遙感數(shù)字圖像處理習題與

1、遙感數(shù)字圖像辦理習題與答案第一部分1.什么是圖像并說明遙感圖像與遙感數(shù)字圖像的差異。答：圖像（image）是對客觀對象的一種相像性的描繪或寫真。圖像包含了這個客觀對象的信息。是人們最主要的信息源。按圖像的明暗程度和空間坐標的連續(xù)性區(qū)分，圖像可分為模擬圖像和數(shù)字圖像。模擬圖像（又稱光學圖像）是指空間坐標和明暗程度都連續(xù)變化的、計算機沒法直接辦理的圖像，它屬于可見圖像。數(shù)字圖像是指被計算機儲藏，辦理和使用的圖像，是一種空間坐標和灰度都不連續(xù)的、用失散數(shù)字表示的圖像，它屬于不行見圖像。2.如何獲取遙感圖像答：遙感圖像的獲取是經過遙感平臺搭載的傳感器成像來獲取的。和成像原理不一樣。大概可分為拍照成像、

2、掃描成像和雷達成像三類。依據(jù)傳感器基本結構3.說明遙感模擬圖像數(shù)字化的過程?；叶鹊燃壱话愣既?m（m是正整數(shù)），說明m8時的灰度狀況。答：遙感模擬圖像數(shù)字化包含采樣和量化兩個過程。采樣：將空間上連續(xù)的圖像變換成失散點的操作稱為采樣?？臻g采樣能夠將模擬圖像擁有的連續(xù)灰度（或色彩）信息變換成為每行有N個像元、每列有M個像元的數(shù)字圖像。量化：遙感模擬圖像經失散采樣后，可獲取有MN個像元點組合表示的圖像，但其灰度（或色彩）還是連續(xù)的，不可以用計算機辦理。應進一步失散、合并到各個區(qū)間，分別用有限個整數(shù)來表示，稱為量化。當m8時，則得256個灰度級。若一幅遙感數(shù)字圖像的量化灰度級數(shù)g=256級，則灰度級別

3、有256個。用0255的整數(shù)表示。這里0表示黑，255表示白，其余值居中漸變。因為8bit就能表示灰度圖像像元的灰度值，所以稱8bit量化。彩色圖像可采納24bit量化，分別給紅，綠，藍三原色8bit，每個顏色層面數(shù)據(jù)為0255級。4.什么是遙感數(shù)字圖像辦理它包含那些內容答：利用計算機對遙感數(shù)字圖像進行一系列的操作，以求達到預期結果的技術，稱作遙感數(shù)字圖像辦理。其內容有：圖像變換。包含模數(shù)（A/D）變換和數(shù)模（D/A）變換。圖像變換的另一種含義是為使圖像辦理問題簡化或有益于圖像特色提取等目的而實行的圖像變換工作，如二維傅里葉變換、沃爾什-哈達瑪變換、哈爾變換、失散余弦變換和小波變換等。數(shù)字圖像

4、校訂。主要包含輻射校訂和幾何校訂兩種。數(shù)字圖像加強。采納一系列技術改良圖像的視覺成效，提升圖像的清楚度、對照度，突出所需信息的工作稱為圖像加強。圖像加強辦理不是以圖像保真度為原則，而是想法有選擇地突出便于人或機器剖析某些感興趣的信息，克制一些無用的信息，以提升圖像的使用價值。多源信息復合（交融）。遙感數(shù)字圖像計算機解譯辦理。5.說明遙感數(shù)字圖像辦理與其余學科之間的關系。答：應具備的基礎理論知識有：數(shù)學、地學、信息論、計算機、GIS、現(xiàn)代物理學。6.說明全數(shù)字拍照丈量系統(tǒng)的任務和主要功能。當前，比較著名的全數(shù)字拍照丈量系統(tǒng)有哪些答：全數(shù)字拍照丈量系統(tǒng)的任務是利用數(shù)字影像達成拍照丈量作業(yè)。主要功能

