可分為垂直攝影和傾斜攝影。掃描成像的成像方式有三種：光機掃描成像、固體自掃描成像和高光譜成像光譜掃描。微波遙感的特點：能全天候、全天時工作；對某些地物具有特殊的波譜特征；對冰、雪、森林、 土壤等具有一定穿透能力；對海洋遙感具有特殊意義；分辨率較低，但特性明顯。微波遙感分為：主動微波遙感、被動微波遙感。通過遙感所獲取的信息有：目標(biāo)地物的大小、形狀及空間分布特點；目標(biāo)地物的屬性特點；目標(biāo)地物的 變化動態(tài)特點。遙感圖像的三方面特征：幾何特征、物理特征和時間特征，其表現(xiàn)參數(shù)即為空間分辨

8、率、光譜分辨率、 輻射分辨率和時間分辨率。顏色的性質(zhì)：由明度、色調(diào)、飽和度來描述。明度，即人眼對光源或物體明亮程度的感覺，物體反射 率越高，明度就越高，亮度越大，明度越高。色調(diào)，即色彩彼此互相區(qū)分的特性。飽和度，即彩色純潔 的程度，就是光譜中波長段是否窄、頻率是否單一的表示。數(shù)字量與模擬量的本質(zhì)區(qū)別：模擬量是連續(xù)變量而數(shù)字量是離散變量。大氣影響的粗略校正原理：糾正程輻射度，從而改善圖像質(zhì)量。方法有一一直方圖最小值去除法。直 方圖以統(tǒng)計圖的形式表示圖像亮度值與像元數(shù)之間的關(guān)系；回歸分析法。找紅外波段一找待校正波段一作二維光譜空間一回歸分析一值減去b （截距）。即將波段b中每個像元的亮度值減去a,

9、來改善圖像，去掉程輻射，然后依次完成其它較長波段的校正。幾何校正原理及流程：確定校正后圖像的行列數(shù)值，然后找到新圖像中每一像元的亮度值。具體步驟一一用已知數(shù)據(jù)來建立模型；計算每一點的亮度值，新點的亮度值介于鄰點亮度值之間?？刂泣c的選?。簲?shù)目確定，控制點數(shù)目的最低限是按未知系數(shù)的多少來確定的；選取控制點的最少數(shù)目來校正圖像，效果比較不好，在條件允許的情況下，控制點數(shù)的選取都要大于最低數(shù)很多。選取原則，控制點的選擇要以配準(zhǔn)對象為依據(jù)。以地面坐標(biāo)為匹配標(biāo)準(zhǔn)的叫做地面控制點，有時也用地圖或遙感圖像作為控制點標(biāo)準(zhǔn)。無論用哪一種坐標(biāo)系，關(guān)鍵在于建立待匹配的兩種坐標(biāo)系的對應(yīng)點關(guān)系。幾何校正計算亮度值的方法有

10、三種：最近鄰法、雙向線性內(nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。28-非線性變換的意義：包括指數(shù)變換和對數(shù)變換。指數(shù)變換的意義一一在亮度值較高的部分?jǐn)U大亮度間 隔，屬于拉伸；在亮度值較低部分縮小亮度間隔，屬于壓縮。對數(shù)變換的意義是在亮度值較低的部分拉伸，而在亮度值較高的部分壓縮。幾何增強處理：平滑、銳化彩色變換包括：單波段彩色變換、多波段彩色變換、HLS變換（色調(diào)、明度、飽和度）。圖像運算：差值運算、比值運算。多光譜變換包括：K-L變換，即主成分變換，特點一一變換后的主分量空間坐標(biāo)系與變換前的多光譜空間坐標(biāo)系相比旋轉(zhuǎn)了一個角度，新坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸指向數(shù)據(jù)信息量較大的方向；變換后的新波段主分量所包括的信息量不同，

