名词解释

1.遥感——应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

2.目视解译——指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。

3.三原色——若三种颜色，其中的任一种都不能由其余两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，称为三原色。红绿蓝是最优的三原色，可以方便的产生其他颜色。 4.密度分割——单波段黑白遥感图象可按亮度分层，对每层赋予不同的色彩，使之成为一种彩色图象，这种方法叫密度分割。 5.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（将相似度大的像元归为一类）的方法。

1.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、透射率较高的波段叫做大气窗口。 2.光谱分辨率 指遥感器在接收目标辐射的电磁波信息时所能分辨的最小波长间隔。光谱分辨率与传感器总的探测波段的宽度、波段数和各波段的波长范围和间隔有关。间隔愈小，分辨率愈高。

3.遥感图像解译专家系统 遥感图像解译专家系统是模式识别和人工智能技术相结合的产物。它用模式识别方法获取地物多种特征，为专家系统解译遥感图像提供依据，同时应用人工智能技术，运用遥感图像解译专家的经验和方法，模拟遥感图像目视解译的具体思维过程，进行遥感图像解译。

4.监督与非监督分类 监督分类指根据已知样本区类别信息对非样本区数据进行分类的方法。

非监督分类指事先对分类过程不施加任何先验知识，仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律进行分类，即按自然聚类的特性进行“盲目”分类。1．遥感平台 遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台，常见的有气球、飞机、人 造地球卫星和载人航天器。

2．微波遥感 指利用某种传感器接收地面各种地物发射或者反射的微波信号，籍以识别、分析地物，提取所需的信息。常用有SAR和INSAR两种方式。

3．辐射亮度 假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向不同而不同。则辐射亮度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。观察者以不同的观测角观察辐射源时，辐射亮度

不同。

4．光谱反射率 物体对光谱中某个波段的电磁波的反射辐射通量与入射辐射通量之比。

用式子表示为：P＝E反/E入*100％。 5．合成孔径雷达 指利用遥感平台的前进运动，将一个小孔径的天线安装在平台的侧方，以代替大孔径的天线，提高方位分辨力的雷达。SAR的方位分辨力与距离无关，只与天线的孔径有关。天线孔径愈小，方位分辨力愈高。

6．假彩色遥感图像 根据加色法彩色合成原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、篮三种原色合成彩色图像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因而生成的合成色不是地物真实的颜色，通常把这种方式合成的影像叫做假彩色遥感影像。常见的彩红外图像即为假彩色合成图像。

7．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、透射率较高的波段叫做大气窗口。 8．立体观察 用肉眼或者借助光学仪器(立体眼镜)，对有一定重叠率的像对进行观察，可以获得地物和地形的光学立体模型，称为像片的立体观测。

9．图像空间分辨率 指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬时视场或者地面物体能分辨的最小单元。常见得TM5波段的空间分辨率为28.5m*28.5m。

10NDVI 即归一化差分植被指数：NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)，或两个波段反射率的计算。

主要用于检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等。 填空

1.到达地面的太阳辐射能量与地面目标作用后可分为三部分，包括：反射；吸收；透射；

2.计算植被指数(如NDVl)主要使用以下哪两个波段： 红色波段；近红外波段 3．扫描成像的传感器包括：光-机扫描仪；推帚式扫描仪； 4．侧视雷达图像上由地形引起的几何畸变包括：透视收缩；斜距投影变形；叠掩； 5． 遥感图像几何校正包括两个方面： 像元坐标转换；像元灰度值重新计算(重采样)；

