第16卷 增刊1997年 9月
地质科技情报
Geo logical Science and T echno logy Info r m ati on
Vol116 Sup.
Sep1 1997
遥感影像地质异常分析及其应用①
刘吉平 赵鹏大 胡光道
(中国地质大学数学地质遥感地质研究所,武汉,430074)
摘 要 论述了地质异常理论在遥感找矿中应用的意义,特别是地质异常理论的思想方法在遥感找矿图像处理中的意义及遥感影像地质异常的研究内容与研究方法;认为提取和分析影像异常是遥感找矿中一种新的图像分析方法,并且以实例说明了其在遥感找矿应用中的有效性。
关键词 遥感影像 遥感地质异常 图像处理
利用遥感技术预测和评价矿产资源(以下简称遥感找矿),是遥感技术在地学领域中应用的主要研究内容之一,国内外遥感技术界对此进行了大量的研究工作。其主要内容可概括为如下几个方面:①直接基于遥感数据的分类技术;②从遥感数据中提取找矿研究中所需要的地质体标志或特征,如线性构造、环形构造、蚀变岩等;③遥感数据与地物的地球物理、地球化学特征之间的相关规律(遥感地面模式)的研究〔1〕,即通过相关性研究,揭示出具有成矿指示意义的地球物理、地球化学参数与遥感信息特征的相关性;④遥感数据与地球物理、地球化学及地质资料的复合处理。上述工作和方法的基础是遥感的电磁波谱响应与地物目标的对应关系。用于预测的一般方法原则是相似类比,即相似的地物目标产生相似的电磁波谱,相似的电磁波谱对应相似的地物目标。对于没有或较少有其它地物干扰的地物目标,只要传感器的空间分辨率和光谱分辨率足够满足要求,这一原则一般是有效的。但是,由于地球表面的复杂性和变化性,以及电磁波在远距离传输过程中受到的多种干扰,一般对于既定的地物目标而言,遥感信息是一种受噪声干扰的信息。噪声干扰使得基于地物光谱特征类比方法的有效性受到很大限制,因此,有必要寻求一些新的研究思路和方法来指导和深化遥感找矿的应用研究。基于求异理论的地质异常理论正可为此提供一种新的思想方法和研究路径。
1 地质异常分析与遥感图像处理
地质异常是在物质成分、结构构造或成因序次上与周围环境有着显著差异的地质体或地质体的组合。同时,它也经常表现为地球物理场、地球化学场及遥感影像的异常〔2〕。矿床是发生在地球局部区域(带)的地质现象。因此,它们常常与偏离于相对均一的地质体背景属性的各种
①地矿部矿产勘查与评价开放实验室项目(N o.Q E M296206)和国家自然科学基金资助项目(49502042)成果
第一作者简介:刘吉平,男,1957年7月生,助理研究员,现正攻读博士学位,主要从事遥感图像处理、模式识别和遥感地质研究工作
收稿日期:1997206203 编辑:曲梅兰
属性异常相联系。寻找地质体的各种属性异常就成为预测矿床的必要条件之一。遥感影像是地质体电磁波谱属性的反映,地质体的异常可能会导致其电磁波谱反(辐)射的异常,也即遥感影像的异常。遥感影像异常是指遥感影像值对其背景值域的偏离。这里所指的遥感影像值包括传感器所接收的地物反(辐)射的电磁波谱值及其空间分布特征,如纹理等;而所谓影像的背景值域也具有一定的相对性,往往与待识别的目标有关。遥感影像地质异常则是指由地质体或地质现象引起的影像异常。如前所述,基于类比原则的遥感找矿的各种方法往往因为遥感信息受到噪声的干扰而失效或效果不理想,究其原因,很大程度上是由于噪声干扰使得被类比的双方成为不可比的。而用求异的方法则可在一定程度上克服噪声的这种限制,这就是先寻找在光谱属性上与周围环境有显著差异的异常区域,然后再用其它方法筛分这些区域,最后找到成矿的有利区域。这样做的理由是,只要噪声的干扰未能使目标的特征信息丧失殆尽,那么它一般地应或强或弱表现出在一定准则下与周围环境的不同。我们的首要目标就是要捕捉这种差异。其基本的过程是:遥感影像异常—遥感影像地质异常—成矿有利区—靶区。其核心是确定遥感影像的地质异常。因此,遥感影像地质异常是遥感找矿的重要信息。如何提取这一信息成为遥感找矿中图像处理方法研究的一项新的内容。换言之,遥感影像地质异常可成为遥感找矿图像处理中的一条新思路。在这条思路下,遥感找矿中图像处理和分析的核心就是要发现、提取和判断遥感影像地质异常。中科院卫星地面站开发了一种称为“微差信息处理”的技术②,其实质属于一种遥感影像异常增强技术。据报道,该技术在金矿找矿中取得了良好的效果。其图像处理的内容涵盖3个方面:①对原始图像的处理;②对地质特征的遥感解译结果的再处理;③与其它数据源的复合处理。其流程如图1所示。图中的地质异常概念是广义的,包括由地质体或
遥感找矿分析遥
感
图
像
处
理
预测
致矿地质异常
遥感影像地质异常
影像异常
(光谱特征、
纹理特征)
地质特征解译
(线环构造、地
层、岩性等)
其它地
质异常
遥感影像其它数据源图1 基于地质异常理论的遥感找矿方法流程图
Fig.1 The procedural diagram for m ineral prediction in remote sensing m ethod based on geological anom aly theory
地质现象引起的各种可测量属性的异常,如遥感、物探、化探、地层等的异常。确定遥感影像的地质意义及其致矿性,仅从其本身出发,往往是不充分的,需要与其它数据源的信息进行综合
②胡德永1“微差信息处理”在金矿成矿预测中的应用1中国遥感卫星地面站用户简讯,1995,2
分析,方可得出比较可靠的结论。图1中的“遥感图像处理”是通常意义下的图像处理,影像异常处理方法也包括图像处理的通用方法,但其着眼点是提取遥感影像地质异常。而“遥感找矿分析”则是用地质异常理论指导遥感找矿的方法和过程。
2 遥感影像地质异常找矿分析的研究内容
211 遥感影像地质异常信息提取
其主要研究内容是图像处理、图像理解,但与具体的应用目的有关。比如某种岩性或某个构造或某类矿床等,各有其不尽相同的具体方法,包括多光谱波段选择、用以计算异常的图像特征的确定等,也就是遥感地质异常变量的构置。总的目的是有效地提取所需的地质信息。具体做法可有两个途径:一是对于选定的波段组合(指对于多光谱数据),先计算其一般的图像特征参数的异常,如灰度、纹理、熵等,再分析哪些异常是地质成因的,哪些是非地质成因的;二是先研究给定的地质问题与影像特征之间的关系,也就是所研究的地质体的影像特征是什么,再对这特征因素计算异常。例如金矿与铁氧化物有关,而TM数据中5波段与1波段的比值能有效地扩大铁氧化物的波谱对比度,因此,可以TM5 1比值为参数来提取与金矿床有关的地质异常。概要地说,遥感影像地质异常的提取要解决下列问题:①各类地质体在各种类型的遥感影像中的表现特征(这与各类地质体的光谱辐射或反射机理有关);②地质体的其它属性信息与地质体的光谱属性之间的相关性;③划分遥感影像异常和遥感影像地质异常的准则和具体方法。对③需要研究已有的图像处理方法的适用性和探索新的处理方法(其中包括某些预处理和后处理方法),以及以数学地质方法、物探、化探方法的借鉴。
212 遥感影像地质异常分析
遥感地质异常分析就是对遥感影像地质异常进行综合的定性、定量评价,以确定与成矿有关的遥感地质异常。其研究内容如下:①遥感地质异常的特征参数及描述方法,如异常形态、规模、强度(定量的)等;②遥感地质异常的成因(何类地质体所引起的);③遥感地质异常与成矿的关系(致矿与非致矿遥感地质异常);④遥感地质异常的时空分布特征(时间演化特征可从多时相的遥感数据中获取,从中可能发现和消除由噪声和非目标源引起的异常);⑤遥感地质异常与其它地质异常的时空相关性。
213 遥感影像地质异常与其它数据源信息的复合分析
在以上遥感影像地质异常提取和分析的过程中,已经提及遥感影像地质异常与地质体其它属性异常的相关性分析,这里所说的复合分析是指综合其它数据源的信息对遥感影像地质异常作成矿预测分析。前面所作的相关性分析是综合分析的基础。这里着重研究这种综合分析的具体方法和技术。为了提高利用遥感信息分类的准确性和精度,辅助数据和区域性参数(即与地物目标相关的空间区域的其它属性,包括定性、定量的,如冲积平原对冲积平原上的水田,山地对于山地上的水田等)对于分类有重要的意义〔3〕。考虑更多的有相关性的区域性参数,就可得到图像分析中更丰富的上下文环境,或者说与地质目标有相关性的特定背景,显然这有助于提高利用遥感信息的有效性。对于遥感影像地质异常来说,其它类型的异常往往构成了这样的区域性参数。因此,有必要研究综合考虑其它数据源信息的复合分析方法、算法。值得指出的是,G IS技术为这种复合或集成分析提供了良好的技术手段,R S与G IS结合的优势也已成为共识,故应重视这方面的空间分析模型的研究和开发。
