2023年武漢大學(xué)考研專(zhuān)業(yè)課遙感原理真題解答

2003一、名詞解釋1物體的反射輻射通量與入射輻射通量之比：

E E物體的反射波譜限于紫外、可見(jiàn)光和近紅外，尤其是后兩個(gè)波段。一個(gè)物體的反射波譜的特征主要取決于該物體與入射輻射相互作用的波長(zhǎng)選擇.影響地物光譜反射率變化的因素有太陽(yáng)位置、傳感器位置、地理位置、地形、季節(jié)、氣候變化、地面濕度變化、地物本身的變異、大氣狀況等。2假照實(shí)際物體的總輻射出射度〔包括全部波長(zhǎng)〕與某一溫度確定黑體的總輻射出射度相等，則黑體的溫度稱(chēng)為該物體的輻射溫度。依據(jù)斯忒藩 -玻爾茲曼定律，確定黑體的輻射出射度與熱力學(xué)溫度的 4次方成正比，由此可確定物體的輻射溫度。由于一般物體都不是黑體，其放射率總是小于 1的正數(shù)，故物體的輻射溫度總是小于物體的實(shí)際溫度，物體的放射率越小，其實(shí)際溫度與輻射溫度的偏離就越大。3通過(guò)大氣后衰減較小，透過(guò)率較高，對(duì)遙感格外有利的電磁輻射波段通常稱(chēng)為“大氣窗口”.〔1〕0.30~1.15m大氣窗口：是遙感技術(shù)應(yīng)用最主要的窗口之一。其中0.3~0.4m70％0.4~0.7m95％0.7~1.10m80％〔2〕1.3~2.51.3~1.9m60％-95％1.55~1.75m透射率高2.0~2.5m80％〔3〕3.5~5.0m大氣窗口：屬于中紅外波段，透射率約為60~70％〔4〕8~14m80%左右〔5〕1.0mm~1m35％~100%4球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)變。地球?qū)μ?yáng)的進(jìn)動(dòng)一年為360°。因此平均每天的進(jìn)動(dòng)角為0.9856°。為了使光照角保持固定不變，必需對(duì)衛(wèi)星軌道加以修正，平均每圈的修正量為：0.9856n為一天中衛(wèi)星運(yùn)行的軌道數(shù)n目的：A使衛(wèi)星以同一地方時(shí)通過(guò)地面上空B有利于衛(wèi)星在相近的光照條件下對(duì)地面進(jìn)展觀測(cè)C使衛(wèi)星上的太陽(yáng)電池得到穩(wěn)定的太陽(yáng)照度5軌道傾角設(shè)計(jì)為99.125°，因此是近極地軌道。目的:可以觀測(cè)到南北緯81°之間的寬闊地區(qū)。6術(shù)與地物光譜技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起CCD線陣列推掃式掃描描儀的成像光譜儀。7INSARINSAR利用SAR在平行軌道上對(duì)同一地區(qū)獵取兩幅〔或兩幅以上〕的單視復(fù)數(shù)影像來(lái)形〔單軌道雙天線橫向或縱向模式〔單天線重復(fù)軌道模式〔復(fù)數(shù)影像對(duì)地面高程信息，而且利用差分干預(yù)技術(shù)可以周密測(cè)定地表沉降。8IKONOSIKONOS衛(wèi)星于1999年9月24日放射成功，是世界上第一顆供給高區(qū)分率衛(wèi)星影像的商業(yè)遙感衛(wèi)星。IKONOS衛(wèi)星的成功放射不僅實(shí)現(xiàn)了供給高清楚度且區(qū)分率達(dá) 1米的衛(wèi)星影像，而且開(kāi)拓了一個(gè)的更快捷 ,更經(jīng)濟(jì)獲得最根底地理信息的途徑，更是創(chuàng)立了嶄的商業(yè)化衛(wèi)星影像的標(biāo)準(zhǔn)。IKONOS是可采集1米區(qū)分率全色和4色和多光譜影像可融合成1米區(qū)分率的彩色影像。時(shí)至今日 IKONOS已采集超過(guò)2.5億平方公里涉及每個(gè)大洲的影像，很多影像被中心和地方政府廣泛用于國(guó)家防范，軍隊(duì)制圖，?？者\(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。