第一章
一.主动遥感与被动遥感?
主动遥感由探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号
被动遥感的传感器不向目标发射电磁波,仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。
二.遥感的基本概念是什么?
狭义理解:遥感是指从不同高度的平台(Platform)上,使用各种传感器(Sensor),接收来自地球表层的各种电磁波信息,并对这些信息进行加工处理,从而对不同的地物及其特性进行远距离探测和识别的综合技术。
广义理解:遥感泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。只有电磁波探测属于遥感的范畴。
遥感定义:是从远处探测感知物体,也就是不直接接触物体,从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息,经过对信息的处理,判别出目标地物的属性。
三.遥感探测系统包括哪几个部分?
包括五个部分:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用。
四.作为对地观测系统,遥感与常规手段相比有什么特点?
1.大面积同步观测覆盖范围大、信息丰富。
2时效性 重复探测,有利于进行动态分析。
3.多波段性 波段的延长使对地球的观测走向了全天候。
4.数据的综合性和可比性 综合反映地质、地貌、土壤、植被、水文等自然信息和人文信息。不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据,均具有可比性。
5.经济性 从投入的费用与所获取的效益看,遥感与传统的方法相比,可以大大地节省人力、物力、财力和时间,具有很高的经济效益和社会效益。
6.局限性:信息的提取方法不能满足遥感快速发展的要求。数据的挖掘技术不完善,使得大量的遥感数据无法有效利用。
第二章
一.辐射出射度与辐照度?
辐照度(I):被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量,I=dФ/dS,单位是W/m²。S为面积。
辐射出射度(M):辐射源物体表面单位面积上的辐射通量,dФ/dS,单位W/m²,S为面积。辐照度(I)与辐射出射度(M)都是辐射通量密度的概念,不过I为物体接收的辐射,M为物体发出的辐射。它们都与波长λ有关。
二.电磁波谱与大气窗口?
电磁波谱:将各种电磁波在真空中的波长按其长短,依次排列制成的图表。(短~长:γ射线—X射线—紫外线—可见光—红外线—无线电波)
大气窗口:由于大气层的反射、散射和吸收作用,使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同,因而各波段的透射率也各不相同。我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段称作大气窗口。
三.维恩位移定律?
黑体辐射光谱中最强辐射的波长λmax与黑体绝对温度T成反比:λmax・T = b,b为常数,b=2.898*10‾3m・K。随着温度的升高,辐射最大值对应的峰值波长向短波方向移动。
四.可见光的波长范围?
0.38-0.76 μm,鉴别物质特征的主要波段;是遥感最常用的波段。
五.试述大气对太阳辐射的衰减作用。
大气对辐射的吸收作用:太阳辐射穿过大气层时,大气分子对电磁波的某些波段有吸收作用。吸收作用使辐射能量转变为分子的内能,从而引起这些波段太阳辐射强度的衰减,甚至某些波段的电磁波完全不能通过大气。因此在太阳辐射到达地面时,形成了电磁波的某些缺失带。出每种分子形成吸收带的位置,分别讨论水的吸收带、二氧化碳的吸收峰、臭氧吸收带和氧气主要吸收带。此外大气中的其他微粒虽然也有吸收作用,但不起主导作用。
大气散射:辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变,并向各个方向散开,称散射。散射使原传播方向的辐射强度减弱,而增加向其他各方向的辐射。尽管强度不大,但从遥感数据角度分析,太阳辐射在照到地面又反射到传感器的过程中,二次通过大气,在照射地面时,由于散射增加了漫入射的成分,使反射的辐射成分有所改变。返回传感器时,除反射光外还增加了散射光进入传感器。通过二次影响增加了信号中的噪声成分,造成遥感图像的质量下降。
散射现象的实质是电磁波在传输中遇到大气微粒而产生的一种衍射现象。因此,这种现象只有当大气中的分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气散射有三种情况:
瑞利散射:大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射。这种散射主要由大气中的原子和分子,如氮、二氧化碳,臭氧和氧分子等引起。特别是对可见光而言,瑞利散射现象非常明显,因为这种散射的特点是散射强度与波长的四次方成反比,即波长越长,散射越弱。
米氏散射:当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射。这种散射主要由大气中的微粒,如烟、尘埃、小水滴及气溶胶等引起。米氏散射的散射强度与波长的二次方成反比,云雾的粒子大小与红外线的波长接近,所以云雾对红外线的散射主要是米氏散。潮湿天气米氏散射影响较大。
无选择性散射:当大气中粒子的直径比波长大得多时发生的散射。这种散射的特点是散射强度与波长无关,也就是说,在符合无选择性散射的条件的波段中,任何波长的散射强度相同。如云、雾粒子直径虽然与红外线波长接近,但相比可见光波段,云雾中水滴的粒子直径就比波长大很多,因而对可见光中各个波长的光散射强度相同,所以人们看到云雾呈白色,并且无论从云下还是乘飞机从云层上面看,都是白色。
散射造成太阳辐射的衰减,但是散射强度遵循的规律与波长密切相关。而太阳的电磁波辐射几乎包括电磁辐射的各个波段。因此,在大气状况相同时,同时会出现各种类型的散射。对于大气分子、原子引起的瑞利散射主要发生在可见光和近红外波段。对于大气微粒引起的米氏散射从近紫外到红外波段都有影响,当波长进入红外波段后,米氏散射的影响超过瑞利散射。大气云层中,小雨滴的直径相对其他微粒最大,对可见光只有无选择性散射发生,云层越厚,散射越强,而对微波来说,微波波长比粒子的直径大得多,则又属于瑞利散射的类型,散射强度与波长四次方成反比,波长越长散射强度越小,所以微波才可能有最小散射,最大透射,而被称为具有穿云透雾的能力。
六.阐述辐照度辐射出射度和辐射亮度的物理意义,其共同点和区别是什么?