3 遥感影像地质异常信息提取方法研究
提取遥感地质异常的方法,可归结为如上文中提到的两种途径:①先提取一般的遥感影像异常,再判断哪些是遥感影像地质异常;②先分析遥感图像数据的地质意义或地质体在遥感图像中的表现特点,再对这些特征提取影像异常。在地质应用中,通常后一种途径采用较多,如用比值图像法提取蚀变信息时,先对有关波段作出有明确地质意义的选择,再求比值图像及其异常。有人研究提出主成分分析也以选择两个地质意义明确的波段进行为好〔4〕。但第一种方法也是有效且必要的,因为我们有时并不能十分清楚图像的地质意义,尤其是图像或多或少地受到噪声干扰后。我们只能依据某个准则划分出图像的背景与异常,再分析这些异常。
更为重要的是划分图像背景与异常的方法。已有的图像处理方法中有许多是适用于遥感影像地质异常的提取的。如图像分割中的一些方法。这些方法可简单地概括为:①基于灰度的,如门限法(直方图法、类别方差法、最佳熵法、矩不变法、极小误差法、共现矩阵法、二维熵法、松驰迭代法)〔5〕、图像模糊信息量法〔6〕等等;②基于纹理的,如Jern igan改进的数字变换方法〔7〕等;求取影像异常时,基于邻域的门限法可能比基于像元的门限法好,局部门限法可能比全局门限法好。因为对于复杂的地质对像及其图像,单一像元的灰度值和简单的全局门限难免失于粗糙。尤其值得重视的是非线性方法如分形几何方法等在划分遥感影像地质异常中的应用。
对于遥感影像地质异常的提取,目视解译结果的再处理是一个重要的途径。遥感图像经人工地质解译后,形成了一幅遥感解译地质图,于是可以对解译图提取地质变量,进行一些定量处理。赵不亿等〔8〕对遥感线性构造定义了4个统计参量,即线性构造等密度、对称度、失真指数、优益度。实践表明,它们对于发现隐伏构造、预测矿床有较好的参考价值。线性构造是一定地应力作用下的产物,一定型式的线性构造组合是一定地质体或地质构造单元的特征之一。也可把线性构造看作相应地质体的构造性纹理,对其进行纹理结构统计分析,可能是揭示隐伏地质构造的有效方法。这需要研究给定单元内线性构造结构特征的定量或形式化描述方法及相关单元之间的定量类比方法。
4 遥感影像地质异常研究实例
以山东鲁西某地区为研究区。该区的地质概况为:构造上处于郯庐断裂带—大店主断裂以西地带,主要构造线为北东向、北西向。区内地层主要为前寒武系结晶基底和古生代至新生代的沉积盖层,从中基性到酸性岩浆岩均有分布。变质成因系列金矿床是该区的主要金成矿系列。其成矿特征在岩性上主要与前寒武系的片岩、片麻岩、花岗质岩石有关。在构造上主要受北东向和北西向(或近北东向和近北西向)两组断裂控制。变质系列金矿床的主要围岩蚀变有硅化、碳酸盐化、黄铁矿化、褐铁矿化、高岭土化、黄铁绢英岩化等。根据研究区金矿床的成矿特点,选用TM5与TM1作比值图像(TM5 1)和主成分分析。比值图主要突出含铁氧矿物的蚀变信息,主成分分析的第一主成分(PC#1:方差贡献96%)突出了地貌和构造特征,第二主成分(PC#2:方差贡献4%)突出了两个波段的差异,也突出了含铁氧矿物的蚀变信息〔4〕。同时,对该区作了线性构造解译,并对线性构造作优益度统计分析,将主成分分析的第二主成分与优益度等值线叠合得到图2。从图2可以看出优益度的高值区与第二主成分灰度图像的高值区(图中高亮度的区域)较吻合,并且与地质分析结果也比较一致。图像灰度值大于100(灰度平均值加
图2 主成分分析与线性构造优益度分析形成的遥感地质异常图
Fig.2 The m ap of remote sensing geological anom aly extracted from the results
of principal component analysis and statistic analysis for lineam ent
一倍方差)的区域就是所求的遥感影像地质异常区。值得注意的一个现象是,已知矿床(点)出现的位置并不是灰度图像的最高亮度的区域,而是在中等亮度的区域,但仍在异常区内。由PC #2(R)、PC#1(G)、TM5 1(B)合成的假彩色遥感图像与优益度值等值线套合,其TM5 1的高值区与PC#2的高值区以及优益度的高值区基本一致,与已知矿床(点)的分布也较吻合。上述研究表明,运用地质异常理论,指导遥感影像地质异常的分析,是进行区域地质应用研究的有效方法。
对陈永清副教授在提供研究区地质资料方面的帮助表示感谢!
参考文献
1 刘燕君1矿产信息的遥感地面模式(第一版),北京:地质出版社,1993
2 赵鹏大,王京贵,饶明辉等1中国地质异常1地球科学——中国地质大学学报,1995,20(2):117—127
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4 张晋开,崔承禹,支毅乔1基于主成分分析的植被掩模与模式滤波方法在中等植被区蚀变信息提取中的应用1中国图形图像学报,1996,1(2):108—114
5 王润生1图像理解1长沙:国防科技大学出版社,1995188—183
6 郭桂蓉,谢维信,庄钊文1模糊模式识别1长沙:国防科技大学出版社,19921134—168
7 Calvao L S,V i o rello I,W o ldir R.Parodella,spectro radi om etric discri m inati on of lateristes w ith p rinci pal componens analysis and additive modeling.R e m ote S ens.E nv iron.,1995,53:70-75
8 赵不亿,秦小光1遥感构造的定量分析方法1地质科技情报,1988,7(1):127—136
RE MOTE SENSING I M AGE GEOLOGI CAL ANOM ALY ANALY SIS AND ITS APPL I CATI ON
L iu J i p ing Zhao Penda H u Guangdao
(Institu te of M a the m a tica l Geology and R e m ote S ensing Geology ,
Ch ina U n iversity of Geosciences ,W uhan ,430074)
Abstract T he theo ry of geo logical anom aly is m ethodo logically sign ifican t in m ineral p redic 2ti on .It is also a valuab le m ethod in rem o te sen sing i m age p rocessing fo r the app licati on of m etallogen ic p rogno sis .Co rresponding to geo logical anom aly ,i m age anom aly is defined as the area that differs rem arkab ly from su rroundings in p ixel grey value and tex tu re .T he general p rocedu re of i m age anom aly analysis includes th ree step s :ex tracting i m age anom aly ,analyz 2ing the anom aly and m ineral p redicting .A pp licati on show s that rem o te sen sing i m age anom a 2ly analysis benefits m etallogen ic p rogno sis .
