遥感数字图像处理
第一部分
1.什么是图像？并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。
答：图像（ image ）是对客观对象的一种相似性的描述或写真。图像包含了这个客观对象的信息。是人们最主要的信息源。
按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分，图像可分为模拟图像和数字图像。模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，
它属于可见图像。数字图像是指被计算机储存，处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都
不连续的、用离散数字表示的图像，它属于不可见图像。
2. 怎样获取遥感图像？
答：遥感图像的获取是通过遥感平台搭载的传感器成像来获取的。根据传感器基本构造和成像原理不同。大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。
3. 说明遥感模拟图像数字化的过程。灰度等级一般都取2m（m是正整数），说明 m8
时的灰度情况。
答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。
①采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。空间采样可以将模拟图像
具有的连续灰度（或色彩）信息转换成为每行有N个像元、每列有M个像元的数字图像。
②量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到有 M× N 个像元点组合表示的图像，但其灰度
（或色彩）仍是连续的，不能用计算机处理。应进一步离散、归并到各个区间，分别用
有限个整数来表示，称为量化。
当 m 8 时，则得256个灰度级。若一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256 级，则灰度级别有256 个。用 0— 255 的整数表示。这里0 表示黑， 255 表示白，其他值居中渐变。
由于 8bit就能表示灰度图像像元的灰度值，因此称8bit量化。彩色图像可采用24bit量化，分别给红，绿，蓝三原色8bit ，每个颜色层面数据为0—255 级。
4.什么是遥感数字图像处理？它包括那些内容？
答：利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作，以求达到预期结果的技术，称作遥感数字图像处理。
其内容有：
①图像转换。包括模数（A/D）转换和数模（D/A）转换。图像转换的另一种含义是为
使图像处理问题简化或有利于图像特征提取等目的而实施的图像变换工作，如二维傅里叶变
换、沃尔什 - 哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换和小波变换等。
② 数字图像校正。主要包括辐射校正和几何校正两种。
③ 数字图像增强。采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，
突出所需信息的工作称为图像增强。图像增强处理不是以图像保真度为原则，而是设法有选
择地突出便于人或机器分析某些感兴趣的信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价
值。
④多源信息复合（融合）。
⑤遥感数字图像计算机解译处理。
5.说明遥感数字图像处理与其它学科之间的关系。
答：应具备的基础理论知识有：数学、地学、信息论、计算机、GIS、现代物理学。
6.说明全数字摄影测量系统的任务和主要功能。目前，比较著名的全数字摄影测量系
统有哪些？
答：全数字摄影测量系统的任务是利用数字影像完成摄影测量作业。主要功能有：数字
影像处理、单像量测、多像量测、摄影测量解算、等值线自动绘制、生成数字高程模型（DEM）与正射影像图、机助量测与解译、交互编辑等。
目前，比较著名的全数字摄影测量系统有四维公司的JX-4 、适普公司的VirtuoZo 、莱
卡公司经销的Helava 全数字摄影测量系统等。
第二部分