辐照度(I):被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量,I=dФ/dS,单位是W/m²。S为面积。
辐射出射度(M):辐射源物体表面单位面积上的辐射通量,dФ/dS,单位W/m²,S为面积。 辐射亮度(L):假定有一辐射源呈面状,向外辐射的强度随辐射方向而不同,则L定义为辐射源在某一方向,单位投影表面,单位立体角内的辐射通量,即L=Ф/Ω(Acosθ),L的单位:W/(sr・m²)。辐射源向外辐射电磁波时,L往往随θ角而改变。也就是说,接受辐射的观察者以不同θ角观察辐射源时,L值不同。
共同点:辐照度(I)与辐射出射度(M) 辐射亮度(L)都是描述辐射测量的概念。
区别:辐照度(I)与辐射出射度(M)都是辐射通量密度的概念,描述的是辐射量的大小,不过I为物体接收的辐射,M为物体发出的辐射。它们都与波长λ有关。辐射亮度(L)描述的是辐射量的强弱。为单位立体角内的辐射通量,L随θ角的改变而改变。
七.大气的散射现象有几种类型?根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别,说明为什么微波具有穿云透雾能力而可见光不能?
瑞利散射:当微粒的直径比辐射波长小得多时,此时的散射称为瑞利散射。散射率与波长的四次方成反比,因此,瑞利散射的强度随着波长变短而迅速增大。紫外线是红光散射的30倍,0.4微米的蓝光是4微米红外线散射的1万倍。瑞利散射对可见光的影响较大,对红外辐射的影响很小,对微波的影响可以不计。
米氏散射:当微粒的直径与辐射波长差不多时的大气散射。云、雾的粒子大小与红外线的波长接近,所以云雾对对红外线的米氏散射不可忽视。潮湿天空米氏散射影响较大。
无选择性散射:当微粒的直径比辐射波长大得多时所发生的散射。符合无选择性散射条件的波段中,任何波段的散射强度相同。水滴、雾、尘埃、烟等气溶胶常常产生非选择性散射。
对于大气分子、原子引起的瑞利散射主要发生在可见光和近红外波段。对于大气微粒引起的米氏散射从近紫外到红外波段都有影响。大气云层中,小雨滴的直径相对其它微粒最大,对可见光只有无选择性散射发生,云层越厚,散射越强,而对微波来说微波波长比粒子直径大得多,则又属于瑞利散射的类型,散射强度与波长的四次方成反比,波长越长散射强度越小,所以微波才可能有最小散射,最大透射,而被称为具有穿云透雾的能力。
八.对照书内卫星传感器表中所列波段区间和大气窗口的波段区间,理解大气窗口对于遥感探测的重要意义。
大气窗口:由于大气层的反射、散射和吸收作用,使得太阳辐射的各波段受到衰减的作用轻重不同,因而各波段的透射率也各不相同。我们就把受到大气衰减作用较轻、透射率较高的波段称作大气窗口。
九.综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象。
物理过程:
能源:太阳辐射能
↓
大气传输:部分被大气中微粒散射和吸收而衰减。波长位于大气窗口的能量才能通过大气层,并经大气衰减后到达地表
↓
与地表相互作用:不同波长的能量到达地表后,被选择性反射,吸收,透射,折射。
↓
再次通过大气层:包含不同地表特征波谱响应的能量,再次经大气吸收,散射衰减。不仅使传感器接收的地面辐射强度减弱,而且由于散射产生天空散射光使遥感影像反差降低并引起遥感数据的辐射,几何畸变,图像模糊,直接影像到图像的清晰度,质量和解译精度。
↓
遥感系统:通过遥感系统记录辐射值。
第三章
一.像点位移与投影误差
在中心投影的像片上,地形的起伏除引起像片比例尺变化外,还会引起平面上的点位在像片上的位置移动,这种现象称为像点位移。其位移量就是中心投影与垂直投影在同一水平面上的“投影误差”
(1)位移量与地形高差成正比,即高差越大引起的像点位移量也越大。当高差为正时,像点位移为正,是背离像主点方移动;高差为负时,像点位移为负,是朝向像主点方向移动。
(2)位移量与像点距像主点的距离成正比,即距像主点越远的像点位移量越大,像片中心部分位移量较小。像主点无位移。
(3)位移量与摄影高度(航高)成反比。即摄影高度越大,因地表起伏的位移量越小。
二.中心投影与垂直投影的区别是什么?