Key words rem o te sen sing i m age ,rem o te sen sing geo logic anom aly ,i m age p rocessing
火星“探路者”与火星“漫游者”图像简介
火星“漫游者”携带能测定岩石、土壤化学成分的Α2质子2X 射线光谱测量仪及摄像系统、计算机系统对火星表面进行科学探测(图1)。其机械装置由设在美国的地面站进行遥控,顶部
图2 火星“探路者”工作现场三维立体图像
图1 火星“漫游者”平板为大阳能电池板,是维持“漫游者”行驶和工
作的能源系统。根据设计要求,它只能在火星表
面维持一个月的正常探测工作。运用虚拟现实的
图像图形技术制作的火星“探路者”工作现
场的三维立体图像(图2)。图像右侧上方为火星“探路者”的图像摄影仪,实时地将“漫游者”的探测活动的连续动态图像发送至地面控制中心。火星“探路者”还携带对火星大气和气象数据进行测量的科学仪器,并将观测的气温、气压、风向、风力数据直接发至地面控制中心。图像中部石块名为Yogi 和B arnacle B ill 。
薛重生据因特网美国国家宇航局1997年7月超文本图像资料报道 (收稿日期:1997208203)
3.2.3 遥感影像数据的获取 目前世界上用于民用的卫星很多，最常用于作物长势监测的是美国发射的一系列陆地卫星。本文使用的是2013年2月11日，NASA发射的Landsat 8卫星数据，Landsat 8上携带有两个主要载荷：OLI（陆地成像仪）和TIRS（热红外传感器）。OLI包括9个波段，空间分辨率为30米，其中包括一个15米的全色波段，成像宽幅为185×185 km。OLI包括了ETM+传感器所有的波段，为了避免大气吸收特征，OLI对波段进行了重新调整，比较大的调整是OLI Band5（0.845–0.885 μm），排除了0.825 μm处水汽吸收特征；OLI全色波段Band8波段范围较窄，这种方式可以在全色图像上更好区分植被和无植被特征；此外，还有两个新增的波段：蓝色波段（band1：0.433–0.453 μm）主要应用海岸带观测，短波红外波段(band9：1.360–1.390 μm) 包括水汽强吸收特征可用于云检测；近红外band5和短波红外band9与MODIS对应的波段接近。 表3-2 Landsat8各波段的名称与用途 Table 3-2 The name and purpose of each band of Landsat8 （引自：张玉君，国土资源遥感，2013） 波段No 波段名称波长范围/nm 数据用途GSD地面 采样距离 /nm 辐射率/ （W·m-2sr-1u m-1）典型 SNR （典型） 1 NewDeep Blue 433-453 海岸区气溶胶30 40 130 2 Blue 450-515 基色/散射/海岸30 40 130 3 Green 525-600 基色/海岸30 30 100 4 Red 630-680 基色/海岸30 22 90 5 NIR 845-885 植物/海岸30 14 90 6 SWIR2 1560-1660 植物30 4.0 100 7 SWIR3 2100-2300 矿物/干草/无散射30 1.7 100 8 PAN 500-680 图像锐化15 23 80 9 SWIR 1360-1390 卷云测定30 6.0 130 10 TIR 10300-11300 地表温度100 11 TIR 11500-12500 地表温度100 本实验获取条带号和行编号为143/029，选取棉花蕾期、花铃期、吐絮期内无云、质量较好的影像数据，过境时间分别为2013年6月25日，8月5日，8月29日。 3.2.4 卫星影像处理 地面目标是个复杂的多维模型，具有一定的空间位置、形状、大小和相互关
遥感影像图像处理(processing of remote sensing image data)是对遥感图像进行辐射校正和几何纠正、图像整饰、投影变换、镶嵌、特征提取、分类以及各种专题处理等一系列操作，以求达到预期目的的技术。 一．预处理 1．降噪处理 由于传感器的因素，一些获取的遥感图像中，会出现周期性的噪声，我们必须对其进行消除或减弱方可使用。 （1）除周期性噪声和尖锐性噪声 周期性噪声一般重叠在原图像上，成为周期性的干涉图形，具有不同的幅度、频率、和相位。它形成一系列的尖峰或者亮斑，代表在某些空间频率位置最为突出。一般可以用带通或者槽形滤波的方法来消除。
消除尖峰噪声，特别是与扫描方向不平行的，一般用傅立叶变换进行滤波处理的方法比较方便。 （2）除坏线和条带 去除遥感图像中的坏线。遥感图像中通常会出现与扫描方向平行的条带，还有一些与辐射信号无关的条带噪声，一般称为坏线。一般采用傅里叶变换和低通滤波进行消除或减弱。
2．薄云处理 由于天气原因，对于有些遥感图形中出现的薄云可以进行减弱处理。 3．阴影处理 由于太阳高度角的原因，有些图像会出现山体阴影，可以采用比值法对其进行消除。二．几何纠正
通常我们获取的遥感影像一般都是Level2级产品，为使其定位准确，我们在使用遥感图像前，必须对其进行几何精纠正，在地形起伏较大地区，还必须对其进行正射纠正。特殊情况下还须对遥感图像进行大气纠正，此处不做阐述。 1．图像配准 为同一地区的两种数据源能在同一个地理坐标系中进行叠加显示和数学运算，必须先将其中一种数据源的地理坐标配准到另一种数据源的地理坐标上,这个过程叫做配准。 （1）影像对栅格图像的配准 将一幅遥感影像配准到相同地区另一幅影像或栅格地图中，使其在空间位置能重合叠加显示。 （2）影像对矢量图形的配准 将一幅遥感影像配准到相同地区一幅矢量图形中，使其在空间位置上能进行重合叠加显示。2．几何粗纠正
遥感与地理信息工程系 The Department of Remote Sensing and GIS Engineering (遥感与地理信息工程应用中心) (The Applied Centre of Remote Sensing and GIS Engineering) 遥感与地理信息工程系(遥感与地理信息工程应用中心)的前身是老地理学系的测绘教研室，由缪鸿基教授于1978年创建，1996年扩展为地图学与GIS教研室。2002年成立地理科学与规划学院时，与1989年建立的遥感应用中心合并，建立了遥感与地理信息工程系和遥感与地理信息工程应用中心，一套人马，两块牌子。系为实体，面向教学；中心为虚体，面向科研。 本系（中心）现有人员15人，其中：教授4人，副教授2人，讲师6人，工程师2人，助教1人；具有博士学位7人，硕士学位6人。目前有一个地理信息系统（理科）本科专业、一个地图学与地理信息系统（理科）硕士点和一个地图学与地理信息系统（理科）博士点。500平方米的GIS实验室现有120台IBM高档微机、国内外主流GIS软件、遥感图象处理软件、相应的测绘、光谱分析仪器等。 地学应用是本系（中心）的主要科研方向，承担了多项国家级科研项目和大量的地方应用项目，在许多方向上具较高的学术水平，如：城市发展CA模拟、模糊对象的动态性、城市土地利用变化、海洋遥感、大气污染遥感探测、自适应结构化地图自动概括等。本系教师发表的SCI论文数量位于全国前列。 https://www.doczj.com/doc/4f6688842.html,/lab/introduce.asp https://www.doczj.com/doc/4f6688842.html,/lab/introduce.asp 中心简介： 上海大学遥感与空间信息科学研究中心是依托上海大学通信与信息工程学院成立的一个科研机构，中心于2005年10月正式批准成立（见上大内［2005］254号文件）。