遙感原理與應(yīng)用試卷_(1)[1].doc

A卷參考答案要點(diǎn)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：大氣對電磁波有影響，有些波段的電磁波通過大氣后衰減較小，透過率較高的波段。3圖像融合：由于單一傳感器獲取的圖像信息量有限，難以滿足應(yīng)用需要，而不同傳感器的數(shù)據(jù)又具有不同的時間、空間和光譜分辨率以及不同的極化方式，因此，需將這些多源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，這個過程即圖像融合。 4距離分辨力：指測視雷達(dá)在發(fā)射脈沖方向上能分辨地物最小距離的能力。它與脈沖寬度有關(guān)，而與距離無關(guān)。5特征選擇：指從原有的m個測量值集合中，按某一規(guī)則選擇出n個特征，以減少參加分類的特征圖像的數(shù)目，從而從原始信息中抽取能更好的進(jìn)行分類的特征圖像。即使用最少的影像數(shù)據(jù)最好的進(jìn)行分類。 二、簡答題（45）1分析植被的反射波譜特性。說明波譜特性在遙感中的作用。由于植物進(jìn)行光合作用，所以各類綠色植物具有相似的反射波譜特性，以區(qū)分植被與其他地物。（1）由于葉綠素對藍(lán)光和紅光吸收作用強(qiáng)，而對綠色反射作用強(qiáng)，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（0.8-1.1微米）有一個反射的陡坡，形成了植被的獨(dú)有特征；（3）在近紅外波段（1.3-2.5微米）受綠色植物含水量的影響，吸收率大增，反射率大大下降； 但是，由于植被中又分有很多的子類，以及受到季節(jié)、病蟲害、含水量、波譜段不同等影響使得植物波譜間依然存在細(xì)部差別。波譜特性的重要性：由于不同地物在不同波段有著不同的反射率這一特性，使得地物的波譜特性成為研究遙感成像機(jī)理，選擇遙感波譜段、設(shè)計(jì)遙感儀器的依據(jù)；在外業(yè)測量中，它是選擇合適的飛行時間和飛行方向的基礎(chǔ)資料；有效地進(jìn)行遙感圖像數(shù)字處理的前提之一；用戶判讀、識別、分析遙感影像的基礎(chǔ)；定量遙感的基礎(chǔ)。2遙感圖像處理軟件的基本功能有哪些？1）圖像文件管理包括各種格式的遙感圖像或其他格式的輸入、輸出、存儲以及文件管理等；2）圖像處理包括影像增強(qiáng)、圖像濾波及空間域?yàn)V波，紋理分析及目標(biāo)檢測等；3）圖像校正包括輻射校正與幾何校正；4）多圖像處理包括圖像運(yùn)算、圖像變換以及信息融合；5）圖像信息獲取包括直方圖統(tǒng)計(jì)、協(xié)方差矩陣、特征值和特征向量的計(jì)算等；6）圖像分類非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類方法等；7）遙感專題圖制作如黑白、彩色正射影像圖，真實(shí)感三維景觀圖等地圖產(chǎn)品；8）三維虛擬顯示建立虛擬世界；9）GIS系統(tǒng)的接口實(shí)現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的輸入與輸出等。3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。4寫出ISODATA的中文全稱和步驟。迭代自組織數(shù)據(jù)分析算法步驟：1）初始化；2）選擇初始中心；3）按一定規(guī)則(如距離最小)對所有像元劃分；4）重新計(jì)算每個集群的均值和方差；按初始化的參數(shù)進(jìn)行分裂和合并；5）結(jié)束，迭代次數(shù)或者兩次迭代之間類別均值變化小于閾值；6）否則，重復(fù)3-5；7）確認(rèn)類別，精度評定。5比較多光譜TM圖像與SAR圖像的異同點(diǎn)？