電子科大資環(huán)學(xué)院-遙感原理與應(yīng)用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上名詞解釋 1絕對黑體：指能夠全部吸收而沒有反射電磁波的理想物體。2大氣窗口：電磁波通過大氣后衰減較小，透過率較高的波段3.多波段遙感：探測波段在可見光與近紅外波段范圍內(nèi)，再分為若干窄波段來探測目標(biāo)4瑞利散射：大氣中的粒子直徑比波長小得多是所發(fā)生的大氣散射現(xiàn)象。5. 米氏散射：大氣中的粒子直徑與波長相當(dāng)時發(fā)生的散射現(xiàn)象。6. 平滑與銳化：圖像中某些亮度變化過大的區(qū)域，或出現(xiàn)不該有的亮點時，采取的一種減小變化，使亮度平緩或去掉不必要的“燥聲”點，有均值平滑和中值濾波兩種。銳化是為了突出圖像的邊緣、線狀目標(biāo)或某些亮度變化大的部分。7. 波譜分辨率：傳感器在接收目標(biāo)地物輻射的

2、波譜時，能分辨的最小波長間隔。8. 輻射畸變：圖像像元上的亮度直接反映了目標(biāo)地物的光譜反射率的差異，但也受到其他因素的影響而發(fā)生改變，這一改變的部分就是需要矯正的部分，稱為輻射畸變。9. 空間分辨率：瞬時視場內(nèi)所觀察到的地面的大小稱空間分辨力（即每個像元在地面的大?。?0. 監(jiān)督分類：包括利用訓(xùn)練樣本建立判別函數(shù)的“學(xué)習(xí)”過程和把待分像元代入判別函數(shù)進行判別的過程。11. 主動遙感與被動遙感：前者是探測器主動發(fā)射電磁波并接受信息。后者是被動接受目標(biāo)地物的電磁波。12. 電磁波與電磁波譜：電磁振動的傳播；按電磁波在真空中的傳播的波長排列。13. 多源信息復(fù)合：遙感信息與遙感信息，以及遙感信息與

3、非遙感信息的復(fù)合。14. 合成孔徑雷達(dá)：利用遙感平臺的前進方向，將一個小孔徑的天線安裝在平臺上，以代替大孔徑天線，提高方位分辨率的雷達(dá)。2 簡答題1、微波遙感的特點1）全天候、全天時工作2）對某些地物有特殊的波譜特征3）對冰、雪、森林、土壤等有一定的穿透能力4）對海洋遙感有特殊意義5）分辨率較低但特性明顯2、 遙感影像變形的主要原因 1）遙感平臺位置和運動狀態(tài)變化的影響2）地形起伏的影響3）地球表面曲率的影響4）大氣折射的影響5）地球自轉(zhuǎn)的影響3、遙感影像地圖的主要特點是什么1）豐富的信息量2）直觀性強3）具有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)4）現(xiàn)實性強4、 遙感的特點有哪些 1）大面積同步測試 3）數(shù)據(jù)的綜合

4、性 4）時效性 5）經(jīng)濟性 6）局限性5、分析植被的反射波譜特性。（1）由于葉綠素對藍(lán)光和紅光吸收作用強，而對綠色反射作用強，因而在可見光的綠波段有波峰，而在藍(lán)、紅波段則有吸收帶； （2）在近紅外波段有一個反射的陡坡，形成了植被的獨有特征； （3）在近紅外波段受綠色植物含水量的影響，吸收率大增，反射率大大下降；6、遙感圖像目視判讀的依據(jù)有哪些，有哪些影響因素？ 地物的景物特征：光譜特征、空間特征和時間特征。 影響因素包括：地物本身復(fù)雜性，傳感器的性能以及目視能力。7.遙感圖像計算機分類中存在的主要問題是什么？ l 1）未充分利用遙感圖像提供的多種信息 l

5、 2）提高圖像分類精度受到限制 n 3）大氣狀況的影響 4）下墊面的影響 n 5）其他因素的影響8.簡要回答計算機輔助遙感制圖的基本過程。   1）遙感影像信息選取與數(shù)字化   2）地理基礎(chǔ)底圖的選取與數(shù)字化  3）遙感影像幾何糾正與圖像處理   4）遙感影像鑲嵌與地理基礎(chǔ)底圖拼接   5) 地理地圖與遙感影像的復(fù)合   6) 符號注記層的生成  7) 影像地圖圖面配置  8) 影像地圖的制作與印刷9. 簡述影響光譜反射率變化的主要因素 1）太陽位置：太陽