中心以自然科学与社会科学交叉、渗透、融合为特色，以遥感与空间信息科学的基础研究和应用基础研究为主要研究领域。 中心的建设目标是：发扬科学与民主精神、加强学风建设，营造一个宽松和谐、学术民主、既有公平竞争又有团结合作，开拓创新、勇于探索的科研教学环境。在多学科共同支撑下通过主持或参与国家重大科研项目，凝聚、锻炼、培养和造就一支有实力、有特色、有竞争力的科研队伍，在遥感与空间信息科学领域的前沿和热点开展前瞻性、原创性的基础研究和应用研究，为遥感与空间信息科学的学科发展提供远期的科研储备和发展平台。 本中心的主要学科研究方向为遥感与地理信息系统。遥感与地理信息系统是空间信息科学的重要组成部分，大力发展以激光对地综合探测为主的空间信息科学是国家“十一五”的重大需求。本学科研究方向在开展遥感与GIS领域的常规研究的同时，在未来三年内将把研究重点放在机（星）载激光雷达和多光谱数据的对地成像综合立体精确探测系统研究上，开展本项研究是国家对大气、陆地和海洋精确立体综合探测的迫切需求，也是遥感技术自身发展进步的要求。对于构建先进的空、天基激光雷达对地立体探测系统至关重要，其研究成果在丰富和扩展遥感数字图像处理的内涵和外延，在空间信息的获取理论和实践上均有较高价值，可满足国家和上海地区社会、经济发展对高质量、深层次空间信息的不断增长需求，服务社会经济建设。 福建省空间信息工程研究中心（SIRC），是福建省国民经济信息化重大工程计划—“数字福建”的技术支撑、人才培养基地和产、学、研联合开放实验室，主要从事地球信息科学与技
遥感原理与应用复习题 一、名词概念 1. 遥感 广义：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。 狭义：是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的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. 传感器 传感器是遥感技术中的核心组成部分，是收集和记录地物电磁辐射能量信息的装置，如光学摄影机、多光谱扫描仪等，是获取遥感信息的关键设备。 3. 遥感平台 遥感平台是转载传感器进行探测的运载工具，如飞机、卫星、飞船等。按其飞行高度不同可分为近地平台、航空平台和航天平台。 4. 地物反射波谱曲线 地物的反射率随入射波长变化的规律称为地物反射波谱，按地物反射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物反射波谱曲线（横坐标为波长值，纵坐标为反射率） 5. 地物发射波谱曲线 地物的发射率随波长变化的规律称为地物的发射波谱。按地物发射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物发射波谱曲线。（横坐标为波长值，纵坐标为总发射） 6. 大气窗口 通常把通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。 7. 瑞利散射 当微粒的直径比辐射波长小许多时，也叫分子散射。 8. 遥感平台 遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台。 遥感平台按平台距地面的高度大体上可分为地面平台、航空平台和航天平台三类。 9. TM 即专题测图仪，是在MSS基础上改进发展而成的第二代多光谱光学-机械扫描仪，采用双向扫描。 10. 空间分辨率 图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬间视场或地面物体能分辨最小单元，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。 11. 时间分辨率 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。 12. 波谱分辨率 波谱分辨率指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔，也称光谱分辨率。间隔愈小，分辨率愈高。 13. 辐射分辨率 指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。 14. 传感器 传感器，也叫敏感器或探测器，是收集、探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器。
北京揽宇方圆信息技术有限公司 遥感卫星图像处理方法 随着遥感技术的快速发展，获得了大量的遥感影像数据，如何从这些影像中提取人们感兴趣的对象已成为人们越来越关注的问题。但是传统的方法不能满足人们已有获取手段的需要，另外GIS的快速发展为人们提供了强大的地理数据管理平台，GIS数据库包括了大量空间数据和属性数据，以及未被人们发现的存在于这些数据中的知识。将GIS技术引入遥感图像的分类过程，用来辅助进行遥感图像分类，可进一步提高了图像处理的精度和效率。如何从GIS数据库中挖掘这些数据并加以充分利用是人们最关心的问题。GIS支持下的遥感图像分析特别强调RS和GIS的集成，引进空间数据挖掘和知识发现（SDM&KDD）技术，支持遥感影像的分类，达到较好的结果，专家系统表明了该方法是高效的手段。 遥感图像的边缘特征提取观察一幅图像首先感受到的是图像的总体边缘特征，它是构成图像形状的基本要素，是图像性质的重要表现形式之一，是图像特征的重要组成部分。提取和检测边缘特征是图像特征提取的重要一环，也是解决图像处理中许多复杂问题的一条重要的途径。遥感图像的边缘特征提取是对遥感图像上的明显地物边缘特征进行提取与识别的处理过程。目前解决图像特征检测/定位问题的技术还不是很完善，从图像结构的观点来看，主要是要解决三个问题:①要找出重要的图像灰度特征；②要抑制不必要的细节和噪声；③要保证定位精度图。遥感图像的边缘特征提取的算子很多，最常用的算子如Sobel算子、Log算子、Canny算子等。 1）图像精校正 由于卫星成像时受采样角度、成像高度及卫星姿态等客观因素的影响，造成原始图像非线性变形，必须经过几何精校正，才能满足工作精度要求一般采用几何模型配合常规控制点法对进行几何校正。 在校正时利用地面控制点(GCP)，通过坐标转换函数，把各控制点从地理空间投影到图像空间上去。几何校正的精度直接取决于地面控制点选取的精度、分布和数量。因此，地面控制点的选择必须满足一定的条件，即：地面控制点应当均匀地分布在图像内；地面控制点应当在图像上有明显的、精确的定位识别标志，如公路、铁路交叉点、河流叉口、农田界线等，以保证空间配准的精度；地面控制点要有一定的数量保证。地面控制点选好后，再选择不同的校正算子和插值法进行计算，同时，还对地面控制点(GCPS)进行误差分析，使得其精度满足要求为止。最后将校正好的图像与地形图进行对比，考察校正效果。 2）波段组合及融合 对卫星数据的全色及多光谱波段进行融合。包括选取最佳波段，从多种分辨率融合方法中选取最佳方法进行全色波段和多光谱波段融合，使得图像既有高的空间分辨率和纹理特性，又有丰富的光谱信息，从而达到影像地图信息丰富、视觉效果好、质量高的目的。 3）图像镶嵌
