遥感大学期末考试重点

1、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。

2、遥感的特性

（1）空间特性:视域围大，具有宏观特性。

（2）光谱特性：探测的波段从可见光向两侧延伸,扩大了地物特性的研究围(目前用于遥感的电磁波段有紫外线、可见光、红外线和微波)。

（3）时相特性：周期成像，有利于进行动态研究和环境监测。

3、遥感平台名词解释：

遥感平台是装载传感器的运载工具,按高度分为：

地面平台：为航空和航天遥感作校准和辅助工作。

航空平台：80 km以下的平台，包括飞机和气球。

航天平台：80 km以上的平台，包括高空探测火箭、人造地球卫星、宇宙飞船、航天飞机。

4、可见光围(每一个波段的围都要知道)

5、遥感系统的组成（图要掌握能够画出，必考题8分，英文要写出全称及对应汉字）

光学信息为模拟信号在胶片上成像；A/D 模拟信号转换为数字信号

HDDT high density digital tape 高密度数字磁带；

CCT Computer compatible tape计算机兼容磁带

5、大气发生的散射主要有三种：

瑞利散射：当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射称为瑞利散射

米氏散射：这种散射是指当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射

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称为无选择性散射

与大气散射有关的各种解释题（强调波段）：

（1）大气瑞利散射解释天空蔚蓝与朝霞夕阳的橘红色（考研）：

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（λ4）成反比，即波长越长，散射越弱。无云的晴空呈现蓝色，就是因为蓝光波长短，散射强度较大，因此蓝光向四面八方散射，使整个天空蔚蓝，使太阳辐射传播方向的蓝光被大大削弱。在日出和日落时，因为这时太阳高度角小，斜射向地面，通过的大气层比直射时要厚得多。在长距离的传播中，蓝光波长最短，几乎被散射殆尽，波长次短的绿光散射强度也居其次，大部分被散射掉了。只剩下波长最长的红光，散射最弱，因此透过大气最多。加上剩余的极少量绿光，最后合成呈现橘红色，所以朝霞和夕阳都偏橘红色。

(2)云雾均为白色

如云、雾粒子直径与红外线波长接近，所以云雾对红外线的散射主要是米氏散射。因此，潮湿天气米氏散射影响较大。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，符合无选择性散射，散射强度与波长无关。因而对可见光中各个波长的光散射强度都相同，混合为白色，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。

(3)微波能够穿云透雾

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，因而被称为具有穿云透雾的能力。

6、大气窗口名词解释

对于地物遥感有价值的波段是那些透过率高的波段区域，这些波段区域称为大气传输窗口，简称大气窗口。

大气窗口的光谱段主要有（其对应的功能，考研考）：

0.3~1.3μm，即紫外、可见光、近红外波段，这一波段是摄影成像的最佳波段，也是许多卫星传感器扫描成像的常用波段。

1.5 ~1.8 μm和

2.0~

3.5μm，即近、中红外波段是白天日照条件好时扫描成像的常用波段，用以探测植物含水量以及云、雪，或用于地质制图等。

3.5 ~5.5 μm，即中红外波段该波段除了反射外，地面物体也可以自身发射热辐射能量。

8.0~14.0μm，即远红外波段主要通透来自地物热辐射的能量，适于夜间成像。

0.8~2.5cm，即微波波段由于微波穿云透雾能力强，这一区间可以全天候观测，而且是主动遥感方式，如侧视雷达。

7、反射波谱曲线的名词解释：反射率随波长变化的曲线。

8、电磁波谱中，可见光和近红外波段(0．3—2．5μm)是地表反射的主要波段，多数传感器使用这一区间，其地物光谱的测试有三方面作用：

①传感器波段选择、验证、评价的依据；

②建立地面、航空和航天遥感数据的关系；

③将地物光谱数据直接与地物特征进行相关分析并建立应用模型。

9、微波遥感特性：

能全天候、全天时工作（解释：（1）主动遥感，不需要太阳辐射的作用（2）穿云破雾）；

对某些地物具有特殊的波谱特征；

对冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力；

对海洋遥感具有特殊意义；

分辨率较低，但特征明显。

10、绿色植被反射波谱曲线（曲线画出来，且能分3段对图像进行解释）

植被的反射波谱曲线（光谱特征）规律性明显而独特，主要分三段。

可见光波段(0. 4 ~ 0. 76μm)有一个小的反射峰，位置在0. 55μm（绿）处，两侧0.45μm （蓝）和0.67μm（红）则有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素的影响，叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿光反射作用强。