5、有：數(shù)字影像辦理、單像量測、多像量測、拍照丈量解算、等值線自動繪制、生成數(shù)字高程模型（DEM）與正射影像圖、機助量測與解譯、交互編寫等。當前，比較著名的全數(shù)字拍照丈量系統(tǒng)有四維企業(yè)的JX-4、適普企業(yè)的VirtuoZo、萊卡企業(yè)經銷的Helava全數(shù)字拍照丈量系統(tǒng)等。第二部分1.說明遙感圖像幾何變形偏差的主要種類。答：遙感圖像的幾何變形偏差可分為靜態(tài)偏差和動向偏差兩大類。過程中，傳感器有關于地球表面呈靜止狀態(tài)時所擁有的各樣變形偏差；在成像過程中地球的旋轉所造成的圖像變形偏差。靜態(tài)偏差是指在成像動向偏差主假如因為2.簡述遙感數(shù)字圖像幾何糾正的一般過程。答：準備工作。輸入原始數(shù)字圖像。成立糾正變換

6、函數(shù)。確立輸出影像范圍。像元幾何地點變換。像元的等灰度重采樣。輸出糾正圖像。3.試述中心投影的航空像片、多光譜掃描儀圖像、推掃式成像儀圖像和真切孔徑側視雷達圖像各自的幾何特色。答：航空像片幾何特色：a.地物點經過拍照中心與其成像點共一條直線。b.投影中心到像平面的距離為物鏡主距f。c.地面起伏使得各處影像比率尺不一樣。d.地物因為成像平面傾斜其成像會發(fā)生變形。e.擁有高差的物體成像在像片上有投影差。多光譜掃描儀圖像幾何特色：多光譜掃描儀使用點掃描方式，對地面光景靠掃描鏡與衛(wèi)星軌道相垂直方向的搖動或旋轉挨次向下掃描，航向掃描則以飛翔器的運轉實現(xiàn)。幾何特色有：a.點中心投影，瞬時成像一個點。垂直于

7、飛翔方向的掃描影像為圓弧，圓弧掃描線沿飛翔方向累加形成的圓柱面，構像方程在幾何上等效于全景投影。b.在每個瞬時獲取的不是一條空隙影像，而是相應于地面方形地域（如一個像元。79m79m）的c.在形成構像方程式時，應取每個像元的瞬時地點為該片坐標原點，所以像點坐標x=0，y=0。d.關于每條圓弧掃描線，其幾何關系等真切孔徑側視雷達圖像的幾何特色效于框幅攝像機以中心線（y=0）為基準沿旁向傾斜一個掃描角后的狀況，此時x0,yftg。真切孔徑側視雷達是斜距投影，其圖像的幾何特色有：a.當波束照耀到傳感器一側的物方斜面時，其波束抵達斜面頂部的斜距之差R比地距之差（即水平距離之差）X要小，即R小于X時，在

8、圖像上斜面應有的投影長度被縮短了，這類現(xiàn)象稱為透視縮短。b.透視縮短進一步發(fā)展，使得波束抵達頂部的斜距比抵達底部的斜距更短時，其頂部和底部是顛倒顯示的，這類現(xiàn)象稱為頂?shù)孜灰?。c.雷達暗影是由波束照耀到有起伏的地形時，在斜面的背后常常存在微波不可以抵達的部分，稱雷達暗影（注意雷達暗影不是太陽歲月影，兩者觀點截然相反）。雷達暗影的斜距長度能夠由地形斜面的高度h求出，它等于hcos。4.為何說中心投影構像是遙感影像構像的基礎。答：遙感影像中，框幅式影像屬于純中心投影構像，全景影像屬于多中心等焦距圓柱投影，多光譜影像屬于多中心掃描投影，HRV影像屬于多中心推掃掃描投影，合成孔徑側視雷達屬于多中心斜距投

9、影。因而可知，中心投影構像是遙感影像構像的基礎。5.什么是內、外方向元素答：內方向元素：確立投影中心S與像片坐標系之間關系的數(shù)據(jù)f，x0，y0稱內方向元素。外方向元素：確立投影中心S與像片在地面坐標系中的地點的數(shù)據(jù)XSSS,，Y，Z，稱為外方向元素。6.什么是像空間協(xié)助坐標系答：像空間協(xié)助坐標系是一種過渡坐標系，它以攝站點（也就是投影中心）S為坐標原點。在航空拍照丈量中，其一，往常以鉛垂方向（或設定的某一豎直方向）為Z軸，并取航線方向為X軸，這樣有益于更正沿航線方向積累的系統(tǒng)偏差。其二，以每條航線內第一張像片的像空間坐標系作為像空間協(xié)助坐標系。其三，以每個立體像對的左片拍照中心S為坐標原點，拍

