同濟(jì)大學(xué)遙感及地理信息系統(tǒng)期末試卷B與答案

1、同濟(jì)大學(xué)試卷統(tǒng)一命題紙（B卷）2005-2006學(xué)年第二學(xué)期課號(hào)：12109701課名：遙感及地理信息系統(tǒng)此卷選為：期中考試（）、期終考試（）、補(bǔ)考W）試卷年級(jí)專業(yè)學(xué)號(hào)姓名得分一、基本概念（每題2分，共20分）1.遙感平臺(tái)2.高光譜遙感3.空間分辨率4.中心投影5.雷達(dá)6.地理信息系統(tǒng)7.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)8.元數(shù)據(jù)9.緩沖區(qū)分析10.數(shù)字地形模型（DTM）二、判斷題（每題1分，共10分）可見光波段的波長(zhǎng)范圍是0.380.76cm（厘米）。專題制圖儀TM（ThematicMapper）是NOAA氣象衛(wèi)星上攜帶的傳感器。進(jìn)行像對(duì)的立體觀察時(shí)，觀察者的眼基線應(yīng)當(dāng)與像對(duì)上對(duì)應(yīng)像點(diǎn)的連線相垂直。在軍事遙感中，利

2、用可見光波段可識(shí)別綠色植物偽裝。山區(qū)河流的熱紅外像片在白天呈現(xiàn)淺白色調(diào)，夜晚呈現(xiàn)暗灰色調(diào)。世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生于美國(guó)。GIS數(shù)據(jù)輸入設(shè)備主要包括掃描儀、繪圖儀、數(shù)字化儀和鍵盤等。當(dāng)?shù)匚锓秶_定時(shí)，柵格單元尺寸越大，則它所表達(dá)的地物信息越詳細(xì)。以線性四叉樹表示8X8的柵格矩陣時(shí)，第6行第5列位置處的柵格的四進(jìn)制MORTON碼值為321。只有明確的拓?fù)潢P(guān)系，GIS才能處理各種空間關(guān)系，完成空間分析。三、簡(jiǎn)答題（8個(gè)小題中任選5個(gè)，每小題8分，共40分）遙感技術(shù)具有哪些特點(diǎn)？遙感技術(shù)可應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？什么是大氣窗口?常用于遙感的大氣窗口有哪些?遙感影像目視解譯的主要解譯標(biāo)志有哪些？比較監(jiān)督分

3、類和非監(jiān)督分類方法。簡(jiǎn)述地理信息系統(tǒng)的組成，并畫出示意圖。在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的點(diǎn)、線、面狀幾何圖形是如何表示的？空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的概念及其組成部分有哪些？畫圖并寫出求多邊形面積的計(jì)算公式，并作簡(jiǎn)要說明。四、論述題（1，2題中任選1題，3，4題中任選1題，每小題15分，共30分）試述遙感影像幾何畸變的主要原因及幾何校正的主要步驟。遙感圖像增強(qiáng)處理有哪些方法？寫出其中一種方法的原理。論述地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)采集的主要方法。試述判別點(diǎn)面之間包含關(guān)系的基本方法及改進(jìn)措施（至少兩種）。同濟(jì)大學(xué)2005-2006學(xué)年第二學(xué)期試卷參考答案（B卷）課號(hào)：12109701課名：遙感及地理信息系統(tǒng)一、基本概念

4、（每題2分，共20分）遙感平臺(tái)：即搭載傳感器的工具。高光譜遙感：是在電磁波譜的可見光、近紅外、中紅外和熱紅外波段范圍內(nèi)，獲取許多非常窄的連續(xù)光譜的影像數(shù)據(jù)的技術(shù)?？臻g分辨率：指像素所代表的地面范圍的大小或地面物體能分辨的最小單元。中心投影：物體通過物鏡中心投射到承影面上形成透視影像的技術(shù)。雷達(dá)：即無線電測(cè)距與定位，它是由發(fā)射機(jī)通過天線在很短時(shí)間內(nèi)，向目標(biāo)地物發(fā)射一束很窄的大功率電磁波脈沖，然后用同一天線接收目標(biāo)地物反射的回波信號(hào)而進(jìn)行顯示的一種傳感器。地理信息系統(tǒng)：是在計(jì)算機(jī)硬、軟件系統(tǒng)支持下，對(duì)現(xiàn)實(shí)世界（資源與環(huán)境）的各類空間數(shù)據(jù)及描述這些空間數(shù)據(jù)特性的屬性進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、