在近红外波段(0. 7~ 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。（区分植被与非植被，如绿漆、迷彩服）这是由于植被叶细胞结构的影响，除了吸收和透射的部分，形成的高反射率。

在中红外波段(1. 3~ 2. 5μm)受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别以1. 45μm,1. 95μm和2. 7μm为中心出现水的吸收带，形成低谷。

11、摄影机从飞行器上对地摄影时，根据摄影机主光轴与地面的关系，可分为垂直摄影和倾斜摄影。（填空）

垂直摄影名词解释：摄影机主光轴垂直于地面或偏离垂线在3o以。

倾斜摄影名词解释：摄影机主光轴偏离垂线大于3o。

12、中心投影与垂直投影的区别

（1）投影距离的影响：垂直投影图像的缩小和放大与投影距离无关，并有统一的比例尺。中心投影则受投影距离（遥感平台高度）影响，像片比例尺与平台高度H和焦距f有关。（2）投影面倾斜的影响：当投影面倾斜时，垂直投影的影像仅表现为比例尺有所放大，像点相对位置保持不变。在中心投影的像片上比例关系有显著的变化，各点的相对位置和形状不再保持原来的样子。

（3）地形起伏的影响：垂直投影时，随地面起伏变化，投影点之间的距离与地面实际水平距离成比例缩小，相对位置不变。中心投影时，地面起伏越大，像片上投影点水平位置的位移量就越大，产生投影误差。这种误差有一定的规律。

13、摄影系统与扫描系统的区别（传感器）

(1)摄影系统的波谱区域仅局限在0.3-0.9微米的光学摄影波段;多波段扫描系统运用电子探测器，可将感应波段扩展到0.3-14微米，包括紫外、可见光、近红外、中红外、热红外谱区，且可以感应很窄的光谱波段。

(2)摄影系统以回收胶片方式为主，而胶片一图像的转换，需由地面完成;扫描系统是数字记录形式，能根据要求迅速地发送、记录、分析或处理输出的电信号，并可实时显示。

(3)摄影系统的图像是由胶片光化学过程获得，辐射定标困难;扫描系统的数据是由电子产生，更适于定标，可给出定量的辐射数据。

(4)扫描系统的电子格式允许记录很宽围的值，即探测器的动态围，通常比摄影胶片大，且在探测过程中，探测器并不损耗。

(5)多光谱摄影系统，用多个分离的光学系统独立地采集每个波段图像，这导致各分波段图像在空间和辐射方面的可比性问题;多光谱扫描系统用同一光电系统同时采集整个光谱波段的数据，再经分光系统分解成不同波长的光。

14、推帚式扫描仪与光机扫描仪的优劣势

线性阵列系统可以为每个探测器提供较长的停留时间，以便更充分地测量每个地面分辨单元的能量。因此，它能够有更强的记录信号和更大的感应围〔动态围)增加了相对信噪比，从而得到更高的空间和辐射分辨率。

由于记录每行数据的探测器元件间有固定的关系，且它消除了因扫描过程中扫描镜速度变化所引起的几何误差，具有更大的稳定性。因此，线性阵列系统的几何完整性更好、几何精度更高。

由于CCD是固态微电子装置，一般它们体积小、重量轻、能耗低。

由于没有光机扫描仪的机械运动部件，线性系统稳定性更好，且结构的可靠性高，使用寿命更长。

推扫式扫描系统也有它固有的间题，如大量探测器之间灵敏度的差异，往往会产生带状噪声.需要进行校准;目前长于近红外波段的CCD探测器的光谱灵敏度尚受到限制;推扫式扫描仪的总视场一般不如光机扫描仪。

15、遥感数据的分辨率（4种）：空间分辨率；光谱分辨率、辐射分辨率；时间分辨率(图片和空间分辨率的名词解释背过）

空间分辨率：指像素所代表的地面围的大小，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。

波谱分辨率：传感器能分辨的最小波长间隔。间隔越小，波谱分辨率越高。

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。

时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。

16、根据航天遥感平台的服务容，可以将其分为气象卫星系列、陆地卫星系列和海洋卫星系列。

17、MSS multispectral scanner 多波段扫描仪；TM thematic mapper 专题成像仪

18、A VHRR advanced very high resolution radiometer （高级甚高）分辨率辐射计

19、采样的名词解释：把模拟图像分割成同样形状的小单元，进行空间离散化处理

20、BSQ band sequential(format) 波段顺序记录（格式）3n+1

BIL band interleaved by line 波段按行交叉格式 4

BIP band interleaved by pixel 波段按像元交叉格式

21、直方图最小值去除法

具体校正方法十分简单，首先确定该图像上确有辐射亮度或反射亮度应为零的地区，则亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。校正时，将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值，使图像亮度动态围得到改善，对比度增强，从而提高了图像质量。