a. 投影距离的影响
正射投影:比例尺和投影距离无关
中心投影:焦距固定,航高改变,其比例尺也随之改变
b. 投影面倾斜的影响
正射投影:表现为比例尺的放大
中心投影: 若投影面倾斜,航片各部分的比例尺不同
c. 地形起伏的影响
地形起伏对正射投影无影响
对中心投影引起投影差航片各部分的比例尺不同
三.微波传感器的空间分辨率与可见光至红外遥感的空间分辨率有何区别?
答:
可见光至红外遥感的的传感器主要是摄影机、光机扫描仪和CCD,其空间分辨率在平行于飞行方向和垂直于飞行的方向是相同的
而微波传感器的空间分辨率在平行于飞行方向和垂直于飞行的方向是不同的,分别表示为方位分辨率和距离分辨率
word/media/image3_1.png方位分辨率(平行于飞行方向) :相邻两束脉冲之间,能够分辨两个目标的最小距离。与波瓣角(β )有关.
D是天线孔径。
Pa=(入/D)/R, 发射波长越短、天线孔径越大、距离目标地物越近,则方位分辨力越高。但是,发射波长越短,穿透大气的能力越差。要提高方位分辨力,只有加大天线孔径、缩短探测距离和工作波长。
距离分辨力(垂直于飞行的方向):脉冲发射方向上。能够分辨两个目标的最小距离。
俯角越大,距离分辨力越低;俯角越小,距离分辨力越大。要提高距离分辨力,必须降低脉冲宽度。但脉冲宽度过低则反射功率下降,实际应用采用脉冲压缩的方法。
四.主要遥感平台是什么,各有何特点?
地面平台(0~50m):三角架、遥感塔、遥感车和遥感船等与地面接触的平台称为地面平台或近地面平台。它通过地物光谱仪或传感器来对地面进行近距离遥感,测定各种地物的波谱特性及影像的实验研究。
1)三角架:0.75-2.0米;对测定各种地物的波谱特性和进行地面摄影。
2)遥感塔:固定地面平台;用于测定固定目标和进行动态监测;高度在6米左右。
3)遥感车、船:高度的变化;测定地物波谱特性、取得地面图像;遥感船除了从空中对水面进行遥感外,可以对海底进行遥感。
航空平台:包括飞机和气球。飞机按高度可以分为低空平台、中空平台和高空平台。
1)低空平台:2000米以内,对流层下层中。
2)中空平台:2000-6000米 ,对流层中层。
3)高空平台:12000米左右的对流层以上。
4)气球:低空气球:凡是发放到对流层中去的气球称为低空气球;高空气球:凡是发放到平流层中去的气球称为高空气球。可上升到12-40公里的高空。填补了高空飞机升不到,低轨卫星降不到的空中平台的空白。
航天平台>150km:包括卫星、火箭、航天飞机、宇宙飞船。静止卫星赤道上空36000km,Landsat、SPOT、MOS等700~900km,航天飞机300km。发展快、应用广。由服务内容分为:气象卫星系列、陆地卫星系列和海洋卫星系列。
五.摄影成像的基本原理是什么?(中心成像原理)其图像有什么特征?P53、57
传统摄影依靠光学镜头及放置在焦平面的感光胶片来记录物体影像;数字摄影则通过放置在焦平面的光敏元件,经过光/电转换,以数字信号来记录物体影像。
图象特点:投影:航片是中心投影,即摄影光线交于同一点。比例尺:航空像片上某一线段长度与地面相应线段长度之比,称为像片比例尺。⑴平均比例尺:以各点的平均高程为起始面,并根据这个起始面计算出来的比例尺。 ⑵主比例尺:由像主点航高计算出来的比例尺,它可以概略地代表该张航片的比例尺。像点位移:⑴位移量与地形高差成正比,即高差越大引起的像点位移量也越大。当高差为正时,像点位移为正,是背离像主点方移动;高差为负时,像点位移为负,是朝向像主点方向移动。⑵位移量与像点距离像主点的距离成正比,即距像主点越远的像点位移量越大,像片中心部分位移量较小。像主点无位移。⑶位移量与摄影高度(航高)成反比。即摄影高度越大,因地表起伏的位移量越小。
六.微波成像与摄影、扫描成像有何本质的区别?P72、53
从成像原理上分析 微波——距离成像 短距离先成像长距离后成像
七.如何评价遥感图像的质量?P80
一、遥感图像的空间分辨率:指像素所代表的地面范围的大小。地面分辨率取决于胶片的分辨率和摄影镜头的分辨率所构成的系统分辨率,以及摄影机焦距和航高。
二、图象的光谱分辨率:波谱分辨率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小,分辨率愈高。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值。
三、辐射分辨率:辐射分辨率是指传感器接受波谱信号时,能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。某个波段遥感图像的总信息量与空间分辨率、辐射分辨率有关。
四、图象的时间分辨率:时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期。时间分辨率对动态监测很重要。
第四章
一.数字图像和模拟图像有什么区别?P95~96
遥感数字图像是以数字表示的遥感图像,其最基本的单元是像素.像素是成像过程的采样点,也是计算机处理图像的最小单元.像素具有空间特征和属性特征.
