遙感及地理信息系統(tǒng)期末考試重點（2023年科大版）

遙感及地理信息系統(tǒng)期末考試重點〔2023〕遙感：對遠距離目標，通過某種平臺上搭載的傳感器獵取其特征信息，然后進展提取、判定、加工處理及應用分析的綜合性技術。遙感平臺：搭載傳感器的載體稱為遙感平臺。如遙感車、氣球、飛機、衛(wèi)星等。電磁輻射：即電磁波，當電磁振蕩進入空間，變化的磁場激發(fā)了變化的電場，使電磁振蕩在空間傳播，形成電磁波。大氣窗口：通常把電磁波通過大氣層時較少被反射、吸取或散射的透過率較高的波段。電磁波譜：依據(jù)輻射在真空中傳播的頻率或波長排列形成的一個連續(xù)的譜帶。輻照度：被輻射物體外表單位面積上的輻射通量。輻射通量：單位時間內(nèi)通過某一面積的輻射能量。反射率：被地物反射的能量占輻射總能量的百分比。黑體：對于任何波長的電磁輻射都全部吸取的物體。地物反射波譜：地物反射波譜是爭論地面物體反射率隨波長的變化規(guī)律。瑞麗散射：由粒子直徑比波長小很多的原子和分子引起的散射。加色法：通過紅綠藍三原色相加可以產(chǎn)生任一種顏色。減色法：讓一束白光先后通過兩片不同顏色濾光片的過程。光譜色：從紅到紫可見光譜上存在的顏色，各對應一個波長，為光譜色?？臻g區(qū)分率：遙感圖像上能夠具體區(qū)分的最小單元的尺寸或大小。主光軸：過投影中心垂直于像片并交于地面的線。像主點：主光軸與像平面垂直的交點。航向重疊：為使相鄰兩像片沒有航攝漏洞和便于立體觀看而要相鄰兩像片之間重疊的局部。中心投影：空間任意點與固定點連線延長線被一平面所截，直線與平面交點稱為該空間點的投影。像點位移：地形和地物反映到航片上的像點與其平面位置相比產(chǎn)生的位置的移動。傳感器：獵取地面目標電磁輻射信息的裝置。距離區(qū)分率：雷達圖像在側(cè)視方向上的區(qū)分率稱為距離區(qū)分率。方位區(qū)分率：雷達圖像在沿航線方向的區(qū)分率稱為方位區(qū)分率。合成孔徑雷達：由假設干個側(cè)視雷達真實孔徑天線組合成合成孔徑天線從不同位置接收同一地物信號的雷達。透視收縮：面對雷達方向由于坡度較小使得圖像上顯示的坡長比實際要小很多的現(xiàn)象。數(shù)字圖像：能在計算機里存儲、運算、顯示和輸出的圖像?；叶戎狈綀D：以灰度級為橫軸，某灰度級像元個數(shù)占像元總數(shù)百分比為縱軸所描繪的統(tǒng)計直方圖。大氣校正：指消退主要由大氣散射引起的輻射誤差的處理過程?？臻g濾波：假彩色密度分割：把一幅圖像看成二維強度函數(shù)，用多個平行于圖像的坐標平面平行分割，得到不同級別的灰度段，對其規(guī)定為不同的彩色，得到彩色圖像。遙感分類及分類依據(jù)：依據(jù)工作平臺：地面遙感、航空遙感、航天遙感依據(jù)工作波段：紫外遙感、紅外遙感、可見光遙感依據(jù)工作原理：主動式遙感、被動式遙感依據(jù)資料獵取方式：成像遙感、非成像遙感依據(jù)波段寬度及波譜連續(xù)性：高光譜遙感、常規(guī)遙感依據(jù)應用領域：環(huán)境遙感、城市遙感、農(nóng)業(yè)林業(yè)漁業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、軍事遙感等。遙感探測特點：宏觀觀測，大范圍獵取數(shù)據(jù)資料動態(tài)監(jiān)測，快速更監(jiān)控范圍數(shù)據(jù)技術手段多樣，可獵取海量信息應用領域廣泛，經(jīng)濟效益高太陽輻射與地球輻射的分段特性：太陽的電磁輻射主要集中在波長較短的局部，從紫外、可見光到近紅外區(qū)段。即0.3—2.5um，在這一波段地球的輻射主要是反射太陽的輻射。地球自身發(fā)出的輻射主要集中在波長較長的局部即6um以上的熱紅外區(qū)段。在2.5um至6um這一中紅外波段地球?qū)μ栞椛涞姆瓷浜偷乇砦矬w自身熱輻射均不能無視。大氣散射類型：瑞麗散射：由直徑比波長小很多的原子分子等粒子引起的大氣散射。