n 成像方式不同；n 地形起伏的影響不同；n 分辨率不同；n 光源：TM是利用多光譜成像，SAR利用微波成像；n 抗干擾能力：由于SAR使用微波段，使其抗干擾能力強(qiáng)，具有全天候的工作能力；n 應(yīng)用目的不同。6寫出MODIS中文全稱，指出其特點(diǎn)。MODIS即中等分辨力成像光譜儀，其特點(diǎn)是：波段不連續(xù),數(shù)量少（36個），地面分辨率較低（星下點(diǎn)離間分辨率為250M，500M，1000M），每1-2天可覆蓋全球一遍，主要用于大氣、海洋和陸地探測。7寫出與遙感有關(guān)的書和專業(yè)雜志（至少各3種），遙感的應(yīng)用領(lǐng)域（至少5個）。微波遙感原理遙感原理、方法和應(yīng)用攝影測量與遙感概論；遙感學(xué)報(bào)測繪學(xué)報(bào) 武漢大學(xué)學(xué)報(bào) 信息版；應(yīng)用領(lǐng)域：地質(zhì)調(diào)查、農(nóng)作物估產(chǎn)、土壤解譯、臭氧層檢測。8描述像點(diǎn)和地物點(diǎn)之間關(guān)系的主要模型有哪些，寫出其通用數(shù)學(xué)模型，指出各自適用的傳感器。1）共線方程模型：適用于所有參數(shù)已知的傳感器；2）通用模型 ：適用于地形起伏較小的圖像；3）PFM模型：適用于高分辨力的傳感器。9根據(jù)你所學(xué)本課程的知識，你認(rèn)為影響遙感技術(shù)發(fā)展的主要因素是什么，你有何見解？遙感技術(shù)發(fā)展目前的存在問題有以下幾個： 1）遙感的時效性：實(shí)時檢測與處理能力不足； 2）遙感的定量反演：精度不能達(dá)到實(shí)用要求。產(chǎn)生以上問題的原因有如下兩條：1）遙感技術(shù)本身的局限性； 2）人們認(rèn)識上的局限性。三、論述題1若用R代表地學(xué)的真實(shí)信息，R代表從遙感圖像上提取的信息，我們利用遙感技術(shù)的目的之一就是要實(shí)現(xiàn)R=RR=min，試分析導(dǎo)致R的因素，如何使其min？由于在遙感圖像獲取信息的過程中存在著各種幾何變形和輻射變形，在圖象變換、特征選擇過程以及信息提取等方面也存在誤差，使得R的出現(xiàn)不可避免。但是通過分析誤差成因，我們可以盡可能的減少這些誤差，使得R=RR=min。幾何變形主要來源于以下：（1）傳感器成像方式引起的圖像變形（2）傳感器外方位元素變化的影響（3）地形起伏引起的像點(diǎn)位移（4）地球曲率引起的圖像變形（5）大氣折射所引起的圖像變形（6）地球自轉(zhuǎn)的影響對于幾何變形，可通過幾何處理來進(jìn)行誤差糾正，包括粗糾正和精糾正。輻射變形是指傳感器接收到的地磁波能量與目標(biāo)本身輻射的能量不一致，可通過輻射校正來校正或消除其影響。特征變換有利于區(qū)分感興趣的地物，而特征選擇在于選擇最佳的有利于分類的特征而不影響分類精度。信息提取有目視判讀和計(jì)算機(jī)分類，由于各種因素的影響，分類結(jié)果還存在一定誤差。通過提高圖像預(yù)處理的精度以及改進(jìn)分類算法來提高信息提取的精度。2敘述遙感圖像監(jiān)督法分類的基本原理，請你設(shè)計(jì)一個完整的框架以實(shí)現(xiàn)遙感圖像的監(jiān)督法分類，指出每一步的功能。在事先知道樣本區(qū)類別的信息的情況下對非樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分類的方法即監(jiān)督法分類。其基本思想如下：首先，利用已知的樣本類別和類別的先驗(yàn)知識（可通過對分類地區(qū)的目視判讀、實(shí)地勘測或結(jié)合信息獲得），確定判別函數(shù)和相應(yīng)的判別準(zhǔn)則，這一利用一定數(shù)量的已知類別的樣本的觀測值求解待定參數(shù)的過程稱之為學(xué)習(xí)或訓(xùn)練；其次，將未知類別的樣本的觀測值代入判別函數(shù)；最后，根據(jù)判別準(zhǔn)則對該樣本的所屬類別做出判定。