区别:
数字图像是不可见图像,空间坐标和明暗程度都不连续,经计算机处理而成的。而模拟图像是可见图像,空间坐标和敏感程度是连续的,并且不能用计算机处理。
二.大气影响的粗略校正方法有哪些?P100
大气影响的粗略校正:通过简单的方法去掉程辐射度(散射光直接进入传感器的那部分),从而改善图像质量。
1、直方图最小值去除法
基本思路:每幅图像上都有辐射亮度或反射亮度应为0的地区,而事实上并
不等于0,说明亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。
校正方法:将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。使图像亮度动态范围得到改善,对比度增强,从而提高了图像质量。
2、回归分析法:校正的方法是将波段b中每个像元的亮度值减去a,来改善图像,去掉程辐射。
原理:蓝光波段散射最强,红外波段散射最小。深大水体和阴影如果没有受到散射影响,各波段都是黑色的。选择最黑的目标做回归分析。选择可见光和红外波段进行2维散点图,建立线性回归方程。
三.什么是程辐射度?P99
相当部分的散射光向上通过大气直接进入传感器,这部分辐射称为程辐射度。
四.颜色的三个属性。明度、色调、饱和度。
(1)明度:是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。物体反射率越高,明度就越高。
(2)色调:是色彩彼此相互区分的特性。
(3)饱和度:是色彩纯洁的程度,即光谱中波长段是否窄,频率是否单一的表示。
五.加色法与减色法的原理和适用条件。
1、颜色相加原理:P87
①三原色:若三种颜色,其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生,这三种颜色按一定比例混合,可以形成各种色调的颜色,则称之为三原色。红(R)、绿(G)、蓝(B)。
2 互补色:若两种颜色混合产生白色或灰色,这两种颜色就称为互补色。
黄和蓝、红和青、绿和品红。油墨或颜料的三基色是黄、品红和青。简称为CMY。
3 色度图:可以直观地表现颜色相加的原理,更准确地表现颜色混合的规律。
2、颜色相减原理:P90
实际生活中,如美术颜料的混合、彩色印刷、彩色相片的生成过程等,不遵循加色法原理,而是相反的减色法原理。
减色过程:白色光线先后通过两块滤光片的过程。
颜色相减原理:当两块滤光片组合产生颜色混合时,入射光通过每一滤光片时都减掉一部分辐射,最后通过的光是经过多次减法的结果.
减法三原色:黄、品红、青
加色法与减色法的区别:颜色相减和颜色相加的区别主要是相减混合还是相加混合。如果用一束白光依次透过蓝、绿、红三个滤光片,当滤光片的透过率很低时,会发现几乎没有光线穿过三个滤光片,也就是呈现黑色,因为所有的光辐射依次被减光了。
适用条件:从显示上:彩色合成——加色法,适用于图像显示上。减色法—
—黄品青,适用于印刷。
六.利用标准假彩色影像并结合地物光谱特性,说明为什么在影像中植被呈现红色,湖泊、水库呈蓝偏黑色,重盐碱地呈偏白色。
标准假彩色即当4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色时,即绿波段0.52~0.6μm赋予蓝,红色波段赋予绿,红外波段赋予红色时,这一合成方案称为标准假彩色合成。
植被:对于2、3波段为吸收,对4波段表现为高反射,因此植被呈现4波段所赋予的颜色红色。
水体:水体在2波段有弱的反射,3、4波段表现为强烈吸收,因此在影像上表现为2波段赋予的蓝色同时还偏黑。
重盐碱地:盐碱地在这个波段具为较好的反射,因此在图像上表现为三者的合成颜色,为白色。
七.引起遥感影像位置畸变的原因是什么?如果不作几何校正,遥感影像有什么问题?如果作了几何校正,又会产生什么新的问题?