5、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)，除了屬性管理功能外更重要的是空間分析功能。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：是明確定義空間結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種數(shù)學(xué)方法，在GIS中，它不但用于空間數(shù)據(jù)的編輯和組織，而且在空間分析和應(yīng)用中都具有非常重要的意義。元數(shù)據(jù)：是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，是有關(guān)數(shù)據(jù)和信息資源的描述信息。緩沖區(qū)分析：根據(jù)分析對(duì)象的點(diǎn)、線、面實(shí)體，自動(dòng)建立它們周圍一定距離的帶狀區(qū)，用以識(shí)別這些實(shí)體對(duì)鄰近對(duì)象的輻射范圍或影響程度。數(shù)字地形模型（DTM）：是定義于二維區(qū)域上的一個(gè)有限項(xiàng)的向量序列，它以離散分布的平面點(diǎn)來模擬連續(xù)分布的地形。二、判斷題（每題1分，共10分）可見光波段的波長(zhǎng)范圍是0.380.76cm（厘米）。（X）專題制圖儀TM（Th

6、ematicMapper）是NOAA氣象衛(wèi)星上攜帶的傳感器。（X）進(jìn)行像對(duì)的立體觀察時(shí)，觀察者的眼基線應(yīng)當(dāng)與像對(duì)上對(duì)應(yīng)像點(diǎn)的連線相平行。（丿）在軍事遙感中，利用可見光波段可識(shí)別綠色植物偽裝。（X）山區(qū)河流的熱紅外像片在白天呈現(xiàn)暗灰色調(diào)，夜晚呈現(xiàn)淺白色調(diào)。（丿）世界上第一個(gè)地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生于加拿大。（?。〨IS數(shù)據(jù)輸入設(shè)備主要包括掃描儀、繪圖儀、數(shù)字化儀和鍵盤等。（X）當(dāng)?shù)匚锓秶_定時(shí)，柵格單元尺寸越大，則它所表達(dá)的地物信息越詳細(xì)。（X）以線性四叉樹表示8X8的柵格矩陣時(shí)，第6行第5列位置處的柵格的四進(jìn)制MORTON碼值為321。（V）只有明確的拓?fù)潢P(guān)系，GIS才能處理各種空間關(guān)系，完成空間分析

7、。（V）三、簡(jiǎn)答題（8個(gè)小題中任選5個(gè)，每小題8分，共40分）遙感技術(shù)具有哪些特點(diǎn)？遙感技術(shù)可應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？答：遙感技術(shù)的特點(diǎn)：大面積的同步觀測(cè)；時(shí)效性；數(shù)據(jù)的綜合性和可比性；經(jīng)濟(jì)性及局限性。遙感技術(shù)主要應(yīng)用于資源、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋、地質(zhì)、氣象、水文、城市、工程及軍事等領(lǐng)域。什么是大氣窗口?常用于遙感的大氣窗口有哪些?答：通常把電磁波通過大氣層時(shí)較少被反射、吸收或散射的，透過率較高的波段為大氣窗口。常用于遙感的大氣窗口有：0.3-1.3卩m,為紫外、可見光、近紅外波段。1.8pm和2.0-3.5pm，為近、中紅外波段。5.5卩m,為中紅外波段。8-14卩m，為遠(yuǎn)紅外波段。0.8-2.5

8、cm，為微波波段。遙感影像目視解譯的主要解譯標(biāo)志有哪些？答：主要解譯標(biāo)志可概括為“色、形、位”三大類：“色”主要包括色調(diào)、顏色、陰影；“形”主要包括形狀、紋理、大小等；“位”主要包括空間位置、圖型、相關(guān)布局等。比較監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類方法。答：監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的根本區(qū)別在于是否利用訓(xùn)練場(chǎng)地來獲取先驗(yàn)的類別知識(shí)。對(duì)監(jiān)督分類來說，選擇足夠數(shù)量的訓(xùn)練場(chǎng)地帶來很大的工作量，而且訓(xùn)練場(chǎng)地要求有代表性，數(shù)目要滿足分類的要求，這些都是監(jiān)督分類的不足之處。非監(jiān)督分類方法簡(jiǎn)單，當(dāng)光譜特征能夠和唯一的地物類型對(duì)應(yīng)時(shí)，分類效果較好，當(dāng)?shù)匚镱愋凸庾V特征差異很小時(shí)，分類效果不如監(jiān)督分類。簡(jiǎn)述地理信息系統(tǒng)的組成，并畫

9、出示意圖。地理信息系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、地理空間數(shù)據(jù)、應(yīng)用人員及應(yīng)用模型五部分構(gòu)成。圖見教材P5。在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的點(diǎn)、線、面狀幾何圖形是如何表示的？答：在柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，點(diǎn)由一個(gè)單元網(wǎng)格表示，其數(shù)值與近鄰網(wǎng)格值明顯不同，線由一串有序的相互連接的單元網(wǎng)格表示，各個(gè)網(wǎng)格值一致，但與鄰域的值差異較大，面由聚集在一起的相互連接的單元網(wǎng)格表示，面內(nèi)部的網(wǎng)格值相同，與鄰域網(wǎng)格的值差異較大?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的概念及其組成部分有哪些？答：空間數(shù)據(jù)庫(kù)是地理信息系統(tǒng)中空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)場(chǎng)所，空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)由空間數(shù)據(jù)庫(kù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)組成。空間數(shù)據(jù)庫(kù)是GIS在計(jì)算機(jī)物理存儲(chǔ)介