流程圖如下：選擇訓(xùn)練樣區(qū)確定判別函數(shù)和判別規(guī)則依據(jù)判別函數(shù)和判別規(guī)則對非訓(xùn)練樣區(qū)進(jìn)行分類特征變換和特征選擇確定感興趣的類別數(shù)人工干預(yù)，分類后處理精度評價如上圖所示,監(jiān)督法分類可分為七個主要步驟，具體功能如下：1 確定感興趣的類別數(shù)用于確定要分類的地物，以建立這些地物的先驗(yàn)知識。2 特征變換和特征選擇通過該項(xiàng)處理，即能減少參加分類的影像數(shù)，加快分類速度，又能滿足分類需要，提高分類精度。3 選擇訓(xùn)練樣區(qū)選擇合適的訓(xùn)練樣區(qū)是獲取正確的分類結(jié)果的必要條件，因?yàn)楸O(jiān)督分類關(guān)于類別的數(shù)字特性都是從訓(xùn)練樣區(qū)中獲得的。 訓(xùn)練樣區(qū)選擇時必須注意準(zhǔn)確性、代表性和統(tǒng)計(jì)性三個問題。4 確定判別函數(shù)和判別規(guī)則利用訓(xùn)練樣本的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)計(jì)算出判別函數(shù)的參數(shù)，以利用判別函數(shù)和攀比規(guī)則對其他非樣本取得數(shù)據(jù)進(jìn)行分類。5 依據(jù)判別函數(shù)和判別規(guī)則對非訓(xùn)練樣區(qū)進(jìn)行分類。6 對可能存在的誤分目標(biāo)進(jìn)行人工干預(yù)改正。7 對結(jié)果利用現(xiàn)有資料進(jìn)行精度評價。B卷參考答案要點(diǎn)一、名詞解釋：1.大氣窗口：太陽輻射透過大氣時，要發(fā)生反射、散射、吸收，從而使輻射強(qiáng)度發(fā)生衰減。對傳感器而言，某些波段的電磁輻射通過大氣衰減較小，透過率高，對遙感十分有利，成為遙感的重要探測波段，這些波段就是大氣窗口。2.監(jiān)督法分類：根據(jù)已知的樣本類別和類別的先驗(yàn)知識，確定判別函數(shù)和相應(yīng)的判別準(zhǔn)則，其中利用一定數(shù)量的已知類別函數(shù)中求解待定參數(shù)的過程稱之為學(xué)習(xí)或訓(xùn)練，然后將未知類別的樣本的觀測值代入判別函數(shù)，再依據(jù)判別準(zhǔn)則對該樣本的所屬類別作出判定。3.傳感器定標(biāo)：指傳感器探測值的標(biāo)定過程方法，用以確定傳感器入口處的準(zhǔn)確輻射值。4.方位分辨力：在航向上所能分辨出的兩個目標(biāo)的最小距離稱為方位分辨率。5.特征變換：將原始圖像通過一定的數(shù)字變換生成一組新的特征圖像，這一組新圖像信息集中在少數(shù)幾個特征圖像上。二、簡答題1.遙感的基礎(chǔ)是什么，其重要性體現(xiàn)在哪些方面？答：遙感的基礎(chǔ)是地物發(fā)射或反射電磁波的性質(zhì)不同。根據(jù)地物的發(fā)射或反射電磁波特性的不同，可以傳感器成像獲取圖像，利用遙感圖像來進(jìn)行地物分類、識別、變化檢測等。2.影響遙感圖像目視判讀的因素有哪些，有哪些判讀方法？答：影響遙感圖像目視判讀的因素有：1）地物本身的復(fù)雜性，如存在同譜異物和同物異譜現(xiàn)象及地物紋理特性的復(fù)雜性。2）傳感器特性的影響，如幾何分辨率、輻射分辨率、光譜分辨率和時間分辨率等。3）目視能力的影響，不同的人視力和色彩分辨力不同，影響目視判讀。為了很好的克服上述問題，有這么些常用判讀方法：直接判讀法、對比分析法、事項(xiàng)動態(tài)對比分析法、信息復(fù)合法、綜合推理法和地理相關(guān)分析法。3.為何要進(jìn)行圖像融合，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(bǔ)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(jìn)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。