10、照基線方向為X軸，以拍照基線及左片主光軸構成的面（左主核面）作為XZ平面，構成右手坐標系。7.試述,轉角系統(tǒng)的轉角關系。答：以拍照中心S為原點，成立像空間協(xié)助坐標系S-XYZ，與地面拍照丈量坐標系D-XYZ軸互相平行，此中表示航向傾角，它是指主光軸So在XZ平面的投影與Z軸的夾角；表示旁向傾角，它是指主光軸與其在XZ平面上的投影之間的夾角；表示像片旋角，它是指YSo平面在像片上的交線與像平面坐標系的y軸之間的夾角。8.遙感圖像幾何糾正的目的是什么答：解決遙感圖像的幾何變形問題。9.試述多項式糾正法糾正衛(wèi)星圖像的原理和步驟。答：原理：遙感圖像多項式糾正法的基本思想是回避成像的空間幾何過程，而直接

11、對影像變形的自己進行數(shù)字模擬，以為圖像變形規(guī)律能夠看作是平移、縮放、旋轉、仿射、偏扭和曲折以及更高次的基本變形的綜合作用結果。該方法合用于各樣傳感器影像的糾正。步驟：選擇控制點（控制點數(shù)目大于多項式系數(shù)的個數(shù)）。按最小二乘法平差解求系數(shù)。將各像元的坐標代入已知系數(shù)的多項式進行計算，求得糾正后的坐標。灰度重采樣。第三部分1.什么是輻射偏差輻射偏差產生的主要原由是什么答：輻射偏差：傳感器探測目標的反射或輻射能量時，所獲取的丈量值與目標的光譜反射率或光譜輻射亮度等物理量之間的差值稱為輻射偏差。輻射偏差造成了遙感圖像的失真，影響人們對遙感圖像的判讀、解譯，所以一定進行除去或減弱。輻射偏差產生的主要原由

12、：因傳感器的響應特征惹起的輻射偏差。因大氣影響惹起的輻射偏差。2.因大氣和太陽輻射惹起的輻射偏差，其相應的校訂方法有哪些答：大氣惹起的輻射偏差校訂方法有：野外波譜測試回歸剖析法。輻射傳達方程計算法。波段對照法。太陽惹起的輻射偏差校訂方法有：公式法。波段比值法3.簡述SAR輻射校訂的技術答：在SAR數(shù)據(jù)流中的不一樣地點插入一系列已知的信號以獲取必需的校訂信息，再在數(shù)據(jù)流經過信號辦理器以前或以后測試系統(tǒng)的響應，再加以校訂。4.簡述遙感衛(wèi)星輻射校訂場的含義。答：利用地球表面大面積平均的地物為目標，當衛(wèi)星過頂時實行同步地面觀察，以實現(xiàn)對在軌道上運轉的衛(wèi)星傳感器做輻射校訂。第四部分1.圖像加強的主要目的

13、是什么它包含的主要內容有哪些答：主要目的有：改變圖像的灰度等級、提升圖像對照度；除去邊沿和噪聲，光滑圖像；突出邊沿或線狀地物，銳化圖像；合成彩色圖像；壓縮圖像數(shù)據(jù)量，突出主要信息等。主要內容有：空間域加強、頻次域加強、彩色加強、多圖像代數(shù)運算、多光譜圖像加強等。2.直方圖平衡化的基本思想和采納何種變換函數(shù)答：直方圖平衡化是將原圖像的直方圖經過變換函數(shù)變?yōu)槠骄闹狈綀D，方圖改正原圖像，進而獲取一幅灰度散布平均的新圖像。采納“積累直方圖曲線”作為直方圖平衡化的基本變換函數(shù)。而后按平均直3.方圖規(guī)定化的基來源理是什么答：直方圖規(guī)定化的原理是對兩個直方圖都做平衡化，變?yōu)橥瑯拥臍w一化的平均直方圖。以此平