1. 说明遥感图像几何变形误差的主要类型。
答：遥感图像的几何变形误差可分为静态误差和动态误差两大类。静态误差是指在成像
过程中，传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差；动态误差主要是由于
在成像过程中地球的旋转所造成的图像变形误差。
2. 简述遥感数字图像几何纠正的一般过程。
答：①准备工作。
②输入原始数字图像。
③建立纠正变换函数。
④确定输出影像范围。
⑤像元几何位置变换。
⑥像元的等灰度重采样。
⑦输出纠正图像。
3.试述中心投影的航空像片、多光谱扫描仪图像、推扫式成像仪图像和真实孔径侧视
雷达图像各自的几何特征。
答：
①航空像片几何特征：
a. 地物点通过摄影中心与其成像点共一条直线。
b. 投影中心到像平面的距离为物镜主距 f 。
c.地面起伏使得各处影像比例尺不同。
d.地物由于成像平面倾斜其成像会发生变形。
e.具有高差的物体成像在像片上有投影差。
②多光谱扫描仪图像几何特征：
多光谱扫描仪使用点扫描方式，对地面景物靠扫描镜与卫星轨道相垂直方向的摆动或旋
转依次向下扫描，航向扫描则以飞行器的运行实现。几何特征有：
a. 点中心投影，瞬间成像一个点。垂直于飞行方向的扫描影像为圆弧，圆弧扫描线沿飞行
方向累加形成的圆柱面，构像方程在几何上等效于全景投影。
b. 在每个瞬间获得的不是一条缝隙影像，而是相应于地面方形地区（如79m× 79m）的
一个像元。
c. 在形成构像方程式时，应取每个像元的瞬间位置为该片坐标原点，因此像点坐标x=0，
y=0。
d. 对于每条圆弧扫描线，其几何关系等效于框幅摄影机以中心线（y=0）为基准沿旁向
倾斜一个扫描角θ后的情况，此时x 0, y f tg。
③真实孔径侧视雷达图像的几何特征
真实孔径侧视雷达是斜距投影，其图像的几何特征有：
a. 当波束照射到传感器一侧的物方斜面时，其波束到达斜面顶部的斜距之差△R 比地距之差（即水平距离之差）△ X 要小，即△ R 小于△ X 时，在图像上斜面应有的投影长度被缩短
了，这种现象称为透视收缩。
b. 透视收缩进一步发展，使得波束到达顶部的斜距比到达底部的斜距更短时，其顶部和底部是颠倒显示的，这种现象称为顶底位移。
c. 雷达阴影是由波束照射到有起伏的地形时，在斜面的背后往往存在微波不能到达的部
分，称雷达阴影（注意雷达阴影不是太阳光阴影，二者概念截然不同）。雷达阴影的斜距长
度可以由地形斜面的高度h 求出，它等于h cos。
4.为什么说中心投影构像是遥感影像构像的基础。
答：遥感影像中，框幅式影像属于纯中心投影构像，全景影像属于多中心等焦距圆柱投
影，多光谱影像属于多中心扫描投影， HRV影像属于多中心推扫扫描投影，合成孔径侧视雷达
属于多中心斜距投影。由此可见，中心投影构像是遥感影像构像的基础。
5.什么是内、外方位元素？
答：内方位元素：确定投影中心S 与像片坐标系之间关系的数据 f ， x0， y0称内方位元素。
外方位元素：确定投影中心S 与像片在地面坐标系中的位置的数据X S，Y S，Z S，, ,，称为外方位元素。
6. 什么是像空间辅助坐标系？
答：像空间辅助坐标系是一种过渡坐标系，它以摄站点（也就是投影中心）S 为坐标原点。在航空摄影测量中，其一，通常以铅垂方向（或设定的某一竖直方向）为Z 轴，并取航线方向为X 轴，这样有利于改正沿航线方向积累的系统误差。其二，以每条航线内第一张像
片的像空间坐标系作为像空间辅助坐标系。其三，以每个立体像对的左片摄影中心S 为坐标原点，摄影基线方向为X 轴，以摄影基线及左片主光轴构成的面（左主核面）作为XZ 平面，构成右手坐标系。
7.试述 , , 转角系统的转角关系。
答：以摄影中心S 为原点，建立像空间辅助坐标系S-XYZ，与地面摄影测量坐标系D-XYZ 轴相互平行，其中表示航向倾角，它是指主光轴So 在 XZ 平面的投影与Z 轴的夹角；表示旁向倾角，它是指主光轴与其在XZ 平面上的投影之间的夹角；表示像片旋角，它是指YSo平面在像片上的交线与像平面坐标系的y 轴之间的夹角。
8.遥感图像几何纠正的目的是什么？
答：解决遥感图像的几何变形问题。
9.试述多项式纠正法纠正卫星图像的原理和步骤。
答：原理：遥感图像多项式纠正法的基本思想是回避成像的空间几何过程，而直接对影