1.按遥感平台不同可以分为：地面遥感 航空遥感 航天遥感 航宇遥感，按工作方式可分为：成像遥感和非成像遥感、被动遥感和主动遥感。

2.根据航天遥感平台的服务内容不同，可以将其分为：气象卫星 海洋卫星 陆地卫星

三大系列。

3.目标地物的识别特征包括：色调 颜色 阴影 形状 纹理 大小位置、图型和相关布局。

4.常见的遥感摄影相片包括：黑白全色片、黑白红外相片、天然彩色片、多波段摄影相片和彩色红外片。

5.标准假彩色合成是TM的TM4 TM3 TM2三个波段的合成

6.在彩红外航片上，清澈的水体一般为黑色，健康的植被为鲜红色，遭受严重病虫害的植被为青灰色。

7.现在常说的“3S”指RS GIS GPS。 8.太阳辐射穿过大气层时会发生瑞利散射、米氏散射 无选择性散射。

9.在彩色合成时，滤光片分别透光并照射到白色屏幕上利用加色法原理，若是滤光片叠合透光又利用减色法原理。

10.飞机起飞后对机场进行热红外摄影，飞机在地面上留下的黯黑色轮廓为冷阴影、飞机喷气尾流在地面形成的喷雾状白色为暖阴影。

11.遥感数字图象复原处理包括：辐射校正 几何校正。 选择题

1、描述颜色一般从明度、色调、饱和度三个性质来进行，黑白色只有明度。

2、两种基色光等量混合会产生一种补色 光，红光和蓝光等量混合得到品红，蓝光和绿光等量混合得到青色。 3、减色法也是色彩生成的一种方法，青色是自然光（白光）中减去红光生成的。 4、陆地卫星携带的专题制图仪TM在不同的波段空间分辨率也不相同，TM3的空间分辨率为30mTM6的空间分辨率为120m。 5、在热红外图象上，白天水体的色调比道路深，而夜间水体的色调又比道路浅，这是由于道路的热容比水小

6、1999年10月14日我国第一颗地球资源遥感卫星在太原卫星发射中心成功发射，该卫星的重返周期是20天。 7、下列对直方图的描述，哪一个是错误的（如果直方图峰值偏左，那么图象偏亮，需要调整直方图形态来改善图象质量。） 8、对于同样物质组成的土壤，下列叙述错误的是（含水率高，具有较高的反射率。） 简答

1. 简述遥感的特点。

答：大面积的同步观测；时效性；数据的综合性和可比性；经济性；局限性

2. 遥感数字图象增强处理有哪些方法？ 答：遥感数字图象增强处理包括反差增强、彩色增强、图象运算、滤波增强、多光谱变换、多源信息复合。

3. 结合地物光谱特征解释差值运算能够

突出植被的原因。

答：从植被的反射光谱曲线可看出植被在近红外波段有一个很强的反射峰，其反射率远大于可见光波段，这是绿色植被独有

的特性，而其他地物如水、土壤等则曲线叫平缓，在近红外和可见光波段的反射率没有太大差异，这样采用差值运算后的图像上植被的色调较亮，而其他地物色调较暗，就能把植被从其他地物中提取出来。 计算题

（一）已知飞机在绝对航高5200米飞行，摄影平均海拔为2100米，摄影机焦距为209mm，请计算：

1.在航空像片上，A点高程为1400米，B点高程为2400米，求A、B点局部比例尺（取整数），如在两点位置上各设大小为400m×400m样地，计算在A、B位置上的照片样地边长（保留一位小数）。

解：MA=209/(5200-1400)*1000=1/18182 LA=400*100/18182=2.2cm

MB=209/(5200-2400)*1000=1/13397 LB=400*100/13397=3.0cm

2.中心点距A点距离为7.4cm，距B点为8.1cm，计算A、B两点的投影差（保留一位小数）。 解：CA=7.4*(1400-2100)/(5200-2100)=1.7cm CB=8.1*(2400-2100)/(5200-2100)=0.8cm （二）右图为数字图象，亮度普遍在10以下，只有两个像元出现15的高亮度（“噪声”） 4 3 7 6 8 2 15 8 9 9 5 8 9 13 10 7 9 12 15 11 8 11 10 14 13 用3×3窗口，采用中值滤波，求出新的图象。

4 4 7 8 8 4 7 8 9 9 7 8 9 10 10 8 9 11 12 13 8 10 11 13 13 问答题 1.举例说明遥感在农业方面的应用。 答：例如利用遥感进行大面积农作物遥感估产识别农作物的种类，估算种植面积， 根据长势监测确定估产模式，长势监测根据植被指数来决定 1、下图为一个3x3的图像窗口，试问经过中位数滤波(Median Filter)后，该窗口中心像元的值，并写出计算过程。 (10分) 124 126 127 120 150 125 115 119 123 求解过程如下： 对窗口数值由小到大排序： 115 <119<120<123<124<125< 126<127<150 取排序后的中间值：124