米氏散射：由直徑較大，與輻射波長相當?shù)奈⒘Ｒ鸬纳⑸洹o選擇性散射：粒子的直徑比波長大很多時發(fā)生的散射。綠色植物反射波譜特點：反射波譜曲線可分為三段?？梢姽獠ǘ斡幸粋€小的反射峰，兩邊藍波段和紅波段有兩個吸取帶，在曲線上為凹谷。在近紅外波段，反射曲線上從0.7um處反射率快速增大，至1.1um四周有一峰值。在中紅外波段，吸取率大大增加，反射率大大下降，形成幾個低谷。**遙感影像生成過程中，真彩色片與假彩色片的不同：傳感器主要的組成部件：收集器：負責收集地面目標輻射的電磁波能量。探測器：將收到的電磁輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能或電能。處理器：對轉(zhuǎn)換后的信號進展各種處理。輸出器：輸出信息的裝置。傳感器的類型：按數(shù)據(jù)記錄方式：成像方式傳感器、非成像方式傳感器按工作波段：可見光傳感器、紅外傳感器、微波傳感器按工作方式：主動傳感器、被動傳感器。其中，主動傳感器又有側(cè)視雷達和全景雷達；被動傳感器有光學攝影類型、光電成像類型和成像光譜儀。傳感器的性能指標：傳感器最具有有用意義的性能指標是區(qū)分率。包括：空間區(qū)分率：遙感圖像上能夠具體區(qū)分的最小單元的尺寸或大小光譜區(qū)分率：傳感器所能記錄的電磁波譜中，某一特定的波長范圍值時間區(qū)分率：對同一目標進展探測時，相鄰兩次探測的時間間隔。溫度區(qū)分率：熱紅外傳感器區(qū)分地表熱輻射最小差異的力氣。攝影類型傳感器和掃描類型傳感器工作原理的異同：光學攝影類型的傳感器是將收集到的地物反射光在感光膠片上直接曝光成像，而掃描類型的傳感器是將收集到的電磁波能量通過儀器內(nèi)的光敏或熱敏元件轉(zhuǎn)變成電能后記錄下來。它們的成像方式成像原理都根本相像。**高光譜遙感：高光譜遙感是指利用很多很窄的電磁波段從感興趣的物體上獵取有關數(shù)據(jù)，它的根底是測譜學。11.航空遙感的優(yōu)缺點：圖像空間區(qū)分率高，且具有較大的靈敏性，適合比較微觀的空間構(gòu)造的爭論分析。但是費用格外昂貴，不行能在短期內(nèi)對同一區(qū)域反復攝影成像。航空遙感平臺主要有：氣球：發(fā)送到對流層的叫做低空氣球；發(fā)送到平流層的叫做高空氣球。飛機：低空飛機〔飛行高度空中 2km以下〕；中空飛機〔2-6km〕；高空飛機〔12-30km〕航空相片的投影原理：屬于中心投影原理。航空攝影時地面上每一物點所反射的光線，通過鏡頭中心在安裝在焦平面上的感光膠片上成像。其中有一條光線為中心光線，所以每一物點在像面上的像可視為中心光線與底片的交點，在底片上構(gòu)成負像，經(jīng)過接觸曬印得到正像航空像片。航空像片視差產(chǎn)生的緣由：產(chǎn)生視差〔像點位移/投影差〕產(chǎn)生緣由主要有像片傾斜、地面點相對于基準面的高差和物理因素〔如攝影材料變形、壓平誤差、攝影物鏡畸變、大氣折光等〕。引起像點位移的主要緣由：像片傾斜：設地面一點在傾斜像片構(gòu)像為 a，在水平像片構(gòu)像a’，將傾斜像片繞等比線旋轉(zhuǎn)和水平像片重合，疊合圖中兩向徑會因像片傾斜而長度不等。地形起伏：設像片水平，地面點距基準面有高差，它在像片上的構(gòu)像與它在基準面上投影點在像片上的構(gòu)像之間的距離即為因地形起伏引起的像點位移。在垂直投影的航空像片上像點位移的規(guī)律：對于相對高差相等的點，投影差δh也相等；像點到像主點的距0時，投影差為0，像主點無像點位移。投影差δh與地面離差h成正比。h>0，像點背離像主點方向移位，δh>0；h<0，像點朝像主點方向移位，δh<0。3)δh與航高成反比。遙感衛(wèi)星軌道參數(shù)：軌道長半軸：衛(wèi)星軌道遠地點到橢圓軌道中心的距離軌道偏心率：橢圓軌道焦距與長半軸之比，又稱扁率軌道傾角：軌道面與赤道面的交角升交點赤經(jīng)：軌道上由南向北自春分點到升交點的弧長近地點角距：軌道面內(nèi)近地點與升交點之間的地心角過近地點時刻：以近地點為基準表示軌道面內(nèi)衛(wèi)星位置的量航天遙感與航空遙感相比有什么特點？