11、呈逐漸減少趨勢，第一主分量集中了最大的信息量，占80%以上。K-T變換，即纓帽變換，是一種坐標(biāo)空間發(fā)生旋轉(zhuǎn)的線性變換，旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸 指向的是與地面景物有密切關(guān)系的方向，其應(yīng)用主要針對TM數(shù)據(jù)和MSS數(shù)據(jù)，它抓住了地面景物，特別是植被和土壤在多光譜空間中的特征，有利于擴大陸地衛(wèi)星 TM影像數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用。遙感圖像解譯分為兩種：目視解譯、遙感圖像計算機解譯。遙感圖像目標(biāo)地物特征：色，目標(biāo)地物的色調(diào)、顏色和陰影；形，目標(biāo)地物的形狀、紋理、大小、 圖形等；位，目標(biāo)地物分布的空間位置、相關(guān)布局等。攝影像片的特點：大部分為中小比例尺像片，像片中人造地物的形狀特征與圖型結(jié)構(gòu)清晰可辨；絕 大部分采

12、用中心投影方式成像；可看到地物頂部輪廓。36直接解譯標(biāo)志與間接解譯標(biāo)志：直接判讀標(biāo)志，能夠直接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感圖像的各種特征，包括遙感攝影像片上的色調(diào)、色彩、大小、形狀、陰影、紋理、圖型、位置等。間接解譯標(biāo)志，能夠間接反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感圖像的各種特征，借助它可判斷與某地物屬性相關(guān)的其他現(xiàn)象，包括目標(biāo)地物與其相關(guān)指示特征、地物及環(huán)境的關(guān)系、目標(biāo)地物與成像時間的關(guān)系，間接判讀標(biāo)志因地域和專業(yè)而異。甚至淺青色；生長正常的針即將枯死的植被呈青色；富營養(yǎng)化的水體呈棕褐色至暗紅 清潔的淺水呈青藍(lán)色，水體很深且用植物枝葉偽裝的目標(biāo)地物呈紫紅色，披蓋綠色熱紅外像片上，白天水體呈暗色調(diào)，道

13、路呈道路呈現(xiàn)暗黑色；白天樹林呈暗灰色至灰黑甚至淺青色；生長正常的針即將枯死的植被呈青色；富營養(yǎng)化的水體呈棕褐色至暗紅 清潔的淺水呈青藍(lán)色，水體很深且用植物枝葉偽裝的目標(biāo)地物呈紫紅色，披蓋綠色熱紅外像片上，白天水體呈暗色調(diào)，道路呈道路呈現(xiàn)暗黑色；白天樹林呈暗灰色至灰黑偽裝物的目標(biāo)地物呈藍(lán)色，正常植被呈紅色?；覝\色至白色；夜晚，水體呈淺灰色至灰白色色，草地呈淺灰色至灰白色；夜晚，樹林呈淺灰色調(diào)至灰白色，草地呈黑色調(diào)或暗灰色；夜間土壤含水量高 的呈灰色或灰白色調(diào)，含水量低的呈暗灰色或深灰色；裸露的巖石在夜間的熱紅外影像上呈淺灰色，玄武巖一般呈灰色至灰白色，花崗巖呈灰色至暗灰色。最佳解譯時間：夜間的熱

14、紅外航空像片比白天的解譯效果好，黎明前的熱紅外像片效果最佳，這是因為夜間不受太陽輻射的干擾，熱紅外像片色調(diào)差異主要取決于地物的溫度和輻射熱紅外線的能力。38目視解譯方法：指根據(jù)遙感影像目視解譯標(biāo)志和解譯經(jīng)驗，識別目標(biāo)地物的辦法和技巧。常用的有：直 接判讀法、對比分析法、信息符合法、綜合推理法、地理相關(guān)分析法。39遙感圖像目視解譯步驟：準(zhǔn)備工作階段一一明確解譯任務(wù)與要求；收集與分析有關(guān)資料；選擇合適波 段與恰當(dāng)時相的遙感影像。初步解譯與判讀區(qū)的野外考察一一初步解譯的主要任務(wù)是掌握解譯區(qū)域特點，確立典型解譯樣本，建立目視解譯標(biāo)志，探索解譯方法，為全面解譯奠定基礎(chǔ)；在室內(nèi)初步解譯的工作重點是建立影像