内蒙古农业大学考试试题答案及评分标准 阅卷时要对照参考答案认真审阅，小分计算应合理准确。对名词解释要看基本要点是否答出，对计算数据要充分考虑由于计算器四舍五入而带来的结果差异。对作图题更应考虑到量测的误差因素。对于与本试题无关的文字与数据既不加分也不扣分。阅卷时正确的文字与数据给以加正分，不作扣分处理。 对每小题的得分、每大题的得分计算及卷面总得分要进行百分之百的审核，对审核出错误的分数要改正过来，并且阅卷者要进行签名。 阅卷时要精力充沛，集中思想，尽量不出差错。使用红色中性笔批阅。 一、名词解释（每小题5分，共20分） 共4个名词解释题，每小题分值为5分，总计20分。根据叙述的完整性与正确性每小题给与1至5分。每小题叙述完整正确得5分，叙述不正确或没叙述不得分。 1.什么是遥感？（5分） 答：遥感是通过不接触被探测的目标，利用传感器获取目标数据通过对数据进行分析，获取被探测目标、区域和现象的有用信息。 2.何为大气窗口？ 答：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大气窗口。 3. 什么是地理信息系统？ 答：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。 4.什么是拓扑关系？ 答：拓扑结构是明确定义空间数据结构关系的一种数学方法，在地理信息系统中不但用于空间数据的编辑和组织，在空间数据的分析与应用中都具有重要意义，包括拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。 二、选择题（每小题2分，共20分） 本题共10小题，每小题分值为2分，总分值为20分。每小题选择正确得2分，选择错误不得分，模糊不清不得分，多选不得分。 1.以遥感车为遥感平台属于（A.地面遥感） A.地面遥感 B.航天遥感 C.航空遥感D摄影遥感 2.不属于电磁波的波动特性的是（D.辐射量子） A.衍射 B.干涉 C.极化 D.辐射量子 3.下列卫星哪个属于气象卫星（B.NOAA ）
A卷参考答案要点 名词解释 1．绝对黑体：指能够全部吸收而没有反射电磁波的理想物体。 2．大气窗口：大气对电磁波有影响，有些波段的电磁波通过大气后衰减较小，透过率较高的波段。3．图像融合：由于单一传感器获取的图像信息量有限，难以满足应用需要，而不同传感器的数据又具有不同的时间、空间和光谱分辨率以及不同的极化方式，因此，需将这些多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像，这个过程即图像融合。 4．距离分辨力：指测视雷达在发射脉冲方向上能分辨地物最小距离的能力。它与脉冲宽度有关，而与距离无关。 5．特征选择：指从原有的m个测量值集合中，按某一规则选择出n个特征，以减少参加分类的特征图像的数目，从而从原始信息中抽取能更好的进行分类的特征图像。即使用最少的影像数据最好的进行分类。 二、简答题（45） 1．分析植被的反射波谱特性。说明波谱特性在遥感中的作用。 由于植物进行光合作用，所以各类绿色植物具有相似的反射波谱特性，以区分植被与其他地物。 （1）由于叶绿素对蓝光和红光吸收作用强，而对绿色反射作用强，因而在可见光的绿波段有波峰，而在蓝、红波段则有吸收带； （2）在近红外波段（0.8-1.1微米）有一个反射的陡坡，形成了植被的独有特征； （3）在近红外波段（1.3-2.5微米）受绿色植物含水量的影响，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类，以及受到季节、病虫害、含水量、波谱段不同等影响使得植物波谱间依然存在细部差别。 波谱特性的重要性： 由于不同地物在不同波段有着不同的反射率这一特性，使得地物的波谱特性成为研究遥感成像机理，选择遥感波谱段、设计遥感仪器的依据；在外业测量中，它是选择合适的飞行时间和飞行方向的基础资料；有效地进行遥感图像数字处理的前提之一；用户判读、识别、分析遥感影像的基础；定量遥感的基础。 2．遥感图像处理软件的基本功能有哪些？ 1）图像文件管理——包括各种格式的遥感图像或其他格式的输入、输出、存储以及文件管理等； 2）图像处理——包括影像增强、图像滤波及空间域滤波，纹理分析及目标检测等； 3）图像校正——包括辐射校正与几何校正； 4）多图像处理——包括图像运算、图像变换以及信息融合； 5）图像信息获取——包括直方图统计、协方差矩阵、特征值和特征向量的计算等； 6）图像分类——非监督分类和监督分类方法等； 7）遥感专题图制作——如黑白、彩色正射影像图，真实感三维景观图等地图产品； 8）三维虚拟显示——建立虚拟世界； 9）GIS系统的接口——实现GIS数据的输入与输出等。 3．遥感图像目视判读的依据有哪些，有哪些影响因素？ 地物的景物特征：光谱特征、空间特征和时间特征。 影响因素包括：地物本身复杂性，传感器的性能以及目视能力。
卫星图像处理流程 一．图像预处理 1．降噪处理 由于传感器的因素，一些获取的遥感图像中，会出现周期性的噪声，我们必须对其进行消除或减弱方可使用。 （1）除周期性噪声和尖锐性噪声 周期性噪声一般重叠在原图像上，成为周期性的干涉图形，具有不同的幅度、频率、和相位。它形成一系列的尖峰或者亮斑，代表在某些空间频率位置最为突出。一般可以用带通或者槽形滤波的方法来消除。 消除尖峰噪声，特别是与扫描方向不平行的，一般用傅立叶变换进行滤波处理的方法比较方便。 图1 消除噪声前
图2 消除噪声后 （2）除坏线和条带 去除遥感图像中的坏线。遥感图像中通常会出现与扫描方向平行的条带，还有一些与辐射信号无关的条带噪声，一般称为坏线。一般采用傅里叶变换和低通滤波进行消除或减弱。 图3 去条纹前
图4 去条纹后 图5 去条带前
图6 去条带后 2．薄云处理 由于天气原因，对于有些遥感图形中出现的薄云可以进行减弱处理。 3．阴影处理 由于太阳高度角的原因，有些图像会出现山体阴影，可以采用比值法对其进行消除。二．几何纠正 通常我们获取的遥感影像一般都是Level2级产品，为使其定位准确，我们在使用遥感图像前，必须对其进行几何精纠正，在地形起伏较大地区，还必须对其进行正射纠正。特殊情况下还须对遥感图像进行大气纠正，此处不做阐述。 1．图像配准 为同一地区的两种数据源能在同一个地理坐标系中进行叠加显示和数学运算，必须先将其中一种数据源的地理坐标配准到另一种数据源的地理坐标上,这个过程叫做配准。（1）影像对栅格图像的配准 将一幅遥感影像配准到相同地区另一幅影像或栅格地图中，使其在空间位置能重合叠加显示。
西南林业大学 课程实习报告 课程名称：遥感与地理信息系统 指导教师：张加龙 实习时间：12.24-12.26 实习内容：昆明市盘龙江下游区 域遥感影像矢量化分析与制图 姓名：张培 学号： 20110455079 专业：林学 提交时间：2013.12.30
一、实验目的 1.了解GIS、RS的基本原理，熟练掌握ArcGIS软件的使用。 2.能使用软件进行图像的矢量化、建库、空间分析、制图等操作。 3.熟悉掌握遥感与地理信息系统的理论知识。 4.熟悉ArcGIS软件的操作，进行遥感图像的矢量化。 二、实习内容 根据盘龙江下游卫星影像图，把卫星影像图进行棚格数据的矢量化，并制成地图谈谈对该区林业建设的看法。 三、实习具体操作步骤 （1）个人数据库的建立 影像图为盘龙江下游卫星影像图。启动ArcCatalog，在E盘新建文件夹下新建个人数据库，要素集以kunming命名，在个人数据库下面以西安WGS1984坐标系为标准，分别新建要点线面的要素类:DLTB、XZDW、point。如图:
线、面的要素类的建立同上面的步骤一样，但是需要更改一下要素类型，线的改成线要素，面的改成面要素就完成了。 （2）卫星图片的矢量化 以卫星影像图当做背景，矢量化图层并建立地类图班数据库，土地分类可参考老师所给的第二次全国土地调查云南省土地分类表为标准。先打开Arcmap，添加影像图为盘龙江下游卫星影像图和kunming下面的点线面三个要素。将上述新建的几个要素导入其中，打开“编辑器”，新建立多边形，通过目视判读，用不同的颜色表示不同的要素类别。同一小组内的两名同学，把该影像图分为上下两块，每个人分别对自己的地域进行描图。当图描好以后，开始进行图形的合并，合并出来的图形有重叠的部分，和空隙的部分。我们应用拓扑关系查找出相应的重叠区、空隙区得位置，一个一个修改，直到没有错误为止。然后再对图像上面渲染，选择适合的颜色把各个用地区分开来，下表就是老师给的图地分类标准，编辑属性主要的步骤是:根据目视判读，新建各地类的多边形，画出多边形后，打开其 属性表，并根据给的标准在属性表中编辑信息。