14、均直方圖起到媒介作用，再對參照圖像做平衡化的逆運算即可。4.何謂圖像光滑試述均值光滑與中值濾波的差異。答：圖像在獲取和傳輸?shù)倪^程中，因為傳感器的偏差及大氣的影響，會在圖像上產生一些亮點（“噪聲”點）或許圖像中出現(xiàn)亮度變化過大的地區(qū)，為了克制噪聲、改良圖像質量或減少變化幅度，使亮度變化緩和所做的辦理稱為圖像光滑。均值光滑方法均等地對待鄰域中的每個像元，關于每個像元在以它為中心的鄰域內取平均值，作為該像元新的灰度值。中值濾波是對以每個像元為中心的MN鄰域內的全部像元按灰度值大小排序，取排序后位于中間那個像元的灰度值作為中心像元新的灰度值，所以它是一種非線性的圖像光滑法。一般MN取奇數(shù)（有中間像元）

15、，窗口運算與模板運算同樣。5.何謂圖像銳化圖像銳化辦理有幾種方法試述Laplace算法的特色。答：圖像銳化可使圖像上面沿與線狀目標的反差提升，即邊沿加強。銳化的結果突出了邊沿和輪廓、線狀目標信息。圖像銳化是經過微分算子使圖像邊沿突出，清楚。圖像銳化辦理方法有：梯度法。Roberts梯度。Prewitt和Sobel梯度。Laplace算法。定向檢測等方法。Laplace算法的特色是檢測圖像灰度變化率的變化率，是二階微分，在圖像上灰度平均和變化平均的部分，依據(jù)Laplace算子計算出的值為0。所以，它不檢測均為的灰度變化，產生的圖像更為突出灰度值突變的部分。6.頻次域銳化的基本思想是什么常用的高通

16、濾波器有哪些有何特色答：頻次域銳化的基本思想是：采納高通濾波器讓高頻成分經過，阻擋削弱低頻成分，達到圖像銳化的目的，其結果是突出了圖像的邊沿和輪廓。高通濾波器有：理想高通濾波器；Butterworth高通濾波器；指數(shù)高通濾波器；梯形高通濾波器。以上4種高通濾波器各有優(yōu)弊端。理想高通濾波器辦理的圖像中邊沿有顫動的現(xiàn)象；Butterworth銳化成效較好，邊沿顫動現(xiàn)象不顯然，但計算復雜；指數(shù)高通濾波器比Butterworth成效差些，邊沿顫動現(xiàn)象不顯然；梯形高通濾波器會產生稍微顫動現(xiàn)象，但因計算簡單常常被使用。7.假彩色加強的基來源理是什么最正確假彩色合成方案的原則是什么答：假彩色加強辦理的對象是

17、同一光景的多光譜圖像。關于多波段遙感圖像，選擇此中的某三個波段，分別給予紅，綠，藍三種原色，即可在屏幕上合成彩色圖像。因為三個波段原色的選擇是依據(jù)加強目的決定的，與本來波段的真切顏色不一樣，所以合成的彩色圖像其實不表示地物真切的顏色，這類合成稱為假彩色合成。最正確假彩色合成方案的原則是：合成后的圖像應信息量最大而波段間的有關性最小。8.試述彩色變換的原理，彩色變換的主要方法有哪些答：遙感數(shù)字圖像辦理系統(tǒng)中一是采納RGB色彩模型，是鑒于色光混淆來再現(xiàn)顏色的，即圖像中的每個像素是經過紅（R）、綠（G）、藍（B）三種色光按不一樣的比率組合來顯示顏色的，由多光譜圖像的三個波段組合的彩色圖像其實是顯示在

18、R、G、B空間中。二是采用IHS模型。亮度（intensity）、色度（hue）、飽和度（saturation）稱為色彩的三因素，亮度（I）、色度（H）、飽和度（S）構成的HIS模型所表示的彩色與人眼看到的更為靠近。RGB和HIS兩種色彩模式能夠互相變換，有些辦理在某個彩色系統(tǒng)中能夠更方便。以上所述即為彩色變換的原理。把RGB系統(tǒng)變換為IHS系統(tǒng)稱為HIS正變換，HIS系統(tǒng)變換為RGB系統(tǒng)稱為HIS逆變換。彩色變換的主要方法有1，球體變換2，圓柱體變換。9.什么是植被指數(shù)常用的植被指數(shù)如何計算答：依據(jù)地物光譜反射率的差異作比值運算能夠突出圖像中植被的特色，提取植被類型或估量綠色生物量，往常把能