用中间值代替原窗口中心象素值,结果如下：

124 126 127 120 124 125 115 119 123 2、简述可见光、热红外和微波遥感成像机理。 答：（1）可见光遥感成像机理如下：可见光遥感的探测波段在0.38—0.76μm之间，一般采用主动遥感方式，光源为太阳，地物反射可见光，传感器的收集器接受地物反射的可见光，由探测器将可见光信号转换为化学能或者电能，再由处理器对信号进行各种处理以获取数据，通过输出器输出为需要的格式。成像方式常见有推扫式的和扫描式的。在白天日照条件好时的成像效果好。 （2）热红外遥感成像机理如下：热红外遥感的探测波段在0.76——1000μm之间，其基本成像原理和可见光遥感成像机理大致相同，只是热红外遥感时地物即可反射能量（主要在近中红外波段），又可自身发射热辐射能量，尤其是远红外波段主要透射地物自身辐射能量，适于夜间成像。 （3）微波遥感成像机理如下：微波遥感的探测波段在1mm——10m之间，有主动遥感和被动遥感两种方式，成像仪由发射机、接收机、转换开关和天线等构成，发射机产生脉冲信号，由转换开关控制，经天线向观测区域发射脉冲信号，地物则反射脉冲信号，也有转换开关控制进入接收机，接收的信号在显示器上显示或者记录在磁带上。由于微波穿透能力很强，可以全天候进行观测。常见的微波遥感成像方式有合成孔径雷达（SAR）和相干雷达（INSAR）。 3、设计一个遥感图像处理系统的结构框图，说明硬件和软件各自的功能，并举一应用实例。(30分)

答：遥感图像处理系统的结构框图如下 输入设备：把遥感数据输入计算机。 输出设备：将遥感数据输出到显示器上或者打印出来。 系统操作平台：遥感图像处理系统的核心，决定处理速度的快慢及处理效果的好坏。 存储设备：存储遥感影像数据。 图像文件管理模块：对图像文件进行输入、输出、存储和管理。

图像处理模块：对遥感影像进行增强、滤波、纹理分析和目标检测等处理。

图像校正模块：对影像进行辐射校正和几何校正。

多影像处理模块：进行图像运算、图像变换和图像信息融合。

图像信息获取模块：包括直方图统计、特征向量计算、图像分类特征统计等等。 图像分类模块：包括监督分类、非监督分类和混淆矩阵等。

专题图制作模块：主要是4D产品的制作。

接口模块：如和GIS数据库建立接口等。

常见的遥感图像处理系统有：ENVI、ERDAS、Idris、Er-mapper、PCI等。

4．遥感图像目视解译方法主要有哪些?列出其中5种方法并结合实例说明它们如何在遥感图像解译中的应用。(30分)

答：①直接判读法：依据判读标志，直接识别地物属性。如在可见光黑白像片上，水体对光线的吸收率强，反射率低，水体呈现灰黑到黑色，根据色调可以从影像上直接判读出水体。 ②对比分析法：与该地区已知的资料对比，或与实地对比而识别地物属性；或通过对遥感图像不同波段、不同时相的对比分析，识别地物的性质和发展变化规律。如解译某区域时可用相邻区域已经正确解译的影像作为参考以提高解译速度。③信息复合法：利用透明专题图或者透明地形图与遥感图像重合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。如等高线与卫星影像复合可以提供高程信息，有助于划分中高山地貌类型（前提是必须要严格配准）。④综合推理法：综合考虑遥感影像多种解译特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。如铁路延伸到大山脚下突然中断可推出有铁路隧道通过山中。⑤地理相关分析法：根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。如可利用此法分析洪冲积扇各种地理要素的关系。山地河流出山后，因比降变小，动能减小，水流速度变慢，常在山地到平原过渡地带形成巨大的洪冲积扇，其物质分布带有明显的分选性。冲积扇上中部主要由沙砾物质组成，呈灰白色和淡灰色，由于土层保肥与保水性差，一般无植物生长。冲积扇的中下段，因水流分选作用，扇面为粉沙或者黏土覆盖，土壤有一定保肥与保水能力，植物在夏季的假彩色图像上呈现红色或者粉红色。

1、近红外遥感机理与在植被监测中的应用。

答: (1)近红外遥感机理：在近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即：到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量

传感器主要接收经过衰减后的反射能量成像。

(2)在植被监测中的应用： 植被的反射波谱曲线在近红外波段(0.7μm—0.8μm)有一反射的”陡坡”,至1.1μm附近有一峰值,形成植被的独有特征。利用此特征可用

于植物监测和植物生物量评估。通常利用各种植被指数作为监测指标,即近红外波段与红外波段的各种组合运算: ①比值：RVI= 近红外/红 如TM4/TM2②归一化：RVI=（近红外-红）/（近红外+红）③差值：DVI= 近红外-红④正交植被指数（对NOAA数据和LANDSAT数据分别为）：NOAA数据：PVI=1.622 5（NIR）-2.297 8（R）+11.065 6