1、辐射畸变:地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时,受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。这种改变称为辐射畸变。
2、 影响辐射畸变的因素:
传感器本身的影响:导致图像不均匀,产生条纹和噪音。
大气对辐射的影响
3. 大气影响的定量分析 :大气的主要影响是减少了图像的对比度,使原始信号和背景信号都增加了因子,图像质量下降。
几何校正:遥感图像的几何位置上发生变化,产生诸如行列不均匀,像元大小与地面大小对应不准确,地物形状不规则变化等变形。
几何畸变是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲等作用的结果。
若不做几何校正,引起遥感影像变形:
1 遥感平台位置和运动状态变化的影响: 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。
2 地形起伏的影响:产生像点位移。
3 地球表面曲率的影响:一是像点位置的移动;二是像元对应于地面宽度不等,距星下点愈远畸变愈大,对应地面长度越长。
4 大气折射的影响:产生像点位移。
5 地球自转的影响:产生影像偏离。
几何畸变校正基本思路:把存在几何畸变的图像,纠正成符合某种地图投影的图像,且要找到新图像中每一像元的亮度值。
几种采样方法的优缺点:
1)最近邻法:算法简单且保持原光谱信息不变;缺点是几何精度较差,图像灰度具有不连续性,边界出现锯齿状。
2) 双线性插值:计算较简单,图像灰度具有连续性且采样精度比较精确;缺点是细节丧失
3)三次卷积法:计算量大,图像灰度具有连续性且采样精度比较精确
任何一种都会产生信息丢失 产生新问题——信息的损失。
第五章
一.Landsat7波段如何划分,每个波段的空间分辨率?
二.遥感影像解译的主要标志是什么?(色形位)
色调与颜色:是地物波谱在像片上的表现。在黑白像片上,据地物间色调的相对差异区分地物。 在彩色像片上据地物不同颜色的差异或色彩深浅的差异来识别地物。
阴影:本影:是地物未被太阳照射到的部分在像片上的构像。有助于获得地物的立体感。落影:是阳光直接照射物体时,物体投在地面上的影子在像片上的构像。
形状:人造地物具有规则的几何外形和清晰的边界,自然地物具有不规则的外形和规则的边界。
大小:不知道比例尺时,可以比较两个物体的相对大小;已知比例尺,可直接算出地物的实际大小和分布规模。
图型:是目标地物以一定规律排列而成的图型结构。揭示了不同地物间的内在联系。
纹理:通过色调或颜色变化表现的细纹或细小的图案。这种细纹或细小的图案在某一确定的图像区域中以一定的规律重复出现。可揭示地物的细部结构或内部细小的物体。
位置:指目标地物在空间分布的地点。
三.对照一幅实际图像,指出目标地物识别特征在该图像中的表现,并说明你指出的特征是什么地物特征?
目标地物识别特征
色调:全色遥感图像中从白到黑的密度比例叫色调(也叫灰度)
颜色:是彩色图像中目标地物识别的基本标志。
阴影:是图像上光束被地物遮挡而产生的地物的影子。据此可判读物体性质或高度。
形状:目标地物在 遥感图像上呈现的外部轮廓。
纹理:也叫内部结构,指遥感图像中目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。
大小:指遥感图像上目标物的形状、面积与体积的度量。
图型:目标地物有规律的排列而成的图形结构。
位置:指目标地物分布的地点。
相关布局:多个目标地物之间的空间配置关系。
四.微波影像的解译标志和判读方法。
影像解译标志
(1)色调:雷达回波强度在微波影像上的表现。
(2)阴影:微波影像上出现的无回波区。
(3)形状:目标地物轮廓或外形的雷达回波在微波影像上的构像。自然地物外形不规则,人造地物外形规则。
(4)纹理:微波影像上的周期性 或随机性的色调变化。
(5)图型:是某一群体各个要素在空间排列组合的形状。
微波影像的判读
(1)微波与目标地物相互作用规律。
随着地面由平滑表面向粗糙表面过渡,波影像上的色调则逐渐由深变浅。目标地物几何特征对微波影像的构像具有重要影响。阴影给微波带来很强的反差和立体感。复介电常数是描述物体表面电性能的。
(2)微波影像的判读方法
采用由已知到未知的方法;
对微波影像进行投影纠正;与TM复合
对微波影响进行立体观察。
五.选择一幅遥感影像,按照书中介绍的基本步骤,试做遥感影像解译并作图,体会整个解译过程中的关键点。
1.目视解译准备工作阶段
明确解译任务与要求;
收集与分析有关资料;
选择合适波段与恰当时相的遥感影像。
2.初步解译与判读区的野外考察
初步解译的主要任务
掌握解译区域特点,确立典型解译样区,建立目视解译标志,探索解译方法,为全面解译奠定基础。
野外考察:
填写各种地物的判度标志登记表,以作为建立地区性的判度标志的依据。在此基础上,制定出影像判度的专题分类系统,建立遥感影像解译标志。
3.室内详细判读
全面观察、综合分析,
统筹规划、分区判读,
由表及里、循序渐进,
去伪存真、静心解译。
4.野外验证与补判
野外验证的目的:检验目视判读的质量和精度。
野外验证包括:检验专题解译中图斑的内容是否正确;检验解译标志.