航天遙感的視野比航空遙感開闊，觀看的地面范圍大航天遙感的效率比航空遙感要高得多對于獵取同樣數(shù)量的遙感資料來說，航天遙感的費用要比航空遙感低廉航天遙感可以對地球進展周期性的、重復的觀看航天遙感的地面區(qū)分率通常小于航空遙感微波遙感有什么優(yōu)缺點？微波具有穿云透霧力氣；可以全天候工作；對地面的穿透力氣較強；還具有某些獨特的探測力氣。但微波對金屬及其他良導體幾乎沒有穿透性，其空間區(qū)分率正在漸漸提高。舉例說明依據(jù)直方圖外形如何分析圖像特點？直方圖均值靠近低值區(qū)表示地物反射率低的像元多，圖像較暗；均值靠近高值區(qū)表示地物反射率高的像元多，圖像較亮；直方圖在某一灰度四周集中，表示低反差圖像；直方圖各灰度分布均勻表示高反差圖像?；貧w分析與直方圖校正原理：回歸分析原理：在不受大氣影響的波段和待校正的某一波段圖像中，選擇由最亮至最暗的一系列目標，將每一目標的兩個待比較波段灰度值提取出來回歸分析。各波段回歸分析截距即為校正量。直方圖校正：假設影像范圍內(nèi)存在灰度為0的地物，其灰度直方圖從原點開頭，而其他波段灰度直方圖離原點有一段距離，這段距離即為大氣散射引起的灰度直方圖漂移值，以此為改正量進展校正。22.幾何校正中為何要像元灰度重采樣？由于幾何校正過程中由于校正前后圖像的區(qū)分率可能變化、像元點位置相對變化等緣由，不能簡潔地用原圖像像元灰度值代替輸出圖像像元灰度值。23.遙感圖像中“巖層三角面”的概念是什么？有什么特別意義？地質(zhì)界限與地形等高線相交，并受地形影響發(fā)生轉(zhuǎn)折，或通過山脊溝谷，消滅巖層三角面。利用巖層三角面可分析甚至量測巖石產(chǎn)狀。24.影響巖層三角面外形的因素：巖層產(chǎn)狀、地形遙感圖像目視判讀的直接標志一般包括哪些？色調(diào)：在黑白像片上表現(xiàn)為灰階，彩色像片上表現(xiàn)為色別與色階陰影：一局部地面的反射或放射信息被地物自身或物體之間相互遮擋而不能到達傳感器的影像特征外形：地物輪廓在影像平面上的投影大?。旱匚锏某叽纭⒚娣e、體積等在影像上按比例縮小的相像記錄位置：地物之間彼此相互關聯(lián)關系在影像上的反映布局：景觀各要素之間反映在影像上形成規(guī)律性的展布圖案：景觀地物幾何特征隨影像比例尺變化在影響上的模型系列紋理或質(zhì)地：地物影像輪廓內(nèi)的色調(diào)變化頻率***選擇遙感數(shù)據(jù)應留意哪些事項？簡述遙感目視判讀具體方法：直接判定法：依據(jù)地物色調(diào)、圖形、大小等直接標志判定比照分析法：對不同遙感影像、衛(wèi)星圖像不同波段、不同時相的圖像進行比照分析，以及與其他資料、方法獲得的結(jié)果或?qū)嵉剡M展比照分析規(guī)律推理法：應用地學規(guī)律和實際閱歷，分析各種地物和自然現(xiàn)象間內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)合圖像上表現(xiàn)出的特征，判定某一地物和現(xiàn)象的存在及其屬性***如何區(qū)分遙感影像上的向斜背斜？空間數(shù)據(jù)的根本特征：空間特征：表示現(xiàn)象的空間位置或現(xiàn)在所處的地理位置。屬性特征：表示現(xiàn)象的特征，如變量、分類、數(shù)量特征和名稱等。時間特征：指現(xiàn)象或物體隨時間的變化。