第一章遥感概述 1、阐述遥感的基本概念。 2、 遥感探测系统包括哪几个部分？ 3、与传统对地观测手段比较，遥感有什么特点？举例说明。 4、遥感有哪几种分类？分类依据是什么？ 5、 试述当前遥感发展的现状及趋势。 第二章 遥感的物理基础 1、大气对通过其中传播的电磁波的散射有哪几类？他们各有什么特点。 2、 什么是大气窗口？常用于遥感的大气窗口有哪些？ 3、 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。 4、请绘出小麦、湿地、沙漠、雪的典型光谱曲线图，并分别对这些光谱反射率曲线的特征及其成因作出说明。 5、 遥感某火电厂冷却水的热污染（温度梯度为90-50度），试问在哪个波段、选用何种传感器，在每天什么时刻及天气状况下，遥感最为有利，为什么（b=2.898×10-3m.K，计算精确到0.1um）。 6、 熟悉颜色的三个属性。明度、色调、饱和度，选取自然界的某些颜色例如：树叶、鲜花、土地等，比较它们三种属性区别。 7、 光的合成怎样推算新颜色？用色度图说明。 8、加色法和减色法在原理上有什么不同？举例说明什么时候用加色法，什么时候用减色法？ 9、 利用标准假彩色影像并结合地物光谱特征，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。 第三章
遥感图象获取原理 1、主要遥感平台有哪些，各有何特点？ 2、摄影成像的基本原理是什么？其图像有何特征？ 3、 扫描成像的基本原理是什么？扫描图像与摄影图像有何区别？ 4、如何评价遥感图像的质量？ 第四章 航空遥感与航空像片 1、按摄影机主光轴与铅垂线的关系，航空摄影可公为哪几类？ 2、 影响航空像片比例尺的因素有哪些？怎样测定像片的比例尺？ 3、比较航空摄影像片与地形图的投影性质有什么差别？ 4、 什么是像点位移？引起像点位移的主要原因是什么？ 第五章航天遥感与卫星图像 1、 试从技术特性和应用两方面，对航天（卫星）遥感与航空遥感作一比较。 2、航天遥感平台主要有哪些？各有什么特点？ 3、 地球资源卫星主要有哪些？常用的产品有哪几类？ 4、简述卫星图像的主要特征。 第六章遥感数字图像处理 1、数字图像的基本概念是什么？ 2、 什么叫辐射误差，其主要来源有哪些？ 3、什么叫大气校正？试说明回归分析和直方图校正的原理。 4、 几何校正过程中为什么要进行像元灰度重采样？有几种方法？各有何优劣？几何校正时对GCP有何要求？ 5、
26041001 答案仅供参考 第一章遥感物理基础 √1 遥感定义：在不接触的情况下对目标或自然现象远距离感知的一门探测技术；狭义指对地观测，从不同高度工作平台上通过传感器，对地面目标的电磁波反射或辐射进行探测，经信息记录传输处理和解译分析，对地球资源与环境进行探测和监测的综合性技术。 √原理：一切物体，由于其种类、特征和环境不同，而具有完全不同的电磁波的反射或发射辐射特征，遥感根据电磁波来判断地物 目标和自然现象。 √分类：按遥感平台分为地面、航空、航天遥感；按工作方式分为主动式、被动式遥感；按工作波段分为紫外、可见光、红外、微 波、多光谱和高光谱遥感。 √作用：广泛应用于城市规划、农作物估产、资源调查、地质勘探、环境保护等诸多领域。 √优点：大面积同步观测，时效性、数据客观性、综合性、可比性、经济性。 √2电磁波谱：把各种电磁波按照波长或频率的大小依次排列，就形成了电磁波谱。 √3绝对黑体：能够完全吸收任何波长电磁辐射的物体 4灰体：在各种波长处的发射率相等的物体。 6大气窗口：电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的，透过率较高的波段。 7发射率：实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比。 8光谱反射率：物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。 9波粒二象性：电磁波具有波动性和粒子性。 √10光谱反射特性曲线：反射波谱曲线是物体的反射率随波长变化的规律，以波长为横轴，反射率为纵轴的曲线。 11绝对温度：以-273.16摄氏度为绝对零度表示的温度。 √地球辐射：地球上的能源来自太阳的直射能量（太阳直射光）与天空慢入射的的能量（天空光或天空慢射光），一般白天收入大于支 出，地面温度不断升高；被地表吸收的太阳辐射能，又重新被地表辐射，分短波、长波辐射，短波辐射以地球表面对太 阳的反射为主，地球自身的热辐射可忽略不计；长波辐射只考虑地标物体自身的热辐射，该区域内太阳辐照影响极小， 介于两者之间的中红外波段太阳辐射和热辐射影响均有，不能忽略。 √物体的反射辐射：当电磁波辐射到达两种不同介质的分界面时，入射能量的一部分或全部返回原介质的现象为反射，反射能量占入 射能量的比例为反射率，反射分镜面反射、漫反射、方向反射。 √大气对电磁辐射传输的作用：影响包括散射、吸收、反射、扰动、折射和偏振，对于遥感数据来说，主要的影响因素是散射和吸收。 √散射类型：瑞利散射、米氏散射、无选择性散射。 （详细见书P-28）√1黑体辐射遵循哪些规律？ （1与黑体辐射曲线下的面积成正比的总辐射通量密度W 随温度T 的增加而迅速增加。 (2 绝对黑体表面上，单位面积发射的总辐射能与绝对温度的四次方成正比。 (3 黑体的绝对温度升高时，它的辐射峰值向短波方向移动。 (4 好的辐射体一定是好的吸收体。 (5 不同温度的黑体（物体），在任何波段的辐射通量密度是不同的，绝对温度 T 越高，所有波长上的波普辐射通量密度也越大。 √2电磁波谱由哪些不同特性的电磁波段组成？遥感中所用的电磁波段主要有哪些？ a.包括无线电波、微波、红外波、可见光、紫外线、x 射线、伽玛射线等 b.微波、红外波、可见光、紫外√3物体的辐射通量密度与哪些因素有关？常温下黑体的辐射峰值波长是多少？ （1 温度和波长 （2. b 为常数2897.8 约为9.72um （）常温25摄氏度，3叙述沙土、植物、和水的光谱反射率随波长变化的一般规律。 1）沙土：自然状态下，土壤表面反射曲线呈比较平滑的特征，没有明显的峰值和谷值。干燥条件下，土壤的波谱特征主要与成 土矿物和土壤有机质有关。土壤含水量增加，土壤的反射率就会下降 √2）植物：在可见光波段绿光附近有一个波峰，两侧蓝、红光部分各有一个吸收带 ，近红外波段（0.8-1.0um ）有一个有一个反射陡 坡，至 1.1um 附近有一峰值。近红外波段（ 1.3-2.5um ）吸收率大增反射率下降。3）水：水体的反射主要在可见光中的蓝绿光波段，近红外和中红外波段纯净的自然水体的反射率很低，几乎趋近于零。水中含 有泥沙，可见光波段反射率会增加，含有水生植物时，近红外波段反射增强。 4地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？ 答：太阳位置，传感器位置，地理位置，地形，季节气候变化，地面温度变化，地物本身的变异，大气状况。 √5何为大气窗口？分析形成大气窗口的原因。b T m ax