像变形的本身进行数字模拟，认为图像变形规律可以看作是平移、缩放、旋转、仿射、偏扭
和弯曲以及更高次的基本变形的综合作用结果。该方法适用于各种传感器影像的纠正。
步骤：①选择控制点（控制点数量大于多项式系数的个数）。②按最小二乘法平差解求系数。③将各像元的坐标代入已知系数的多项式进行计算，求得纠正后的坐标。④灰度重采样。
第三部分
1.什么是辐射误差？辐射误差产生的主要原因是什么？
答：辐射误差：传感器探测目标的反射或辐射能量时，所得到的测量值与目标的光谱反射
率或光谱辐射亮度等物理量之间的差值称为辐射误差。辐射误差造成了遥感图像的失真，影响人
们对遥感图像的判读、解译，因此必须进行消除或减弱。
辐射误差产生的主要原因：①因传感器的响应特性引起的辐射误差。②因大气影响引起的辐射误差。
2.因大气和太阳辐射引起的辐射误差，其相应的校正方法有哪些？
答：大气引起的辐射误差校正方法有：①野外波谱测试回归分析法。②辐射传递方程计算法。③波段对比法。
太阳引起的辐射误差校正方法有：①公式法。②波段比值法
3. 简述 SAR辐射校正的技术？
答：在 SAR数据流中的不同位置插入一系列已知的信号以获取必要的校正信息，再在数据流通过信号处理器之前或之后测试系统的响应，再加以校正。
4. 简述遥感卫星辐射校正场的含义。
答：利用地球表面大面积均匀的地物为目标，当卫星过顶时实施同步地面观测，以实现对在轨道上运行的卫星传感器做辐射校正。
第四部分
1.图像增强的主要目的是什么？它包含的主要内容有哪些？
答：主要目的有：①改变图像的灰度等级、提高图像对比度；②消除边缘和噪声，平滑
图像；③突出边缘或线状地物，锐化图像；④合成彩色图像；⑤压缩图像数据量，突出主要
信息等。
主要内容有：空间域增强、频率域增强、彩色增强、多图像代数运算、多光谱图像增强
等。
2. 直方图均衡化的基本思想和采用何种变换函数？
答：直方图均衡化是将原图像的直方图通过变换函数变为均匀的直方图，然后按均匀直方图修改原图像，从而获得一幅灰度分布均匀的新图像。
采用“累积直方图曲线”作为直方图均衡化的基本变换函数。
3.方图规定化的基本原理是什么？
答：直方图规定化的原理是对两个直方图都做均衡化，变成相同的归一化的均匀直方图。以此均匀直方图起到媒介作用，再对参考图像做均衡化的逆运算即可。
4.何谓图像平滑？试述均值平滑与中值滤波的区别。
答：图像在获取和传输的过程中，由于传感器的误差及大气的影响，会在图像上产生一些亮
点（“噪声”点）或者图像中出现亮度变化过大的区域，为了抑制噪声、改善图像质量或减少变化
幅度，使亮度变化平缓所做的处理称为图像平滑。
均值平滑方法均等地对待邻域中的每个像元，对于每个像元在以它为中心的邻域内取平
均值，作为该像元新的灰度值。中值滤波是对以每个像元为中心的M× N 邻域内的所有像元
按灰度值大小排序，取排序后位于中间那个像元的灰度值作为中心像元新的灰度值，因此它
是一种非线性的图像平滑法。一般M× N取奇数（有中间像元），窗口运算与模板运算相同。
5. 何谓图像锐化？图像锐化处理有几种方法？试述Laplace算法的特点。
答：图像锐化可使图像上边缘与线状目标的反差提高，即边缘增强。锐化的结果突出了
边缘和轮廓、线状目标信息。图像锐化是通过微分算子使图像边缘突出，清晰。
图像锐化处理方法有：①梯度法。② Roberts梯度。③ Prewitt和Sobel梯度。④ Laplace 算法。⑤定向检测等方法。
Laplace 算法的特点是检测图像灰度变化率的变化率，是二阶微分，在图像上灰度均匀
和变化均匀的部分，根据Laplace算子计算出的值为0。因此，它不检测均为的灰度变化，
产生的图像更加突出灰度值突变的部分。
6.频率域锐化的基本思想是什么？常用的高通滤波器有哪些？有何特点？
答：频率域锐化的基本思想是：采用高通滤波器让高频成分通过，阻止削弱低频成分，
达到图像锐化的目的，其结果是突出了图像的边缘和轮廓。高通滤波器有：①理想高通滤波
器；② Butterworth高通滤波器；③指数高通滤波器；④梯形高通滤波器。以上 4 种高通滤
波器各有优缺点。理想高通滤波器处理的图像中边缘有抖动的现象；Butterworth锐化效果
较好，边缘抖动现象不明显，但计算复杂；指数高通滤波器比Butterworth效果差些，边
缘抖动现象不明显；梯形高通滤波器会产生轻微抖动现象，但因计算简单经常被使用。