4.敘述遙感的基本概念、特點(diǎn)以及發(fā)展趨勢？答：遙感是在不直接接觸的情況下，對目標(biāo)物或自然現(xiàn)象遠(yuǎn)距離感知的一門探測技術(shù)。具體是指在高空和外層空間的各種平臺上，運(yùn)用各種傳感器獲取反映地表特征的各種數(shù)據(jù)，通過傳輸，變幻和處理，提取有用的信息，實(shí)現(xiàn)研究地物空間形狀、位置、性質(zhì)、變化及其與環(huán)境的相互關(guān)系得一門現(xiàn)代應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。遙感有如下特點(diǎn)：1）波譜輻射量化性；2）宏觀性：探測范圍大，可以進(jìn)行大面積同步觀測；3）多源性：多平臺、多時性、多波段（多尺度）；4）周期性、時效性，可以及時發(fā)現(xiàn)問題以及變化情況；5）綜合性和可比較性；6）經(jīng)濟(jì)性；7）獲取信息的手段靈活；8）應(yīng)用廣泛；9）遙感信息的復(fù)雜性遙感的發(fā)展趨勢：1）傳感器分辨率的大幅提高；2）遙感平臺有遙感衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)有一定時間間隔的短中期觀測發(fā)展為以國際空間站為主的、多平臺、多層面、長期的動態(tài)觀測；3）光譜探測能力急劇提高，成像譜段范圍拉大，光譜分辨率提高；4）遙感圖像處理硬件系統(tǒng)從光學(xué)處理設(shè)備全面轉(zhuǎn)向數(shù)字處理系統(tǒng)。處理軟件不斷翻新，向自動化、智能化、與GIS集成一體化和可視化方向發(fā)展。5.寫出SPOT多光譜，ETM，MODIS三類傳感器獲取圖像的植被指數(shù)計(jì)算公式。答：歸一化差分植被指數(shù)用以使植被從水和土中分離出來，ETM、MODIS 和SPOT獲取植被指數(shù)計(jì)算公式如下：ETM：MODIS：SPOT：6. 寫出SPOT圖像的共線方程（旁向傾斜角），在其糾正模型中涉及到的未知參數(shù)有哪些？答： 了解成像的幾何關(guān)系，能推導(dǎo)其共線方程，并掌握糾正模型所須的參數(shù)。7寫出ISODATA的中文全稱和步驟。中文全稱：迭代自組織數(shù)據(jù)分析算法。(1).初始化；(2).選擇初始中心；(3).按一定規(guī)則(如距離最小)對所有像元劃分；(4).重新計(jì)算每個集群的均值和方差；按初始化的參數(shù)進(jìn)行分裂和合并；(5).結(jié)束，迭代次數(shù)或者兩次迭代之間類別均值變化小于閾值；(6).否則，重復(fù)3-5；(7).確認(rèn)類別，精度評定.8寫出MODIS中文全稱，指出其特點(diǎn)。全稱：中等分辨力成像光譜儀。特點(diǎn)：波段36個：光譜范圍0.414.5m；地面分辨率：250m,500m,1000m；寬視域：掃描角55，寬2330公里；快速：1-2天獲全球數(shù)據(jù)；高輻射分辨力:12bit 。9請你說出與遙感有關(guān)的書和專業(yè)雜志（至少各3種）書名出版社遙感原理與應(yīng)用武漢大學(xué)出版社遙感導(dǎo)論高等教育出版社微波遙感武漢大學(xué)出版社攝影測量與遙感概論測繪出版社刊名主辦單位遙感學(xué)報(bào)中國地理學(xué)會環(huán)境遙感分會、中國科學(xué)院遙感應(yīng)用研究所武漢大學(xué)學(xué)報(bào)(信息科學(xué)版)武漢大學(xué)遙感技術(shù)與應(yīng)用中國科學(xué)院遙感聯(lián)合中心、中國科學(xué)院資源環(huán)境科學(xué)信息中心國土資源遙感中國國土資源航空物探遙感中心三、論述題（40）1寫出利用多時相圖像來進(jìn)行變化檢測的流程圖，寫出相應(yīng)的步驟