15、解譯標(biāo)準(zhǔn)；在野外調(diào)查中是為了建立研究區(qū)的判讀標(biāo)志。室內(nèi)詳細(xì)判讀。野外驗證與補判野外驗證是再次到遙感影像判讀區(qū)去實地核 實影像解譯結(jié)果。目視解譯成果的轉(zhuǎn)繪與制圖一一手工轉(zhuǎn)繪；在精確幾何基礎(chǔ)的地理地圖上采用轉(zhuǎn)繪儀進(jìn)行轉(zhuǎn)繪成圖。40計算機輔助遙感制圖流程：遙感影像信息選取與數(shù)字化；地理基礎(chǔ)底圖的選取與數(shù)字化；遙感影 像幾何糾正與圖像處理；遙感影像鑲嵌與地理基礎(chǔ)底圖拼接；地理基礎(chǔ)底圖與遙感影像復(fù)合；符號注記圖層生成，圖例、指北針、比例尺；影像地圖圖面配置；遙感影像 地圖制作與印刷。41.遙感數(shù)字圖像的特點：便于計算機處理與分析；圖像信息損失低；抽象性強。42遙感數(shù)字圖像的類型：二值數(shù)字圖像、單波段數(shù)字

16、圖像、彩色數(shù)字圖像、多波段數(shù)字圖像。43多波段數(shù)字圖像的存貯與分發(fā)常采用三種數(shù)據(jù)格式：BSQ數(shù)據(jù)格式，一種按波段順序依次排列的數(shù)據(jù)格式，第一波段位居第一，第二波段位居第二第一波段中數(shù)據(jù)依據(jù)行號順序依次排列，每一行內(nèi)的數(shù)據(jù)按像素號順序排列。BIP數(shù)據(jù)格式，每個像元按波段次序交叉排列。BIL數(shù)據(jù)格式，是逐行按波段次數(shù)排列的格式。航空像片的數(shù)字化過程：空間采樣，確定空間采樣間距，將圖像進(jìn)行空間分割，使之成為由多個網(wǎng)格單元構(gòu)成的圖像，每個格網(wǎng)分別代表一個像素點。屬性量化，將每個像素點對應(yīng)的連續(xù)變化的亮度、顏色或者其他模擬量進(jìn)一步離散化并歸并到各個區(qū)間，用有限個整數(shù)表示。航空像片數(shù)字化一般采用均勻采樣和

17、等距量化處理。遙感圖像計算機分類方法：統(tǒng)計分類法、結(jié)構(gòu)分類法、專家系統(tǒng)。 統(tǒng)計特征變量包括全局統(tǒng)計特征變量和局部統(tǒng)計特征變量。遙感圖像分類的主要依據(jù)是地物的光譜特征。遙感圖像計算機分類算法設(shè)計的主要依據(jù)是地物光譜數(shù)據(jù)。遙感圖像計算機分類的依據(jù)是遙感圖像像素的相似度，常使用距離和相關(guān)系數(shù)來衡量。 度量空間中的距離常采用：絕對值距離、歐氏距離、馬氏距離、像元i到第g類類均值的混合距離、相關(guān)系數(shù)。 遙感圖像的計算機分類方法包括監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類的比較：根本區(qū)別在于是否利用訓(xùn)練場地來獲取先驗的類別知識；訓(xùn)練場地選擇是監(jiān)督分類的關(guān)鍵，且訓(xùn)練場地要求有代表性，訓(xùn)練樣本的選擇要考慮到

18、地物光譜特征，樣本數(shù)目要能滿足分類要求，有時這些不易做到，這就是監(jiān)督分類不足之處；非監(jiān)督分類不需要更多的先驗知識，它根據(jù)地物的光譜統(tǒng)計特性進(jìn)行分類，分類方法簡單，且具有一定的精度；當(dāng)光譜特征類能和唯一的地物類型相對應(yīng)時，非監(jiān)督分類可取得較好分類效果，當(dāng)兩個地物類型對應(yīng)的光譜特征類差異很小時，監(jiān)督分類效果比較好。監(jiān)督分類包括：最小距離分類法、多級切割分類法、特征曲線窗口法、最大似然比分類法。非監(jiān)督分類包括：分級集群法、動態(tài)聚類法。專家系統(tǒng)是利用符號知識來模擬人類專家行為的計算機程序。49. 3S綜合應(yīng)用實例：車輛導(dǎo)航與車輛監(jiān)控系統(tǒng)，通過對車輛等的導(dǎo)航、動態(tài)跟蹤、監(jiān)控、檢查與服務(wù)等功能，來完成車輛的綜合管理與控制。在車輛導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)中，RS技術(shù)以數(shù)字圖像方式提供城市范圍內(nèi)道路