7.假彩色增强的基本原理是什么？最佳假彩色合成方案的原则是什么？
答：假彩色增强处理的对象是同一景物的多光谱图像。对于多波段遥感图像，选择其中
的某三个波段，分别赋予红，绿，蓝三种原色，即可在屏幕上合成彩色图像。由于三个波段
原色的选择是根据增强目的决定的，与原来波段的真实颜色不同，因此合成的彩色图像并不表示
地物真实的颜色，这种合成称为假彩色合成。
最佳假彩色合成方案的原则是：合成后的图像应信息量最大而波段间的相关性最小。
8.试述彩色变换的原理，彩色变换的主要方法有哪些？
答：遥感数字图像处理系统中一是采用RGB色彩模型，是基于色光混合来再现颜色的，
即图像中的每个像素是通过红（R）、绿（ G）、蓝（ B）三种色光按不同的比例组合来显示颜
色的，由多光谱图像的三个波段组合的彩色图像实际上是显示在R、G、B 空间中。二是采用IHS 模型。亮度（ intensity）、色度（hue）、饱和度（saturation）称为色彩的三要素，亮
度（ I ）、色度（ H）、饱和度（ S）构成的 HIS 模型所表示的彩色与人眼看到的更为接近。RGB 和 HIS 两种色彩模式可以相互转换，有些处理在某个彩色系统中可以更方便。以上所述即为
彩色变换的原理。
把RGB系统变换为 IHS 系统称为 HIS 正变换，HIS 系统变换为 RGB系统称为 HIS 逆变换。彩
色变换的主要方法有 1 ，球体变换 2 ，圆柱体变换。
9.什么是植被指数？常用的植被指数如何计算？
答：根据地物光谱反射率的差异作比值运算可以突出图像中植被的特征，提取植被类别或估算绿色生物量，通常把能够提取植被的算法称为植被指数（Vegetation Index，简称VI ）。
常用的植被指数算法：
①比值植被指数（ratio vegetation index即RVI）
RVI=IR/R
IR 为遥感多波段图像中的近红外（infrared）波段的反射值；
R 为红波段的反射值。
②归一化植被指数（normalized vegetation index即NDVI）
NDVI=(IR-R)/(IR+R)
③差值植被指数（difference vegetation index即DVI）
DVI＝ IR-R
④正交植被指数（perpendicular vegetation index即PVI）
PVI=1.6225(IR)-2.2978(R)+11.0656 (NOAA的AVHRR卫星资料)
PVI=0.939(IR)-0.344(R)+0.09 (Landsat卫星资料)
10.以陆地卫星 TM图像和 SPOT的全色波段图像为例，说明 TM图像和 SPOT图像融合的优
越性。
答：不同传感器获取的同一地区的图像，由于其波长范围不同，几何特点不同，分辨率
不同等因素而具有不同的应用特点。例如：Landsat 的TM有7 个波段，有丰富的光谱信息，其空间分辨率为 28.5m（重采样后为 30m），SPOT的全色波段（ 0.51 ～ 0.73 μ m）是一个单波
段图像，但它的空间分辨率大大提高，可达到10m。将这两种图像融合，产生的具有10m 分辨率的 7 个波段的新图像具有以上两种图像的优点，既提高了图像的分辨率，又保留了TM 丰富的光谱信息。因此，图像融合的方法可以综合不同传感器图像的优点，大大提高图像的
应用精度。
11. 什么是多光谱空间？主成分变换的应用意义是什么？
答：多光谱空间是一个n 维坐标系，每一个坐标轴代表多波段图像的一个波段，坐标值代表该波段像元的灰度值，图像中的每个像元对应于坐标空间中的一个点。
主成分变换的应用意义是：①数据压缩②图像增强③分类前预处理
12.简述多光谱增强的方法和目的。
答：多光谱增强采用对多光谱图像进行线性变换的方法，减少各波段信息之间的冗余，
达到保留主要信息，压缩数据量，增强和提取更具有目视解释效果的新波段数据的目的。
13.简述遥感多光谱图像的特点。
答：遥感多光谱图像的波段多，例如应用最为广泛的Landsat 的 TM 图像有 7 个波段；
而高光谱图像则包含几十个甚至数百个很窄的波段，包含了大量的信息，但这些图像的数据
量过大，运算时耗费大量机时和占据大量的磁盘空间。同时，多光谱图像的各波段之间具有
一定的相关性，造成不同程度的信息重叠。
14. 目前多光谱增强主要有哪 2 种变换？