空間數(shù)據(jù)的類型：類型數(shù)據(jù)、面域數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡數(shù)據(jù)、樣本數(shù)據(jù)、曲面數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、符號數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)的拓撲關系：鄰接關系、關聯(lián)關系、包含關系元數(shù)據(jù)：關于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的作用：幫助數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位有效地治理和維護空間數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)文檔供給有關數(shù)據(jù)生產(chǎn)單位數(shù)據(jù)存儲、分類、內(nèi)容、質(zhì)量、交換網(wǎng)絡及銷售等方面信息供給通過網(wǎng)絡對數(shù)據(jù)進展查詢檢索的方法或途徑，以及與數(shù)據(jù)交換和傳輸有關的關心信息幫助用戶了解數(shù)據(jù)，以便就數(shù)據(jù)是否滿足需求做出正確推斷供給有關信息便于處理和轉(zhuǎn)換有用的數(shù)據(jù)矢量數(shù)據(jù)的根本分析方法：包含分析：確定要素之間是否存在著直接的聯(lián)系，即矢量點、線、面之間是否存在空間位置上的關系。緩沖區(qū)分析：爭論依據(jù)數(shù)據(jù)庫的點線面實體，自動建立其四周確定寬度范圍內(nèi)緩沖區(qū)多邊形實體，從而實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)在水平方向得以擴展的信息分析方法。疊置分析：將有關主題層組成的各個數(shù)據(jù)層面進展疊置產(chǎn)生一個的數(shù)據(jù)層面。4)網(wǎng)絡分析柵格構(gòu)造的特點：屬性明顯、定位隱含，算法簡潔，直觀且簡潔實現(xiàn)，易于擴大、修改，特別是易于和遙感影像結(jié)合處理。柵格數(shù)據(jù)獲得方法：目讀法、矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、掃面數(shù)字化、分類影像輸入地理信息系統(tǒng)概念：是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下，對整個或局部地球表層空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進展采集、儲存、治理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)和相關學科的關系：地理信息系統(tǒng)是一門介于信息科學、空間科學、治理科學之間的一門興穿插學科，是傳統(tǒng)科學與現(xiàn)代技術相結(jié)合的產(chǎn)物。GIS是現(xiàn)代科學技術進展和社會需求的產(chǎn)物。人口、資源、環(huán)境、災難是影響人類生存與進展的四大根本問題。為了解決這些問題必需要自然科學、工程技術、社會科學等多學科、多手段聯(lián)合攻關。于是，很多不同的學科都在查找一種能采集、存儲、檢索、變換、處理和顯示輸出從自然界和人類社會獵取的各式各樣數(shù)據(jù)、信息的強有力工具、其歸宿就是地理信息系統(tǒng)。因此，GIS明顯具有多學科穿插的特征，它既要吸取諸多相關學科的精華和養(yǎng)分，并逐步形成獨立的邊緣學科，又將被多個領域運用，并推動它們的發(fā)展GIS空間數(shù)據(jù)的分類：a，按數(shù)據(jù)來源分：地圖數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)。b，按數(shù)據(jù)構(gòu)造分：矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)。c，按數(shù)據(jù)特征：空間數(shù)據(jù)和非空間屬性數(shù)據(jù)。