19、夠提取植被的算法稱為植被指數(shù)（VegetationIndex，簡稱VI）。常用的植被指數(shù)算法：比值植被指數(shù)（ratiovegetationindex即RVI）RVI=IR/RIR為遙感多波段圖像中的近紅外（infrared）波段的反射值；為紅波段的反射值。歸一化植被指數(shù)（normalizedvegetationindex即NDVI）NDVI=(IR-R)/(IR+R)差值植被指數(shù)（differencevegetationindex即DVI）DVIIR-R正交植被指數(shù)（perpendicularvegetationindex即PVI）PVI=(IR)(R)+PVI=(IR)(R)+(NOAA的A

20、VHRR衛(wèi)星資料(Landsat衛(wèi)星資料)10.以陸地衛(wèi)星TM圖像和SPOT的全色波段圖像為例，說明TM圖像和SPOT圖像交融的優(yōu)勝性。答：不一樣傳感器獲取的同一地域的圖像，因為其波長范圍不一樣，幾何特色不一樣，分辨率不一樣樣因素而擁有不一樣的應用特色。比如：Landsat的TM有7個波段，有豐富的光譜信息，其空間分辨率為（重采樣后為30m），SPOT的全色波段（m）是一個單波段圖像，但它的空間分辨率大大提升，可達到10m。將這兩種圖像交融，產生的擁有10m分辨率的7個波段的新圖像擁有以上兩種圖像的長處，既提升了圖像的分辨率，又保存了TM豐富的光譜信息。所以，圖像交融的方法能夠綜合不一樣傳感器

21、圖像的長處，大大提升圖像的應用精度。11.什么是多光譜空間主成分變換的應意圖義是什么答：多光譜空間是一個n維坐標系，每一個坐標軸代表多波段圖像的一個波段，坐標值代表該波段像元的灰度值，圖像中的每個像元對應于坐標空間中的一個點。主成分變換的應意圖義是：數(shù)據(jù)壓縮圖像加強分類前預辦理12.簡述多光譜加強的方法和目的。答：多光譜加強采納對多光譜圖像進行線性變換的方法，減少各波段信息之間的冗余，達到保存主要信息，壓縮數(shù)據(jù)量，加強和提取更擁有目視解說成效的新波段數(shù)據(jù)的目的。13.簡述遙感多光譜圖像的特色。答：遙感多光譜圖像的波段多，比如應用最為寬泛的而高光譜圖像則包含幾十個甚至數(shù)百個很窄的波段，量過大，運

22、算時耗資大批機時和占有大批的磁盤空間。必定的有關性，造成不一樣程度的信息重疊。Landsat的TM圖像有7個波段；包含了大批的信息，但這些圖像的數(shù)據(jù)同時，多光譜圖像的各波段之間擁有14.當前多光譜加強主要有哪2種變換答：K-L(Karthunen-Loeve)變換，又稱為主成分變換。K-T(Kauth-Thomas)變換，又稱為纓帽變換。第五部分1.什么是監(jiān)察分類什么是非監(jiān)察分類答：監(jiān)察分類是鑒于對遙感圖像上樣本區(qū)內的地物的類屬已有先驗的知識，即已經知道它所對應的地物類型，于是能夠利用這些樣本類其余特色作為依照來判斷非樣本區(qū)內數(shù)據(jù)的類型。非監(jiān)察分類是遙感圖像地物的屬性不擁有先驗知識，純粹依靠不

23、一樣光譜數(shù)據(jù)組合在統(tǒng)計上的差異來進行“盲目分類”，過后再對已分出各種的地物屬性進行確認的過程。2.簡述加強辦理與分類辦理的異同。答：圖像加強辦理與圖像分類辦理都是為了加強和提取遙感圖像中的目標信息。圖像加強辦理主假如加強圖像的視覺成效，提升圖像的可解譯性。給目視解說供給的信息是定性的。圖像分類辦理則著眼于地物類其余區(qū)分，給目視解說供給定量信息。3.什么是特色選擇答：特色選擇實質上就是確立分類的信息源。多光譜圖像一般有波段多、數(shù)據(jù)量大等特色。在分類時，特別是用最大似然分類方法，要對每一類計算均差和協(xié)方差矩陣，以及鑒別式的比較，計算量是特別大的。實質上，其實不是每一個波段都是分類時最好的波段，對分