6、位置是指太陽高度角和方位角，改變太陽高度角和方位角，則地面物體入射照度也就發(fā)生變化 2）傳感器位置：傳感器位置指傳感器的觀測角和方位角，由于衛(wèi)星姿態(tài)引起的傳感器指向偏離垂直方向，造成反射率變化 3）地理位置：不同地理位置，不同海拔高度，大氣透明度改變均會造成反射率變化 4）地物本身的變異：如植物的病害，土壤的含水量10. 簡述遙感圖像幾何糾正的主要處理過程。 1）根據(jù)圖像的成像方式確定影像坐標(biāo)和地面坐標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型 2）根據(jù)所采用的數(shù)學(xué)模型確定糾正公式 3）根據(jù)地面控制點和對應(yīng)像點坐標(biāo)進行平差計算變換參數(shù)，評定精度。 4）對原始圖像進行幾何變換計算，像素亮度值重采樣3 論述題1.為何要進行圖

7、像融合，其目的是什么？ 答：單一傳感器獲取的圖像信息量有限，往往難以滿足應(yīng)用的需求，通過圖像融合可以從不同的遙感圖像中獲取的更多的有用的信息，補充單一傳感器的不足。圖像融合是指將多元遙感圖像按照一定的算法，在規(guī)定的地理坐標(biāo)系，生成新的圖像的過程。圖像融合可以分成像素級，特征級和決策級。像素級融合對原始圖像及預(yù)處理各階段上產(chǎn)生的信息分別進行融合處理，以增加圖像中的有用信息成分，改善圖像處理效果。特征級融合能以高的置信度來提取有用的圖像特征。決策級融合允許來自多元數(shù)據(jù)在最高抽象層次上被有效利用。2. 簡述現(xiàn)代遙感的主要發(fā)展趨勢。 1）隨著熱紅外成像、機載多極化合成孔徑雷達(dá)和高分辨力表層穿

8、透雷達(dá)和星載合成孔徑雷達(dá)技術(shù)日益成熟，遙感波譜域從最早的可見光向近紅外、熱紅外、微波方向發(fā)展。 2）大、中、小衛(wèi)星相互協(xié)同，高、中、低軌道相結(jié)合，形成一個不同時間分辨率互補系列； 3）隨著高空間分辨率新型傳感器的應(yīng)用，遙感圖像空間分辨率從1km到1m或更高的空間分辨率。 4）高光譜遙感的發(fā)展，使得遙感波段寬度從早期的0.4um到現(xiàn)在的5nm，遙感器波段寬度窄化，針對性更強，可以突出地物之間的微小差異；同時成像光譜儀等的應(yīng)用，提高地物光譜分辨力，有利于區(qū)別各類物質(zhì)在不同波段的光譜響應(yīng)特性； 6）各種新型、高效智能的遙感圖像處理方法和算法被用來解決海量遙感數(shù)據(jù)的處理和信息提取。 7）遙感分析技術(shù)從

9、“定性”向“定量”轉(zhuǎn)變，定量遙感成為遙感應(yīng)用發(fā)展的熱點。 綜合遙感應(yīng)用能力、綜合分析方法一、地學(xué)相關(guān)分析法遙感圖像反映的是某一區(qū)域特定地理環(huán)境的綜合體；地學(xué)相關(guān)分析就是充分認(rèn)識地物之間以及地物與遙感信息的相關(guān)性，并借助這些相關(guān)性，在圖像上尋找目標(biāo)識別所需的相關(guān)因子，通過提取相關(guān)因子來識別目標(biāo)；相關(guān)因子選擇的條件：與目標(biāo)的相關(guān)性明顯；在圖像上有明顯的顯示或易于圖像分析并提取。主要方法：1. 主導(dǎo)因子相關(guān)分析法；地形是影響地表生態(tài)環(huán)境形成的主導(dǎo)性因素。地形因子的影響或差別造成區(qū)域土壤、植被分布的差異。地形的差別往往導(dǎo)致同物異譜或異物同譜現(xiàn)象，影響解譯或分類精度。地形主導(dǎo)因子相關(guān)分析方法的

10、目的是根據(jù)地形因子影響某些地物類型光譜變異的先驗知識，建立相關(guān)分析模型，提高識別地物目標(biāo)的能力和精度。2. 多因子相關(guān)分析法；在遙感圖像分析過程中，難以確認(rèn)相對于影像特征較明顯的主導(dǎo)因子，為此采用多因子數(shù)理統(tǒng)計分析方法，從多因子中選取有明顯效果的相關(guān)變量，再通過相關(guān)變量分析，達(dá)到識別目標(biāo)對象的目的。以遙感地質(zhì)找礦為例說明，遙感地質(zhì)找礦是在現(xiàn)有物化探、地質(zhì)、地震等資料及遙感圖像構(gòu)造解譯基礎(chǔ)上，尋找各因子與成礦的內(nèi)在關(guān)系，通過多變量分析，找出有希望的礦點、礦區(qū)。研究區(qū)格網(wǎng)化；確定與找礦相關(guān)的變量；測定格網(wǎng)內(nèi)變量；多因子點群分析；樣品聚類分析，對變量的有效性進行分析評價。3. 指示標(biāo)志分析法。地球表