22、遥感影像几何变形的原因

(1)遥感平台位置和运动状态变化的影响

（2）地形起伏的影响

（3）地球表面曲率的影响

(4) 大气折射的影响

(5)地球自转的影响

23、对于遥感平台，影响遥感影像几何形态的因素有：（可能只考填空题）

(1)航高如果航高发生变化，而传感器的扫描视场角不变，会导致图像扫描行对应的地面长度发生变化。航高越向高处偏离，图像对应的地面越宽。

(2)航速卫星的椭圆轨道本身就导致了卫星飞行速度的不均匀，其他因素也可导致遥感平台航速的变化。航速快时，扫描带超前，图形压缩，航速慢时，扫描带滞后，图像拉伸，由此可导致图像在卫星前进方向上（图像上下方向）的位置错动。

(3)俯仰遥感平台的俯仰变化能引起图像上下方向的变化，即星下点俯时后移，仰时前移，发生行间位置错动

(4)翻滚遥感平台姿态翻滚是指以前进方向为轴旋转了一个角度，可导致星下点在扫描线方向偏移，使整个图像的行向翻滚角引起偏离的方向错动。

(5)偏航指遥感平台在前进过程中、相对于原前进航向偏转了一个小角度，从而引起扫描行方向的变化，导致图像的倾斜畸变。

23、GCP：Ground Control point

24、控制点选取：

（1）控制点数目的确定

其最低限是按未知系数的多少来确定的。一次多项式有6个系数，就需要有6个方程来求解，需3个控制点的3对坐标值，即6个坐标数。2次多项式有12个系数，需要12个方程（6个控制点）。依次类推，n次多项式，控制点的最少数目为(n+1)(n+2)/2。

实际工作表明，选取最少数目的控制点来校正图像，效果往往不好。在图像边缘处，在地面特征变化大的地区，如河流拐弯处等，由于没有控制点，而靠计算推出对应点，会使图像变形。因此，在条件允许的情况下，控制点数的选取都要大于最低数很多。

(2) 控制点的选择要以配准对象为依据。以地面坐标为匹配标准的，叫做地面控制点（记

作GCP）。有时也用地图作地面控制点标准，或用遥感图像（如用航空像片）作为控制点标准。无论用哪一种坐标系，关键在于建立待匹配的两种坐标系的对应点关系。

一般来说，控制点应选取图像上易分辨且较精细的特征点，这很容易通过目视方法辨别，如道路交叉点、河流弯曲或分叉处、海岸线弯曲处、湖泊边缘、飞机场、城廓边缘等（也要考虑水体结冰，涨潮退潮等因素）。

特征变化大的地区应多选些。

图像边缘部分一定要选取控制点，以避免外推。

此外，尽可能满幅均匀选取，特征实在不明显的大面积区域（如沙漠），可用求延长线交点的办法来弥补，但应尽可能避免这样做，以避免造成人为的误差。

25、能够根据图像得出公式，做出压缩拉伸的判断，并能得出变化后的亮度值。

26、直方图均衡化（可能会是重点）

直方图均衡是将随机分布的图像直方图变换为均匀分布的输出图像直方图。其实质上是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像每个像元的值，使一定灰度围的像元数量大致相等。这样，原直方图中，中间的峰顶部分对比度得到增强，而两侧部分对比度降低，从而增强了图像面积地物与周围地物的反差。

27、

28、主成分分析PCA(principal components analysis)；

主成分分析又称作K-L (Karhunen-Loeve)变换；

作用：（1）去相关；（2）分离噪声；（3）实现数据压缩，也可作为分类前的特征选择29、绿色波段赋蓝，红色波段赋绿，近红外波段赋红时，这一合成方案被称为标准假彩色合成，是一种最常用的合成方案。

30、IHS变换：明度（intensity) ,色别(hue)和饱和度( saturation)；

HLS变换：Lightness、Hue、Saturation

资环的考点：