從681千米高度的軌道上，IKONOS的重訪周期為3且可從衛(wèi)星直接向全球12軌道高度 681 千米軌道傾角 98.1 度軌道運(yùn)行速度 6.5 -11.2 千米/秒影像采集時(shí)間 每日上午10:00- 11:00重訪頻率 獵取1米區(qū)分率數(shù)據(jù)時(shí):2.9 天獵取1.5 米區(qū)分率數(shù)據(jù)時(shí):1.5 天軌道周期 98分鐘軌道類(lèi)型 太陽(yáng)同步IKONOS 數(shù)據(jù)產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)星下點(diǎn)區(qū)分率 0.82 米產(chǎn)品區(qū)分率 全色：1米；多光譜：4米成像波段 全色波段:0.45-0.90 微米彩色波段1(藍(lán)色):0.45-053 微米波段2(綠色):0.52-0.61 微米9

波段3( 紅色): 0.64-0.72 微米波段4( 近紅外): 0.77-0.88 微米瞬時(shí)視場(chǎng)內(nèi)所觀看到的地面的大小稱(chēng)空間區(qū)分力〔即每個(gè)像元在地面的大小〕?？臻g區(qū)分率是指遙感影像上能夠識(shí)別的兩個(gè)相鄰地物的最小距離。 對(duì)于攝影影像，通常用單位長(zhǎng)度內(nèi)包含可區(qū)分的黑白“線對(duì)”數(shù)表示 〔線對(duì)/毫米〕；對(duì)于掃描影像，通常用瞬時(shí)視場(chǎng)角〔IFOV〕的大小來(lái)表示〔毫弧度 mrad〕，即像元，是掃描影像中能夠區(qū)分的最小面積?？臻g區(qū)分率數(shù)值在地面上的實(shí)際尺寸稱(chēng)為地面區(qū)分率。對(duì)于攝影影像，用線對(duì)在地面的掩蓋寬度表示〔米〕；對(duì)于掃描影像，則是像元所對(duì)應(yīng)的地面實(shí)際尺寸〔米〕。如陸地衛(wèi)星多波段掃描影像的空間區(qū)分率或地面區(qū)分率為 79米〔像元大小56×79米2〕。但具有同樣數(shù)值的線對(duì)寬度和像元大小，它們的地面區(qū)分率不同。對(duì)光機(jī)掃描影像而言，約需2.8個(gè)像元才能代表一個(gè)攝影影像上一個(gè)線對(duì)內(nèi)一樣的信息。空間區(qū)分率是評(píng)價(jià)傳感器性能和遙感信息的重要指標(biāo)之一，也是識(shí)別地物外形大小的重要依據(jù)。10、 光譜區(qū)分率為光譜探測(cè)力量,它包括傳感器總的探測(cè)波段的寬度、波段數(shù)、各波段的波長(zhǎng)范圍和間隔。有效的方法是依據(jù)被探測(cè)目標(biāo)的特性選擇一些最正確探測(cè)波段。 所謂最正確探測(cè)波段，是指這些波段中探測(cè)各種目標(biāo)之間和目標(biāo)與背景之間， 有最好的反差或波譜響應(yīng)特性的差異。11、 線性拉伸按比例拉伸原始圖像灰度等級(jí)范圍，一般為了充分利用顯示設(shè)備的顯示范圍，使輸出直方圖的兩端到達(dá)飽和。變化前后圖像每一個(gè)像元呈一對(duì)一的關(guān)系。因此像元總數(shù)不變，亦即直方圖包含面積不變。12、高通濾波銳化在頻率域中處理稱(chēng)為高通濾波，保存頻率域中的高頻成分而讓低頻成份濾掉，加強(qiáng)了圖像中的邊緣和灰度變化突出局部，以到達(dá)圖像銳化的目的。13、真方圖均衡將隨機(jī)分布的圖像直方圖修改成均勻分布的直方圖，其實(shí)質(zhì)是對(duì)圖像進(jìn)展非線性拉伸，重安排圖像像元值，使肯定灰度范圍內(nèi)的像元的數(shù)量大致相等。14、重采樣當(dāng)投影點(diǎn)為的坐標(biāo)計(jì)算值不為證書(shū)時(shí)，原始圖像陣列中該非整數(shù)點(diǎn)位上并無(wú)現(xiàn)成的亮度貢存在，于是就必需承受適當(dāng)?shù)姆椒ò言擖c(diǎn)位四周鄰近整數(shù)點(diǎn)位上亮度值對(duì)該點(diǎn)的亮度奉獻(xiàn)累積起來(lái)，構(gòu)成該點(diǎn)位的亮度值。