11、面環(huán)境體現(xiàn)出一定的規(guī)律性特點（環(huán)境本底），當(dāng)規(guī)律被破壞的時候，會引起一系列生物地球化學(xué)異?，F(xiàn)象出現(xiàn)，在遙感應(yīng)用于異常現(xiàn)象監(jiān)測中，主要研究各環(huán)境要素的相關(guān)性，在圖像上尋找相關(guān)因子與異常標(biāo)志。找礦；地?zé)?、油氣藏；環(huán)境污染；植物病蟲害監(jiān)測等；二、分層分類法面對地表景物的復(fù)雜多變性特征，不可能用一個統(tǒng)一的分類模式來描述或進行區(qū)域景物的識別和分類。根據(jù)景物的復(fù)雜性，建立分類樹，根據(jù)分類樹的結(jié)構(gòu)逐級分層次地把研究的目標(biāo)區(qū)分、識別出來，就是分層分類法。含義：根據(jù)景觀分異規(guī)律和對景物總體規(guī)律及內(nèi)在關(guān)系的認(rèn)識，設(shè)計分類樹；根據(jù)分類樹所描述的景物總體結(jié)構(gòu)和分層結(jié)構(gòu)，進行逐級分類；分類過程中，在結(jié)構(gòu)層次間可以不斷加

12、入遙感或非遙感的決策函數(shù)、專家知識及有關(guān)資料，以進一步改善分類條件、提高分類精度；特點：用逐級邏輯判別的方式，使人的知識及判別思維能力與圖像處理有機地結(jié)合起來，避免出現(xiàn)邏輯上的分類錯誤；2、運用分層分類法，把復(fù)雜景物或現(xiàn)象按一定原則作層層分解后，關(guān)系被簡單化了；3、根據(jù)不同目的要求進行層層深化，相互關(guān)系明確，局部細(xì)節(jié)描述得更加清楚，避免數(shù)據(jù)冗余；分類樹法比傳統(tǒng)的統(tǒng)計分類法更適合于處理非正態(tài)、非同質(zhì)的數(shù)據(jù)集；5、知識的參與靈活方便，可以在不同層次間、以不同形式介入；6、分類樹法能一目了然地顯示任何獨立變量的層次特性、相互關(guān)系及它們在分類中的相對重要性等。分類樹的建立：建立分類樹的基本條件：所要表

13、達(dá)的類別在各層次中均無遺漏；各類別均必須具有信息價值，即必須與識別的目標(biāo)對象有關(guān)聯(lián)、有意義，在分類中能起到作用；所有類別必須是遙感圖像處理能夠加以識別、區(qū)分；建立分類樹的方法：1、 遙感數(shù)據(jù)統(tǒng)計特征分析和可分性研究；1）各波段、各類別間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析直方圖表達(dá)；單波段數(shù)據(jù)統(tǒng)計：均值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差等；多波段數(shù)據(jù)統(tǒng)計：協(xié)方差和相關(guān)矩陣等；2）各波段及波段組合的類別可分性分析均值間標(biāo)準(zhǔn)化距離：類別均值之差的絕對值除以標(biāo)準(zhǔn)差之和；離散度：兩個類別對間的距離度量；J-M距離：類別對間統(tǒng)計可分性的一種度量；2、疊合光譜圖；又稱為多波段響應(yīng)圖，是建立在光譜數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析的基礎(chǔ)上。首先進行各波段各類別光譜特征的

14、統(tǒng)計分析；其次繪出每種類別在每個波段中的平均光譜響應(yīng)，計算相對于均值的標(biāo)準(zhǔn)偏差；最后對類別數(shù)據(jù)的光譜特征進行分析和比較，選擇最佳波段與波段組合，建立分類樹。3、基于知識的分層分類；地理環(huán)境十分復(fù)雜，在以光譜信息為基礎(chǔ)的分類方法上，引入空間屬性、空間分布、DTM等信息或知識，參與遙感的分層分類。4、目視解譯中的分層分類。分類樹的設(shè)計主要依據(jù)設(shè)計者對各待分類別特點及類別間內(nèi)在規(guī)律性的認(rèn)識，在分類樹的每個結(jié)點上，建立類別的解譯標(biāo)志。直接解譯標(biāo)志：色調(diào)、形狀、結(jié)構(gòu)、大小等；間接解譯標(biāo)志：海拔、地貌部位、地理位置、土壤、人類活動等；三、變化檢測法變化檢測就是利用不同時期的遙感圖像，定量地分析和確定地表變