24、類精度影響不大。在分類時所使用的波段或波段組合稱為特色，所以，這個選擇過程稱為特色選擇。這類選擇出來的、新的關于表示類型可分性更為有效的更改稱為特色參數(shù)，n個特色參數(shù)構成n維特色空間。詳細的分類就是在該空間中進行的。4.簡述計算機分類的基來源理。答：遙感圖像分類就是把圖像中的每個像元或地區(qū)劃歸為若干類型中的一種，各種地物的光譜特色剖析來選擇特色參數(shù)，將特色空間區(qū)分為互不重疊的子空間，即經過對而后將影像內各個像元區(qū)分到各個子空間中去，進而實現(xiàn)分類。簡述遙感圖像計算機分類的一般流程。答：原始圖像的預辦理；訓練區(qū)的選擇；特色選擇和特色提?。粓D像分類運算；查驗結果；結果輸出。6.什么是距離鑒別函數(shù)答：

25、距離鑒別函數(shù)的成立是以地物光譜特色在特色空間中是按集群方式散布為前提的。也就是說，假設不知道特色矢量的概率散布，但以為，同一類其余特色矢量在特色空間內完整齊集成團狀（集群），每個團（集群）都有一此中心。這些團內點的數(shù)目越多，也即密度越大或點與中心的距離越近，就能夠必定，他們屬于一個類型，所以點間的距離成為重要的判斷參量。7.比較絕對值距離、歐氏距離、馬氏距離鑒別函數(shù)之間的異同點。答：絕對值距離是計算兩點之間的直角邊距離，其特色是各特色參數(shù)以等權參加進來，所以也稱等混淆距離。歐氏距離是計算兩點之間直線距離。歐氏距離中各特色參數(shù)也是等權的。以上兩種距離與特色參數(shù)的量綱有關。并且沒有考慮特色參數(shù)間的

26、有關性。馬氏距離是一種加權的歐氏距離，它是經過協(xié)方差矩陣來考慮變量的有關性8、簡要說明ISODATA法的基本內容。答：ISODATA（iterativeself-organizingdataanalysistechniquesalgorithm），稱為“迭代自組織數(shù)據(jù)剖析技術”。ISODATA法的實質是以初始類型為“種子”進行自動迭代聚類的過程，它能夠自動地進行類其余“合并”和“分裂”，其各個參數(shù)也在不停地聚類調整中漸漸確立，并最后建立所需要的鑒別函數(shù)。所以，能夠說基準類型參數(shù)確實定過程，也正是利用光譜特色自己的統(tǒng)計性質對鑒別函數(shù)的不停調整和“訓練”過程。9.簡述計算分類的新方法。答：神經網(wǎng)絡

27、分類器；鑒于小波神經網(wǎng)絡遙感圖像分類；模糊聚類法；樹分類器；專家系統(tǒng)方法的應用。第六部分1.一般剖析方法各有什么特色參數(shù)確實定應試慮什么因素答：遙感數(shù)字圖像一般剖析主假如對圖像進行各樣空間剖析，進行像元之間或專題分類之間的空間關系辦理，使辦理后的圖像能夠更好地表達主要的專題信息。鄰域剖析(neighborhood)是針對分類專題圖像，采納近似于卷積濾波的方法對圖像分類值(classvalues)進行多種剖析。其方法是每個像元的值都參加用戶定義的鄰域范圍definitionneighborhood）和剖析函數(shù)(function)所進行的剖析，而鄰域中心像元的值將被剖析結果所代替。查找剖析(search)是對輸入的分類專題圖像或矢量圖形進行鄰近(proximity)剖析，產生一個新的輸出柵格文件，輸出像元的屬性值取決于其地點與用戶選擇專題種類像元的靠近程度和用戶定義的靠近距離，輸出文件頂用戶所選擇專題種類的屬性值從頭編碼為0，其余相鄰地區(qū)屬性值取決于它們所選擇專題種類像元的歐氏距離。指標剖析(