疑难问题的补判:对室内判读中遗留的疑难问题的再次解译。
5.目视解译成果的转绘与制图
一种是手工转绘成图;利用透图台
一种是在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图。
第六章
一.什么是数字图像、模拟图像?二者的区别?
遥感数字图像是以数字表示的遥感图像,其最基本的单元是像素.像素是成像过程的采样点,也是计算机处理图像的最小单元.像素具有空间特征和属性特征.
(应该说是图像的模拟信号和数字信号。为简单起见,仅粗略解释声音的模拟信号和数字信号的区别吧,图像类似。
声音被话筒拾音,声波变成电波,电波可以通过耳机再还原为声波。这种声音的电子信号就是模拟信号。模拟信号的优点是自然、纯朴,缺点是在传输、保存等环节中容易受干扰和衰减。如早期的录像带翻录几代后,质量变差很多,甚至没有彩色、雪花(噪点)很大,就是这个缘故。
为解决这一问题,将模拟信号通过数学方法,用方格形数字信号去“逼近”曲线形模拟信号,就可以将模拟信号几乎全部的缺点都一扫而光,诸多数码产品的涌现就是这种技术优势的明证。
当然,模拟信号有比数字信号不可代替的优势。许多音响发烧友现在还在陶醉于唱盘、电子管功放,就是其淳朴自然之原音风格。再夸张一点:电子钢琴永远不能取代传统钢琴。)
二.遥感图像计算机分类中存在的主要问题是什么?
1、未充分利用遥感图像提供的多种信息
只考虑多光谱特征,没有利用到地物空间关系、图像中提供的形状和空间位置特征等方面的信息。如湖泊中的岛屿;
统计模式识别以像素为识别的基本单元,未能利用图像中提供的形状和空间位置特征,其本质是地物光谱特征分类.水体的分类,湖泊或河流无法区分。
2、提高遥感图像分类精度受到限制
大气状况的影响:吸收、散射。
下垫面的影响:下垫面的覆盖类型和起伏状态对分类具有一定的影响。
其他因素的影响:云朵覆盖;不同时相的光照条件不同,同一地物的电磁辐射能量不同;地物边界的多样性。
三.试述遥感图像的计算机解译过程。
根据图像分类目的选取特定区域的遥感数字图像,需考虑图像的空间分辨率、光谱分辨率、成像时间、图像质量等。
根据研究区域,收集与分析地面参考信息与有关数据。
根据分类要求和图像数据的特征,选择合适的图像分类方法和算法。制定分类系统,确定分类类别。
找出代表这些类别的统计特征
为了测定总体特征,在监督分类中可选择具有代表性的训练场地进行采样,测定其特征。在非监督分类中,可用聚类等方法对特征相似的像素进行归类,测定其特征。
对遥感图像中各像素进行分类。
分类精度检查。
对判别分析的结果进行统计检验。
四.多波段遥感图像像初分发时,通常采用哪三种数据存贮格式?P190
BSQ数据格式:是一种按波段顺序依次排列的数据格式。
BIP数据格式:BIP格式中的每个像元按波段次序交叉排列。
BIL数据格式:是逐行按波段次序排列的格式
五.比较监督分类与非监督分类的优缺点。
监督分类法:选择具有代表性的典型实验区或训练区,用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机,获得识别各类地物的判别函数或模式,并以此对未知地区的像元进行分类处理,分别归入到已知的类别中。
非监督分类:是在没有先验类别(训练场地)作为样本的条件下,即事先不知道类别特征,主要根据像元间相似度的大小进行归类合并(即相似度的像元归为一类)的方法。
根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。
监督分类的关键是选择训练场地。训练场地要有代表性,样本数目要能够满足分类要求。此为监督分类的不足之处。
非监督分类不需要更多的先验知识,据地物的光谱统计特性进行分类。当两地物类型对应的光谱特征差异很小时,分类效果不如监督分类效果好。
六.什么是专家系统?遥感图像解译的专家系统组成部分中,哪部分是专家系统的核心部分?