15、化的特征與過程。涉及內(nèi)容包括：變化的類型、分布狀況及變化量。過程包括：數(shù)據(jù)源選擇、幾何配準(zhǔn)處理、輻射處理與歸一化、變化檢測算法及應(yīng)用等。遙感變化檢測的影響因素：1、遙感系統(tǒng)因素的影響及數(shù)據(jù)源的選擇；2、環(huán)境因素影響及消除：大氣狀況；土壤濕度狀況；物候特征。方法：1、 光譜類型特征分析方法；1）多時相圖像疊合方法；2）圖像代數(shù)變化檢測算法：差值、比值；3）多時相圖像主成分變化檢測；4）分類后對比檢測。2、光譜變化向量分析； 對兩個不同時間的遙感圖像，進行圖像的光譜量測，每個像元可以生成一個具有變化方向和變化強度（大小）兩個特征的變化向量。變化強度通過空間中兩個數(shù)據(jù)點之間的距離；變化方向反映了該點

16、在每個波段的變化是正向還是負(fù)向，變化方向可歸為2n（n為圖像的波段數(shù)）；變化向量分析結(jié)果可輸出成變化強度圖像和變化方向碼圖像，以設(shè)定變化強度閾值來提取變化信息。3、時間序列分析； 對一個區(qū)域進行一定時間的連續(xù)遙感觀測，提取圖像有關(guān)特征，分析其變化過程與發(fā)展規(guī)律。1）變化特征的確定；2）變化分析；四定量遙感定量遙感或稱遙感量化遙感研究，主要指從對地觀測電磁波信號中定量提取地表參數(shù)的技術(shù)和方法研究，區(qū)別于僅依靠經(jīng)驗判讀的定性識別地物的方法。它有兩重含義：遙感信息在電磁波的不同波段內(nèi)給出的地表物質(zhì)的定量的物理量和準(zhǔn)確的空間位置；從這些定量的遙感信息中，通過實驗的或物理的模型將遙感信息與地學(xué)參量聯(lián)系起

17、來，定量的反演或推算某些地學(xué)或生物學(xué)信息。概述：為了更好地理解電磁波與地表特征間的相互作用，國內(nèi)外學(xué)者將經(jīng)典的數(shù)學(xué)物理模型與遙感實踐相結(jié)合，建立了近百種不同的遙感模型。遙感模型大體分為統(tǒng)計模型、物理模型、半經(jīng)驗?zāi)Ｐ腿N。與大量遙感數(shù)據(jù)相反的是，模型所需求的有效信息相當(dāng)匱乏。定量遙感研究是為了更好地解決遙感數(shù)據(jù)與模型應(yīng)用之間的鴻溝。面臨的主要前沿科學(xué)問題尺度問題 大氣問題大氣：是介于遙感傳感器與地球表層之間的一層由多種氣體及氣溶膠等組成的介質(zhì)層，當(dāng)電磁波由地球表層傳至遙感傳感器時，大氣是必經(jīng)的通道；大氣對電磁波的作用：主要可以歸納為兩種物理過程，即吸收與散射，對地表遙感來說，大氣的吸收與散射作用

18、均可使電磁波信息受到削弱；大遙感圖像的大氣糾正：如何依據(jù)遙感圖像直接或間接獲得的大氣參數(shù)，消除大氣對電磁波屬性量的影響，恢復(fù)其在地球表層的“本來面目” ，就成為定量遙感不可回避的問題；大氣屬性參數(shù)的遙感反演：無論是置于地面的傳感器還是星載的傳感器，當(dāng)它接收到從大氣作用后的電磁波時，它必然帶有大氣的特征信息，因此我們可以設(shè)法從中反演出表征大氣屬性的參數(shù)，如大氣氣溶膠與大氣水汽等。氣問題角度問題病態(tài)反演問題病態(tài)條件下地表時空多變要素的遙感反演理論；基于先驗知識的地表時空多變要素的遙感定量反演方法；不同尺度地表時空多變要素遙感反演方法的評價與反演精度的驗證方法。進展1、 基于先驗知識的定量遙感反演理論（1）基于先驗知識的遙感定量反演理論 在對地遙感中首倡基于先驗知識積累的遙感定量反演理論，在病態(tài)反演過程中引進反演參數(shù)先驗知識以彌補缺乏的信息量，研究先驗知識的表達(dá)形式以及對先驗知識反演結(jié)果的影響,成功的發(fā)展了反演方法。（2）遙感觀測信息量在模型參數(shù)空間的分配及誤差傳遞分析與信息流控制（3）多階段目標(biāo)決策反演中數(shù)據(jù)集與參數(shù)集的定量分割2、星載遙感數(shù)據(jù)的地表參數(shù)反演3、建立我國典型地物標(biāo)準(zhǔn)波譜知識庫（1） 制定地物波譜數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 -規(guī)范測量,控制數(shù)據(jù)質(zhì)量 * 典型地物（農(nóng)作物、巖礦、水體）的