這個(gè)過(guò)程即稱(chēng)為數(shù)字圖像亮度〔或圖像灰度〕值的重采樣。15、 雙線性?xún)?nèi)插該法的重采樣函數(shù)是對(duì)辛克函數(shù)的更粗略近似，可以用如下圖的一個(gè)三角形線性函數(shù)表達(dá)：當(dāng)實(shí)施雙線性?xún)?nèi)插時(shí)，需要有被采樣點(diǎn) P四周4個(gè)像素的亮度值參與計(jì)算16、 特征選擇用最少的影像數(shù)據(jù)最好地進(jìn)展分類(lèi)。這樣就需在這些特征影像中，選擇一組最正確的特征影像進(jìn)展分類(lèi)，這就稱(chēng)為特征選擇。17、 判別邊界假設(shè)要判別某一個(gè)特征矢量屬于哪一類(lèi)，只要在類(lèi)別之間畫(huà)上一些適宜的邊界，講特征空間分割成不同的判別區(qū)域。這些邊界就是判別邊界。18、 監(jiān)視法分類(lèi)監(jiān)視法分類(lèi)意味著對(duì)類(lèi)別已有肯定的先驗(yàn)學(xué)問(wèn)決函數(shù)就建立了每個(gè)類(lèi)別的分類(lèi)器,然后依據(jù)分類(lèi)器對(duì)未知區(qū)域進(jìn)展分類(lèi)。監(jiān)視分類(lèi)的思想：依據(jù)的樣本類(lèi)別和類(lèi)別的先驗(yàn)學(xué)問(wèn)，確定判別函數(shù)和相應(yīng)的判別未知類(lèi)別的樣本的觀測(cè)值代入判別函數(shù)，再依據(jù)判別準(zhǔn)則對(duì)該樣本的所屬類(lèi)別作出判定。二、問(wèn)答題1、表達(dá)光譜反射特性曲線與波譜響應(yīng)曲線的區(qū)分和聯(lián)系〔或反射輻射能〕隨波長(zhǎng)變化的規(guī)律，以波長(zhǎng)為橫坐標(biāo)，反射率為縱坐標(biāo)所得的曲線質(zhì)的最有用信息?！灿冒俜?jǐn)?shù)表示〕與波長(zhǎng)的關(guān)系在直角坐標(biāo)系中描繪出曲線。假設(shè)不考慮傳感器光譜響應(yīng)及大氣等的影響波段圖像上特有的這種波譜響應(yīng)就是地物的光譜特征的判讀標(biāo)志。2、表達(dá)衛(wèi)星遙感圖像多項(xiàng)式擬合法精訂正處理的原理和步驟像相應(yīng)點(diǎn)之間的坐標(biāo)關(guān)系。多項(xiàng)式擬合法精訂正處理的原理和步驟如下：(1)依據(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)依據(jù)所承受的數(shù)字模型確定訂正公式。依據(jù)地面掌握點(diǎn)和對(duì)應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)展平差計(jì)算變換參數(shù)，評(píng)定精度。(4)對(duì)原始影像進(jìn)展幾何變換計(jì)算，像素亮度值重采樣。330TM4、3、210SPOT全色影像進(jìn)展融合的原理和步驟區(qū)分力②改善配準(zhǔn)精度③增加特征④改善分類(lèi)⑤對(duì)多時(shí)相圖像用于變化檢測(cè)⑥替代或修補(bǔ)圖像的缺陷。步驟如下：30米區(qū)分率的TM4、3210米區(qū)分率的SPOT30米區(qū)分率的TM4、3、2SPOT全色圖像的區(qū)分率一樣。30TM4、3、210SPOT全色影像的相關(guān)系數(shù)；用全色波段圖像和多光譜波段圖像按下式組合。4、表達(dá)最小距離法遙感圖像自動(dòng)分類(lèi)的原理和步驟原理是設(shè)法計(jì)算未知矢量X何位置。d馬氏距離 Mi i i i在各類(lèi)別先驗(yàn)概率和集群體積|∑|都一樣狀況下的概率判別函數(shù)則有dd(XM)T(XM)XM2Eiiii2〕歐氏距離均相等。