专家系统:把某一特定领域的专家知识与经验形式化后输入到计算机中,由计算机模仿专家思考问题与解决问题,是代替专家解决专业问题的技术系统。由
1.图像处理与特征提取子系统:包括图像处理、地形图数字化、精纠正、特征提取,结果存贮在遥感数据库内。
2、遥感图像解译知识获取系统:获取遥感图像解译专家知识,并把专家知识形式化表示,存贮在知识库中组成。
推理机是遥感图像解译专家系统的核心,其作用是提出假设,利用地物多种特征作为证据,进行推理验证,实现遥感图像解译。推理机采用正向推理和反向推理相结合的方式进行遥感图像解译。
第七章
一.比值植被指数与归一化植被指数?
比值:RVI= 近红外/红 如TM4/TM2
增强植被与土壤背景之间的辐射差异(土壤1,植被2),是植被长势、丰度的量度方法之一。
归一化(NDVI) :RVI=(近红外-红)/(近红外+红)
在植被遥感中, NDVI应用最广泛,是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子,是反映生物量和植被监测的指标。
二.岩石的反射光谱特征是什么?如何对沉积岩、岩浆岩、变质岩的影像进行识别?
岩石的反射光谱特征:
与岩石本身的矿物成分和颜色密切相关。
组成岩石的矿物颗粒大小和表面粗糙度的影响,颗粒细小表面平滑,反射率高。
岩石表面湿度的影响,表面湿色深。
岩石表面风化程度的影响。
覆盖物影响。
沉积岩的影像特征及其识别:
沉积岩最大特点是成层性沉积岩常常形成不同的地貌特点,较大范围呈条带状延伸;
沉积岩的解译应着重标志性岩层的建立;
疏松的陆相碎屑岩直接与形成的地貌有关。
残积物:分布在分水岭
坡积物:高分辨率影像上坡麓地带坡积群
洪积物:冲沟或暂时性小溪出口,扇形或锥形
冲积物:河流沉积
湖泊堆积物:湿润色深有芦苇等,干燥色浅盐碱地
冰积物:大小混杂,无分选,色深。
风积物:沙丘和黄土
岩浆岩的影像特征及其识别:
岩浆岩呈团块状和短的脉状,与沉积岩在形状结构上明显不同。
酸性岩以花岗岩为代表,色调浅,易与围岩区分,形态常显圆形,椭圆形和多边形.
基性岩色调深容易风化剥蚀成负地形:方山,台地.
中性岩介于二者之间。
新喷发的火山岩最易识别。
变质岩的影像特征及其识别:
与原始母岩的特征相似,由于变质作用,使得影像特征更复杂。
三.如何进行地质构造识别?
三个方面内容:识别构造类型;有条件测量产状要素;判断构造运动性质
1、水平岩层的识别:
硬岩的陡坎与软岩的缓坡呈同心圆状分布(p231fig7.6)。
2、倾斜岩层的识别:
在低分辨率遥感影像上,根据顺向坡有较长坡面,逆向坡坡长较短的特性判断岩层的倾向。在高分辨率的遥感影像上常出现岩层三角面,据此可确定岩层的产状(p232fig7.7,7.8,7.9,7.10)
3、褶皱及其类型的识别
注意不同分辨率遥感影像的综合应用。
选择影像上显示最稳定、延续性最好的平行色带作为标志层。
标志层的色带呈圈闭的圆形、椭圆形、橄榄形、长条形或马蹄形等,是确定褶皱的重要标志。
4、断层及其类型的识别:
断层在遥感影像上有两种表现:一是线性的色调异常;二是两种不同色调的分界面呈线状延伸(p234fig7.11)。
地质构造标志、地貌标志、水系标志等影像特征也是判断断层存在的重要标志。
5、活动断层的确定
除了具备断层的影像特征外,还具有以下特征:
山形、沟谷的明显错位和变形;
山形走向突然中断;
山前现代或近代洪积扇错开;
震中呈线形排列,活动频繁。
四.水体的光谱特征是什么?水体识别可包括哪些内容?
水体的光谱特征:传感器所接受的辐射包括水面反射光、悬浮物反射光、水底反射光和天空散射光。
不同水体的水面性质、水中悬浮物的性质和数量、水深 和水底特性的不同,传感器上接收的反射光谱特性存在差异,为遥感探测水体提供了基础。
五.植物的光谱特征是什么?如何区分植物类型,监测植物长势?