d，按幾何特征：點，線，面、曲面，體。e，按數(shù)據(jù)公布形式：數(shù)字線畫圖、數(shù)字柵格圖、數(shù)字高程模型、數(shù)字正射影像圖。空間數(shù)據(jù)的拓撲關系類型：〔1〕拓撲鄰接：指存在于空間圖形的一樣類型元素之間的拓撲關系。〔2〕拓撲關聯(lián)：指存在于不同類型空間元素之間的拓撲關系。〔3〕拓撲包含：指存在于空間圖形的一樣類型但不同等級的元素之間的拓撲關系。空間數(shù)據(jù)構(gòu)造的類型：矢量數(shù)據(jù)構(gòu)造和柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造。矢量數(shù)據(jù)構(gòu)造：基于矢量模型的數(shù)據(jù)構(gòu)造簡稱為矢量數(shù)據(jù)構(gòu)造，它由表示位置的標量和表示方向的矢量兩局部構(gòu)成。柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造：基于柵格模型的數(shù)據(jù)構(gòu)造簡稱為柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造，是指將空間分割成有規(guī)章的網(wǎng)格，稱為柵格單元，在各個柵格單元上給出相應的屬性值來表示地理實體的一種數(shù)據(jù)組織形式。〔生疏〕柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造表示的是二維外表上地理要素的離散化數(shù)值，每個網(wǎng)格對應一種屬性。其空間位置用行和列標識。網(wǎng)格通常是正方形，有時也承受矩形、等邊三角形和正六邊形?！采琛尘W(wǎng)格邊長打算了柵格數(shù)據(jù)的精度，但是，當用柵格數(shù)據(jù)來表示地理實體時，不管網(wǎng)格邊長多小，與原實體特征相比較，信息都有喪失，這是由于簡潔的實體承受統(tǒng)一的格網(wǎng)所造成的。一般的，可以通過保證最小多邊形的精度標準來確定網(wǎng)格尺寸，使形成的柵格數(shù)據(jù)既有效地靠近地理實體，又能最大限度地削減數(shù)據(jù)量。 9.矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)比照：矢量數(shù)據(jù)柵格數(shù)據(jù)優(yōu)點1，表示地理數(shù)據(jù)的精度較高。2，嚴密的數(shù)據(jù)構(gòu)造，數(shù)據(jù)量小。3，完整的描述空間關系。4，圖形輸出準確美觀。5，圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的恢復更、綜合都能實現(xiàn)。6，面對目標、不僅能表達屬性，而且能全方面的記錄每個目標的具體屬性信息1，數(shù)據(jù)構(gòu)造簡潔。2，空間數(shù)據(jù)的重疊和組合便利。3，各類空間易于進展。4，數(shù)字模擬便利。缺點1，數(shù)據(jù)構(gòu)造簡潔。2，矢量又疊置較為簡潔。3，數(shù)字模擬比較困難。4，技術簡潔，特別是軟硬件。1，圖形數(shù)據(jù)量大。2，用大像元削減數(shù)據(jù)量時，精度和信息量受損。3，地圖輸出不完善。4，難以建立網(wǎng)絡連接關系。5，投影變換比較費時。柵格數(shù)據(jù)構(gòu)造主要存儲類型：1，柵格矩陣構(gòu)造，2，游程〔行程〕編碼構(gòu)造，3，四叉樹構(gòu)造。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源是多種多樣的，并隨系統(tǒng)功能的不同而不同，主要包括以下6種：1.地圖2遙感影像數(shù)據(jù)1)線及其他生物要素的提取2〕DEM數(shù)據(jù)的生成3〕土地利用變