則有dmdm|XM|Ti ijj1X到集群中心在多維空間中距離確實(shí)定值之總和來(lái)表示步驟：利用訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)計(jì)算出每一類(lèi)別的均值向量及標(biāo)準(zhǔn)差〔均方差〕向量；以均值向量作為該類(lèi)在特征空間中的中心位置，計(jì)算輸入圖形中每個(gè)像元到各類(lèi)中心的距離。在遙感圖形分類(lèi)處理中，應(yīng)用最廣泛而且比較簡(jiǎn)潔的距離函數(shù)有兩個(gè)：歐幾里德距離和確定距離。依據(jù)計(jì)算的距離，把像元?dú)w入到距離最小的那一類(lèi)中去。使用最小距離法對(duì)圖像進(jìn)展分類(lèi)，其精度取決于對(duì)地物類(lèi)別的了解和訓(xùn)練統(tǒng)計(jì)的精度。總體而言，這種分類(lèi)方法的效果比較好，而且計(jì)算簡(jiǎn)潔，可對(duì)像元挨次掃描分類(lèi)。5、表達(dá)遙感技術(shù)的現(xiàn)狀和進(jìn)展趨勢(shì)〔〔高空間區(qū)分率、高光譜區(qū)分率和高時(shí)相區(qū)分率〕〔35000k60—1000k〔20—300k24350k20—1000k，并且還有高、中、低空飛機(jī)、升空氣球、無(wú)人飛機(jī)等；傳感器有框幅式光學(xué)相機(jī)、縫隙、全CCD線陣、面陣掃描儀、微波散射計(jì)雷達(dá)測(cè)高儀、激光掃CCD可以同時(shí)得到3EOSTerra衛(wèi)星上的MISR可同時(shí)從9個(gè)角度對(duì)地成像。2．航空航天遙感對(duì)地定位趨向于不依靠地面掌握確定影像目標(biāo)的實(shí)地位置〔三維坐標(biāo)務(wù)之一。在已成功用于生產(chǎn)的全自動(dòng)化GPSDGPSINS/航天影像傳感器的位置與姿勢(shì)的自動(dòng)測(cè)量和穩(wěn)定裝〔PO，從而可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)攝影成像和無(wú)地面掌握的高精度對(duì)地直接定位IkonosⅡ的1m，Quckbird0.61m，高光譜5—6nm，500—600EO-1220段，EOSAM-1〔Terra〕EOSPM-1〔Aqua〕MODIS362．航空航天遙感對(duì)地定位趨向于不依靠地面掌握確定影像目標(biāo)的實(shí)地位置〔三維坐標(biāo)務(wù)之一。在已成功用于生產(chǎn)的全自動(dòng)化GPSDGPSINS/航天影像傳感器的位置與姿勢(shì)的自動(dòng)測(cè)量和穩(wěn)定裝〔PO，從而可實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)攝影成像和無(wú)地面掌握的高精度對(duì)地直接定位到達(dá)dmm成，可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)三維測(cè)量LIDA，自動(dòng)生成數(shù)字外表模型DSM型DE。攝影測(cè)量與遙感數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)處理更趨向自動(dòng)化和智能化從影像數(shù)據(jù)中自動(dòng)提取地物目標(biāo)，解決它的屬性和語(yǔ)義是攝影測(cè)量與遙感的另一大任務(wù)。像數(shù)據(jù)壓縮方法也已商業(yè)化。利用多時(shí)像影像數(shù)據(jù)自動(dòng)覺(jué)察地表掩蓋的變化趨向?qū)崟r(shí)化利用遙感影像自動(dòng)進(jìn)展變化監(jiān)測(cè)關(guān)系到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防建設(shè)爭(zhēng)論的一個(gè)熱點(diǎn)。攝影測(cè)量與遙感在構(gòu)建“數(shù)字地球”中正在發(fā)揮愈來(lái)愈大的作用“數(shù)字地球