一．预处理 1．降噪处理 由于传感器的因素，一些获取的遥感图像中，会出现周期性的噪声，我们必须对其进行消除或减弱方可使用。 （1）除周期性噪声和尖锐性噪声 周期性噪声一般重叠在原图像上，成为周期性的干涉图形，具有不同的幅度、频率、和相位。它形成一系列的尖峰或者亮斑，代表在某些空间频率位置最为突出。一般可以用带通或者槽形滤波的方法来消除。 消除尖峰噪声，特别是与扫描方向不平行的，一般用傅立叶变换进行滤波处理的方法比较方便。 （2）除坏线和条带 去除遥感图像中的坏线。遥感图像中通常会出现与扫描方向平行的条带，还有一些与辐射信号无关的条带噪声，一般称为坏线。一般采用傅里叶变换和低通滤波进行消除或减弱。
2．薄云处理 由于天气原因，对于有些遥感图形中出现的薄云可以进行减弱处理。 3．阴影处理 由于太阳高度角的原因，有些图像会出现山体阴影，可以采用比值法对其进行消除。二．几何纠正
通常我们获取的遥感影像一般都是Level2级产品，为使其定位准确，我们在使用遥感图像前，必须对其进行几何精纠正，在地形起伏较大地区，还必须对其进行正射纠正。特殊情况下还须对遥感图像进行大气纠正，此处不做阐述。 1．图像配准 为同一地区的两种数据源能在同一个地理坐标系中进行叠加显示和数学运算，必须先将其中一种数据源的地理坐标配准到另一种数据源的地理坐标上,这个过程叫做配准。 （1）影像对栅格图像的配准 将一幅遥感影像配准到相同地区另一幅影像或栅格地图中，使其在空间位置能重合叠加显示。 （2）影像对矢量图形的配准 将一幅遥感影像配准到相同地区一幅矢量图形中，使其在空间位置上能进行重合叠加显示。2．几何粗纠正
摘要 在面向对象的影像分类方法中，首先需要将遥感影像分割成有意义的影像对象集合，进而在影像对象的基础上进行特征提取和分类。本文针对面向对象影像分类思想的关键环节展开讨论和研究，(1) 采用基于改进分水岭变换的多尺度分割算法对高分辨率遥感影像进行分割。构建了基于高斯尺度金字塔的多尺度视觉单词，并且通过实验证明其表达能力优于经典的词包表示。最后，在词包表示的基础上，利用概率潜在语义分析方法对同义词和多义词较强的鉴别能力对影像对象进行分析，找出其最可能属于的主题或类别，进而完成影像的分类。 近些年来，随着航空航天平台与传感器技术的高速发展，获取的遥感影像的分辨率越来越高。高分辨率遥感影像在各行业部门的应用也越来越广泛，除了传统的国土资源、地质调查和测绘测量等部门，还涉及到城市规划、交通旅游和环境生态等领域，极大地拓展了遥感影像的应用范围。因此，对高分辨率遥感影像的处理分析成为备受关注的领域之一。高分辨率遥感影像包括以下三种形式：高空间分辨率（获取影像的空间分辨率从以前的几十米提高到1 至5 米，甚至更高）；高光谱分辨率（电磁波谱被不断细分，获取遥感数据的波段数从几十个到数百个）；高时间分辨率（遥感卫星的回访周期不断缩短，在部分区域甚至可以连续观测）。本文所要研究的高分辨率遥感影像均是指“高空间分辨率”影像。 相对于中低分辨率的遥感数据，高空间分辨率遥感影像具有更加丰富的空间结构、几何纹理及拓扑关系等信息，对认知地物目标的属性特征更加方便，如光谱、形状、纹理、结构和层次等。另外，高分辨率遥感影像有效减弱了混合像元的影响，并且能够在较小的空间尺度下反映地物特征的细节变化，为实现更高精度的地物识别和分类提供了可能。 然而，传统的遥感影像分析方法主要基于“像元”进行，它处于图像工程中的“图像处理”阶段（见图1-1），已然不能满足当今遥感数据发展的需求。基于“像元”的高分辨率遥感影像分类更多地依赖光谱特征，而忽视影像的纹理、形状、上下文和结构等重要的空间特征，因此，分类结果会产生很严重的“椒盐(salt and pepper)现象”，从而影响到分类的精度。虽然国内外的很多研究人员针对以上缺陷提出了很多新的方法，如支持向量机(Support Vector Machine，SVM) 、纹理聚类、分层聚类(Hierarchical Clustering) 、神经网络(Neural Network, NN)等，但仅依靠光谱特征的基于像元的方法很难取得更好的分类结果。基于“像元”的传统分类方法还有着另一个局限：无法很好的描述和应用地物目标的尺度特征，而多尺度特征正是遥感信息的基本属性之一。由于在不同的空间尺度上，同样的地表空间格局与过程会表现出明显的差异，因此，在单一尺度下对遥感影像进行分析和识别是不全面的。为了得到更好的分类结果，需要充分考虑多尺度特征。 针对以上问题，面向对象的处理方法应运而生，并且逐渐成为高空间分辨率遥感影像分析和识别的新途径。所谓“面向对象”，即影像分析的最小单元不再是传统的单个像元，而是由特定像元组成的有意义的同质区域，也即“对象”；因此，在对影像分析和识别的过程
《遥感及地理信息系统》答案海洋学院2002级遥感及地理信息系统课程考试B卷 考试日期：2005年1月19日时间：13:30-15:30 地点: 南楼112 要点：不需要死记硬背，主要看理解程度；2、重要的是要点与思路。 一基本概念（每题4分） 1、遥感（RS）与地理信息系统（GIS）。 答：广义的遥感泛指一切无接触的远距离探测，包括电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。狭义的定义指的是应用探测仪器，不与目标物相接触，从远处把目标的电磁波特性特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合探测技术。GIS：不仅与属性，而且与空间有关的信息系统，因此除了属性管理功能外，更重要的是其空间分析功能。 2、大气窗口及其主要光谱段。 答：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的、透过率较高的波段称为大气窗口。 大气窗口的光谱段主要有： ，为紫外、可见光、近红外波段。 和，为近、中红外波段。 ，为中红外波段。 8-14μm，为远红外波段。 ，为微波波段。 3、节点、顶点；线段、弧。 答：线的起点、终点和交点称为节点，线的中间点称为顶点。 节点之间的线段称为弧，它具有方向性，顶点之间的曲线称为线段。 4、元数据 答：是关于数据的数据，是有关数据和信息资源的描述信息。地理元数据是关于地理相关
的数据和信息资源的描述信息。它通过对地理空间数据的内容，质量、条件和其他相关特征进行描述与说明，帮助人们有效地定位、评介、获取和使用地理相关数据。 二简述题（每题6分） 1、简述GIS、遥感（RS）与全球定位系统（GPS）三者的关系。 它们呈现三角关系，具体的讲，GIS与RS的关系是RS是GIS的数据源，GIS是RS数据抽象和管理的手段；GIS与GPS的关系是GPS是GIS数据定位的重要手段，通过GPS可以使GIS中的数据定位更精确，G反过来GIS又使GPS的定位更精确和全面；GPS与RS的关系是，GPS指导RS的影像数据的定位，纠正RS影像数据的变形和误差，RS通过影像全局性地确定GPS的定位情况。 2、GIS的基本框架及基本功能。 根据图的基本框架,GIS的基本功能: 数据输入与编辑功能,GIS建库功能;基本查询;空间分析,数据输出和可视化,数据转换,投影等功能. 3、画图并写出GIS中求多边形面积的计算公式，并作简要说明。 其中的一种方法是梯形法， 见上图，具体的计算公式如下： s=1/2Σ(x i+1-x i )(y i+1 +y i ) 具体图见教材p117 (x i+1-x i )项有正有负，但对这个多边形一周循环计算后多边形以外部分正好抵消。 4、GIS数据输入的几种方法简述。 大致分三种：数字化，矢量化与数据转换。（回答时适当的具体展开一下。） 三问答题（每题15分） 1、试论遥感系统的组成，遥感的特点及在地质中的应用。 分为5部分，分别为：信息源，信息获取，信息记录与传输，信息处理，信息应用。特点：大面积同步观测；时效性；数据的综合与可比性；经济性；局限性。 在地质中的应用：分为岩性识别；地质构造识别；构造运动的分析三大应用。