植被的光谱特征:
1、健康植物的反射光谱特征:两个反射峰、五个吸收谷。
2、影响植物光谱的因素:植物叶子的颜色;叶子的组织结构;叶子的含水量;植物的覆盖度
不同植物类型的区分:
1、不同植物由于叶子的组织结构和所含色素不同,具有不同的光谱特征。
在近红外光区,草本植物的反射高于阔叶树,阔叶树高于针叶树。
2、利用植物的物候期差异来区分植物。
3、根据植物的生态条件区别植物类型(树木阴坡,草地阳坡,海拔高度温湿组合与植被类型p224)。
植物生长状况的解译:健康的绿色植物具有典型的光谱特征。遭受病虫害的植物其反射光谱曲线的波状特征被拉平。
六.作物估产的原理和方法是什么?
1、根据作物的色调、图形结构等差异大的物候期的遥感时相和特定的地理位置等的特征,将其与其他植被分开。获得植被分布图。
2、利用高时相分辨率的卫星影象对作物生长的全过程进行动态监测,得到植被指数:比值植被指数、归一植被指数、差值植被指数、正交植被指数。
3、建立农作物估产模式,用选定的植物灌浆期植被指数与某一作物的单产进行回归分析,得到回归方程。
七.土壤的光谱特征是什么?如何进行土类的识别?
土壤的光谱特征:地表植被稀少的情况下,土壤的光谱曲线与其机械组成和颜色密切相关.如颜色深浅、颗粒的粗细、有机质含量、含水量。
土壤表面有植被覆盖时,覆盖度小于15%,光谱特征与裸土相似;在15%-70%,表现为混合光谱.大于70%,表现为植被的光谱特征。
土壤类型的确定:确定土类;确定亚类;土属的的确定;土种的确定;土壤类型综合分析和间接解译。
八.何为高光谱遥感?它与传统遥感手段有何区别?
高光谱遥感:在可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内,获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。高光谱成像光谱仪可以收集到上百个非常窄的光谱波段信息。
高光谱遥感与一般遥感的区别:
1 高光谱遥感从几十到数百很窄波段;一般遥感从几个到十几个波段
2 高光谱遥感每个波段小于10nm;一般遥感每个波段大于100nm
3 高光谱遥感从可见光到热红外范围电磁波谱连续;一般遥感电磁波谱不连续
第八章
一.什么是“3S”集成技术?
在“3S”技术集成中, GIS是核心,RS和GPS为GIS提供快捷高效的数据源。三者之间的相互作用形成了"一个大脑,两只眼睛"的框架。GPS主要是实时、快速的提供目标的空间位置,RS用于实时、快速的提供大面积地表物体及其环境的几何与地理信息及各种变化,GIS则是多种来源时空数据的综合处理和应用分析的平台。他们既可以是三种技术的集成,也可以是其中两种技术的集成。
1. RS与GIS的集成:遥感数据作为GIS的信息来源。地理信息系统为遥感提供空间数据管理和分析的技术手段。
2. GPS与GIS集成:作为实时提供空间定位数据的技术,GPS可以与地理信息系统进行集成,以实现不同的具体应用目标。1)定位 2)测量 3)监控导航
3. RS和GPS的集成:从GIS的角度看,GPS和RS都可看作为数据源获取系统,然而GPS和RS既分别具有独立的功能又可以互相补充完善对方,这就是GPS和RS结合的基础。
二.RS、GIS、GPS,在“3S”技术中的作用是什么?
(一)地理信息系统及其在3S技术中的作用:
4. 地理信息系统:计算机软硬件支持下,应用地理信息科学和系统工程理论,科学管理和综合分析地理数据,提供管理、模拟、决策预测预报等任务所需的各种地理信息的技术系统。从计算机实现的技术角度看,地理信息系统是一个用于对地理数据进行采集、管理、查询、计算、分析与可视表现的计算机技术系统。
5. 地理信息系统的功能:
1 地理信息采集功能
2 地理数据管理功能
3 空间分析与属性分析功能
4 地理信息的可视化功能
(二)全球定位系统及其在3S技术中的作用:
1.全球定位系统:空间定位系统是利用多颗导航卫星的无线电信号,对地球表面某地点进行定位,报时或对地表移动物体进行导航的技术系统。
2.全球定位系统及其在3S技术中的作用:精确的定位能力;准确定时与测速能力
(三)遥感技术及其在3S技术中的作用:
1 .GIS的数据源
2. 利用遥感数据影象获取地面高程,更新GIS高程数据
三.“3S”技术的主要应用领域是什么?
在车辆导航与车辆监控系统中;海洋渔业资源开发中;在精细农业中;土地研究中;全球变化研究中。
四.简述“3S”技术支持下的“精细农业”。P276
1、精细农业与3S的关系
2、 RS在精细农业中的应用
3、 GIS在精细农业中的应用
4、 GPS在精细农业中的应用
5、 3S在精细农业中的综合应用
6、 3S技术在精细农业应用中面临的问题与解决对策
附:试题题型
本文来源:https://www.2haoxitong.net/k/doc/708aca5d876fb84ae45c3b3567ec102de3bddf18.html
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