10、質(zhì)上存儲(chǔ)的與應(yīng)用相關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的集合；空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是能夠?qū)Φ乩砜臻g數(shù)據(jù)進(jìn)行定義、查詢、檢索、存取和維護(hù)、更新的軟件系統(tǒng)；空間數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)主要是指地理信息系統(tǒng)的空間分析模型和應(yīng)用模型所組成的軟件，不但可以管理空間數(shù)據(jù)，還可以運(yùn)用空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與決策。畫圖并寫出求多邊形面積的計(jì)算公式，并作簡(jiǎn)要說明。答：采用梯形法，按多邊形頂點(diǎn)順序依次求出多邊形所有邊與x軸（或y軸）組成的梯形面積，然后求其代數(shù)和（見下圖）。具體的計(jì)算公式如下：-叮x(yi+1，n為多邊形頂點(diǎn)數(shù)ji=1四、論述題（1，2題中任選1題，3，4題中任選1題，每小題15分，共30分）試述遙感影像幾何畸變的主要原因及幾何校正的

11、主要步驟。答：遙感影像幾何畸變的主要原因：遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響；地形起伏的原因；地球表面曲率的影響；大氣折射的影響；地球自轉(zhuǎn)的影響。幾何校正主要步驟：建立變換前圖像坐標(biāo)與變換后圖像坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系，通過變換后的圖像像元的中心位置，計(jì)算出變換前對(duì)應(yīng)圖像的坐標(biāo)值。變換后圖像像元點(diǎn)在原圖像坐標(biāo)系中一般不在整數(shù)點(diǎn)上，重新計(jì)算新位置的亮度值，常用內(nèi)插法計(jì)算，如最近鄰法、雙向線性內(nèi)插法及三次卷積內(nèi)插法。遙感圖像增強(qiáng)處理有哪些方法？寫出其中一種方法的原理。答：數(shù)字圖像增強(qiáng)主要有對(duì)比度變換、空間濾波、彩色變換、圖像運(yùn)算及多光譜變換等方法。如圖像運(yùn)算有差值運(yùn)算與比值運(yùn)算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像或同一圖

12、像不同波段，對(duì)應(yīng)像元的亮度值相減或相除就是差值或比值運(yùn)算。差值運(yùn)算應(yīng)用于兩個(gè)波段時(shí)，可以反映同一地物光譜反射率之間的差異；不同時(shí)相兩幅圖像相減時(shí)，可以研究同一地區(qū)的動(dòng)態(tài)變化；而差行相減可以突出邊緣。比值運(yùn)算可以突出遙感影像中的植被特征，提取植被類別或估算植被生物量；比值運(yùn)算還可以去除地形因子的影響及研究淺海區(qū)的水下地形。論述地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)采集的主要方法。答：地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源繁多，主要有地圖數(shù)據(jù)，包括各種類型的地圖和專題地圖；影像數(shù)據(jù)，主要來源于遙感影像；地形數(shù)據(jù)，包括數(shù)字高程模型和實(shí)測(cè)地形數(shù)據(jù)；屬性數(shù)據(jù)，包括各類調(diào)查報(bào)告和文獻(xiàn)資料等；元數(shù)據(jù)，來源于由各類純數(shù)據(jù)通過調(diào)查、推理

13、、分析和總結(jié)得到的有關(guān)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)來源、權(quán)屬、產(chǎn)生的時(shí)間、數(shù)據(jù)精度、比例尺、轉(zhuǎn)換方法等。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的主要方法包括：手工鍵盤輸入，將圖形元素點(diǎn)、線、面實(shí)體的地理位置數(shù)據(jù)（各種坐標(biāo)系中的坐標(biāo)）通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)文件或程序中去;手扶跟蹤數(shù)字化儀輸入;攝影測(cè)量數(shù)字化輸入，采用攝影技術(shù)獲取航空數(shù)字化原圖；掃描矢量化輸入，利用掃描儀將數(shù)字化原圖輸入計(jì)算機(jī)，并將柵格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為矢量數(shù)據(jù)；外業(yè)實(shí)地?cái)?shù)字化采集，主要采用全站儀、GPS等移動(dòng)測(cè)繪系統(tǒng)進(jìn)行小范圍GIS數(shù)據(jù)采集或局部數(shù)據(jù)更新；其他數(shù)據(jù)傳輸和轉(zhuǎn)換，利用其他共享數(shù)據(jù)或?qū)F(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為所需數(shù)據(jù)格式。試述判別點(diǎn)面之間包含關(guān)系的基本方法及改進(jìn)措施（至少兩種）。答：一種是轉(zhuǎn)角算法：夾角變化為360度，點(diǎn)在多邊形內(nèi)夾角變化為0度，點(diǎn)在多邊形外夾角變化為0360度，點(diǎn)在多邊形上另一種是鉛垂線法：鉛