理塘-德巫断裂卫星影像地图制作（1:10万） ——以ETM数据为例 一、主流处理软件对比介绍 ENVI，ERDAS，PCI 软件功能不作具体说明，ENVI和ERDAS较为主流，各个软件各有自己的优缺点，比如ENVI中提供的数据融合方法就没有ERDAS中的多，ERDAS(破解版)中无法做DEM提取工作；ENVI的影像波段显示和数据操作较为简便，菜单功能有很多重复；PCI破解版本较低。另外，每个软件对不同类型的卫星遥感影像可能有各自的处理模块，所以也不能绝对就以某一类软件为主，如果遇到一些问题，一类软件解决不了，可以尝试用另一类软件。如在中科院网站下载的ＥＯＳ原始卫星数据打不开，用ＰＣＩ就能打开，然后转换成ENVI STANDSRD格式或者ERDAS IMAGINE格式，即可处理了。最后，哪种能免费下载，哪种版本功能多，就用哪种吧，没的讲究。 二、数据准备（建议查看百度文库：《遥感影像的获取及处理sky》） （1）介绍 （2）来源 A https://www.doczj.com/doc/4f6688842.html,/cs_cn/ https://www.doczj.com/doc/4f6688842.html,/cs_cn/中科院对地中心 B https://www.doczj.com/doc/4f6688842.html,/EarthExplorer/ USGS网站 C Ftp://https://www.doczj.com/doc/4f6688842.html,马里兰大学FTP（Landsat 4-7数据存放于WRS2下，建议用360浏览器浏览，） 说明：A, B注册后，方可下载。USGS上的数据比对地中心要新一些，格式种类要多，有许多是经过正射矫正（Orthorectified）的数据，做图可以直接拿来用，另外，landsat 7在2003年以后的数据（SLC-off）由于卫星故障，有条带，虽然修复过，最好不用，具体说明见中科院对地中心数据下载网站。C里面数据类型丰富，包括ASTER，QUICKBIRD，EOS等等，可以作为练习数据使用。 D 下载前准备：查询数据行列号（Path/Row）以下是Landsat 7 影像行列号
遥感及地理信息系统答 案 内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
《遥感及地理信息系统》答案 海洋学院2002级遥感及地理信息系统课程考试B卷考试日期：2005年1月19日时间：13:30-15:30 地点: 南楼112 要点：不需要死记硬背，主要看理解程度；2、重要的是要点与思路。 一基本概念（每题4分） 1、遥感（RS）与地理信息系统（GIS）。 答：广义的遥感泛指一切无接触的远距离探测，包括电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。狭义的定义指的是应用探测仪器，不与目标物相接触，从远处把目标的电磁波特性特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合探测技术。 GIS：不仅与属性，而且与空间有关的信息系统，因此除了属性管理功能外，更重要的是其空间分析功能。 2、大气窗口及其主要光谱段。 答：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的、透过率较高的波段称为大气窗口。 大气窗口的光谱段主要有： 0.3-1.3μm，为紫外、可见光、近红外波段。 1.5-1.8μm和 2.0- 3.5μm，为近、中红外波段。 3.5-5.5μm，为中红外波段。 8-14μm，为远红外波段。 0.8-2.5cm，为微波波段。 3、节点、顶点；线段、弧。
答：线的起点、终点和交点称为节点，线的中间点称为顶点。 节点之间的线段称为弧，它具有方向性，顶点之间的曲线称为线段。 4、元数据 答：是关于数据的数据，是有关数据和信息资源的描述信息。地理元数据是关于地理相关的数据和信息资源的描述信息。它通过对地理空间数据的内容，质量、条件和其他相关特征进行描述与说明，帮助人们有效地定位、评介、获取和使用地理相关数据。 二简述题（每题6分） 1、简述GIS、遥感（RS）与全球定位系统（GPS）三者的关系。 它们呈现三角关系，具体的讲，GIS与RS的关系是RS是GIS的数据源，GIS是RS数据抽象和管理的手段；GIS与GPS的关系是GPS是GIS数据定位的重要手段，通过GPS可以使GIS中的数据定位更精确，G反过来GIS又使GPS的定位更精确和全面；GPS与RS的关系是，GPS指导RS的影像数据的定位，纠正RS影像数据的变形和误差，RS通过影像全局性地确定GPS的定位情况。 2、GIS的基本框架及基本功能。 根据图的基本框架,GIS的基本功能: 数据输入与编辑功能,GIS建库功能;基本查询;空间分析,数据输出和可视化,数据转换,投影等功能. 3、画图并写出GIS中求多边形面积的计算公式，并作简要说明。 其中的一种方法是梯形法， 见上图，具体的计算公式如下： s=1/2Σ(x i+1-x i )(y i+1 +y i ) 具体图见教材 p117
遥感原理与方法期末考试复习 第一章绪论 ★遥感的定义？遥感对地观测有什么特点？ 广义遥感：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场（磁力、重力）、机械波（声波、地震波）等的探测。实际工作中，重力、磁力、声波、地震波等的探测被划为物探（物理探测）的畴，只有电磁波探测属于遥感的畴。 狭义：是指对地观测，即从不同高度的工作平台上通过传感器，对地球表面目标的电磁波反射或辐射信息进行探测，并经信息记录、传输、处理和解译分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。 定义：遥感是指不与目标物直接接触，应用探测仪器，接收目标物的电磁波信息，并对这些信息进行加工分析处理，从而识别目标物的性质及变化的综合性对地观测技术。 英文定义：Remote Sensing 简写为RS(3S之一) 空间特点—全局与局部观测并举，宏观与微观信息兼取 时相特点—快速连续的观测能力 光谱特点—技术手段多样，可获取海量信息 经济特点—应用领域广泛，经济效益高 ★遥感技术系统有哪几部分组成？每部分的作用。 信息获取是遥感技术系统的中心工作 信息记录与传输工作主要涉及地面控制系统 信息处理通过各种技术手段对遥感探测所获得的信息进行各种处理 信息应用是遥感的最终目的，包括专业应用和综合应用 ☆遥感有哪几种分类方法及哪些分类？ 1）按遥感平台分：地面遥感、航空遥感和航天遥感 2）按工作方式分：主动式和被动式遥感.ps【主动式遥感是指传感器自身带有能发射电磁波的辐射源，工作时向探测区发射电磁波，然后接收目标物反射或散射的电磁波信息。被动式遥感是传感器本身不发射电磁波，而是直接接受地物反射的太线或地物自身的热辐射。】 3）按工作波段分：紫外、可见光、红外、微波遥感、多光谱和高光谱遥感 4）按记录方式分：成像和非成像遥感 5）按应用领域分：外层空间、大气层、陆地、海洋遥感等，具体应用领域可分为城市遥感、环境、农业和林业遥感、地质、气象、军事遥感等。 遥感对地观测技术现状及发展展望？ 现状（国）： 1）民用遥感卫星像系列化和业务化方向发展 2）传感器技术发展迅速 3）航空遥感系统日趋完善 4）国产化地球空间信息系统软件发展迅速 5）应用领域不断扩展 发展展望： 1）研制新一代传感器，以获得分辨率更高、质量更好的遥感数据 2）遥感图像信息处理技术发展迅速