LANDSAT数据： PVI=0.939（NIR）-0.344（R）+0.09 2、近极地太阳同步准回归轨道卫星的特点及其在对地观测中的作用。

答: (1) 近极地太阳同步准回归轨道卫星的特点:

①卫星轨道平面与太阳始终保持相对固定的取向,卫星轨道的倾角接近90°，卫星几乎在同一地方时经过各地上空。轨道平面随地球公转的同时，为了保持与太阳的固定取向，每天要自西向东作大约1°的转动。

②轨道近似为圆形，轨道预告，资料接收和资料定位都方便；可以观测全球，尤其可以观测两地极地区，观测时有合适的照明，可以得到充足的太阳能。

③虽然可以观测全球，但是观测间隔长，对某一地区，一颗卫星在红外波段可以取得两次资料，但是可见光波段只能取得一次资料。为了提高观测次数，只能增加卫星的数目。由于观测数目少，不利于分析变化快、生命短的小尺度过程，而且相邻两条轨道的资料也不是同一时刻的。 ④卫星高度高，视野广阔，一个静止卫星可以对地球南北70°，东西140个经度，约占地球表面1/3的面积进行观测。 (2) 在对地观测中的作用: 此类卫星主要应用于陆地资源和环境探测,如Landsat系列、SPOT系列等等。

三．论述题（每题20分，共40分） 1、遥感图像解译标志（判读标志）有那些？结合实例说明它们如何在图像解译中的应用。

答：遥感图像解译标志（判读标志）及其实际应用如下:

①色调：即灰度。判读前通过反差调整和彩色增强后，成为目视判读的重要标志。如海滩的沙砾因含水量不同在遥感黑白像片中的色调也不同,干燥的沙砾色调发白,而潮湿的沙砾发黑。

②颜色：是目视判读最直观的标志。如在真彩色影像中，森林和农作物看上去同为绿色，由于存在微小色差，有经验的的目视解译人员仍然能够判别出树种及作物的种类。

③大小：根据地物间的相对大小，区分地物。根据物体的大小可以推断物体的属性，有些地物如湖泊和池塘主要依据它们的大小来区别。

④阴影：可判读地物的高度，但也遮挡部分地物信息。如航空像片判读时利用阴影可以了解铁塔及高层建筑物等的高度及结构。

⑤形状：目标地物在影像上呈现的外部轮廓。如飞机场和港湾设施在遥感图像中均具有特殊形状。

⑥纹理：指目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。如航空像片上农田呈现条带状纹理。

⑦位置：目标地物分布的地点。例如水田临近沟渠，位于沼泽地的土壤多数为沼泽土。

⑧图型：目标地物有规律排列而成的图形结构。如住宅区建筑群和农田与周边防护林都构成特殊的图型，在影像上很容易判出。

⑨相关布局：多个目标地物之间的空间配置关系。如学校教室与操场，货运码头与货物存储堆放区都有很强的相关性。 2、什么是计算机图像处理，它包含那些内容，如何运用计算机图像处理方法来提高遥感图像的解译效果？ 答：（1）计算机图像处理指利用计算机对数字图像进行系列操作，从而获得某种预期结果的技术。根据其抽象程度可分为三个层次：图像处理、图像分析和图像理解。在系统实现层次上其结构图如下：

在具体处理时其主要内容有：图像变换，图像增强，图像复原与重建，图像编码与压缩，图像分割，二值图像处理与形状分析，图像纹理分析和模板匹配等等。 （2）对于一副遥感图像，用计算机图像处理的方法提高其解译效果的常用方法如下：

①图像变换：既可简化图像处理问题又有利于图像特征提取。常用的有傅立叶变换、沃而什变换和小波变换等等。

②图像增强：既能改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度，又可抑制无用信息，提高图像的使用价值。可分为空间域变换和频域变换两种。常用的有直方图修正法、中值滤波、锐化、高通滤波、Laplace增强算子、假彩色增强等等。

③图像复原与重建：尽可能恢复或者重建图像的本来面目。常用的有代数恢复法、频域恢复法和几何校正等等。

④图像编码与压缩：用尽可能少的数据表示尽可能多的影像信息，以节省存储空间，提高处理速度和传输速度。常见的有霍夫曼编码、费诺编码、香农编码、游程编码和四叉树编码等等。

⑤图像分割：把图像分为互不重叠的区域并提取出感兴趣的目标。常用的方法有边缘检测法、Hough变换法、区域分割法和区域增长法等等。