答：① K-L(Karthunen-Loeve)变换，又称为主成分变换。
②K-T(Kauth-Thomas) 变换，又称为缨帽变换。
第五部分
1. 什么是监督分类？什么是非监督分类？
答：监督分类是基于对遥感图像上样本区内的地物的类属已有先验的知识，即已经知道它所对应的地物类别，于是可以利用这些样本类别的特征作为依据来判断非样本区内数据的
类别。非监督分类是遥感图像地物的属性不具有先验知识，纯粹依靠不同光谱数据组合在统
计上的差别来进行“盲目分类”，事后再对已分出各类的地物属性进行确认的过程。
2.简述增强处理与分类处理的异同。
答：图像增强处理与图像分类处理都是为了增强和提取遥感图像中的目标信息。
图像增强处理主要是增强图像的视觉效果，提高图像的可解译性。给目视解释提供的信
息是定性的。
图像分类处理则着眼于地物类别的区分，给目视解释提供定量信息。
3. 什么是特征选择？
答：特征选择实际上就是确定分类的信息源。多光谱图像一般有波段多、数据量大等特
点。在分类时，特别是用最大似然分类方法，要对每一类计算均差和协方差矩阵，以及判别式的比较，计算量是非常大的。实际上，并不是每一个波段都是分类时最好的波段，对分类
精度影响不大。在分类时所使用的波段或波段组合称为特征，所以，这个选择过程称为特征选择。这种选择出来的、新的对于表示类别可分性更为有效的变更称为特征参数，n 个特征参数组成n 维特征空间。具体的分类就是在该空间中进行的。
4. 简述计算机分类的基本原理。
答：遥感图像分类就是把图像中的每个像元或区域划归为若干类别中的一种，即通过对各类地物的光谱特征分析来选择特征参数，将特征空间划分为互不重叠的子空间，然后将影像内各个像元划分到各个子空间中去，从而实现分类。
5 简述遥感图像计算机分类的一般流程。
答：①原始图像的预处理；
②训练区的选择；
③特征选择和特征提取；
④图像分类运算；
⑤检验结果；
⑥结果输出。
6.什么是距离判别函数？
答：距离判别函数的建立是以地物光谱特征在特征空间中是按集群方式分布为前提的。
也就是说，假定不知道特征矢量的概率分布，但认为，同一类别的特征矢量在特征空间内完全
聚集成团状（集群），每个团（集群）都有一个中心。这些团内点的数目越多，也即密度
越大或点与中心的距离越近，就可以肯定，他们属于一个类别，所以点间的距离成为重要的判
断参量。
7.比较绝对值距离、欧氏距离、马氏距离判别函数之间的异同点。
答：绝对值距离是计算两点之间的直角边距离，其特点是各特征参数以等权参与进来，
所以也称等混合距离。
欧氏距离是计算两点之间直线距离。欧氏距离中各特征参数也是等权的。以上
两种距离与特征参数的量纲有关。而且没有考虑特征参数间的相关性。马氏距
离是一种加权的欧氏距离，它是通过协方差矩阵来考虑变量的相关性
8、简要说明ISODATA法的基本内容。
答： ISODATA（ iterative self-organizing data analysis techniques algorithm），称为“迭代自组织数据分析技术”。 ISODATA 法的实质是以初始类别为“种子”进行自动迭
代聚类的过程，它可以自动地进行类别的“合并”和“分裂”，其各个参数也在不断地聚类
调整中逐渐确定，并最终构建所需要的判别函数。因此，可以说基准类别参数的确定过程，
也正是利用光谱特征本身的统计性质对判别函数的不断调整和“训练”过程。
9.简述计算分类的新方法。
答：①神经网络分类器；；
②基于小波神经网络遥感图像分类；
③模糊聚类法；
④树分类器；
⑤专家系统方法的应用。
第六部分
1.一般分析方法各有什么特点？参数的确定应考虑什么因素？
答：遥感数字图像一般分析主要是对图像进行各种空间分析，进行像元之间或专题分类之间的空间关系处理，使处理后的图像能够更好地表达主要的专题信息。
①邻域分析 (neighborhood)是针对分类专题图像，采用类似于卷积滤波的方法对图像分
类值 (class values)进行多种分析。其方法是每个像元的值都参与用户定义的邻域范围
（definition neighborhood）和分析函数(function)所进行的分析，而邻域中心像元的值
将被分析结果所取代。
②查找分析 (search)是对输入的分类专题图像或矢量图形进行临近(proximity)分析，
产生一个新的输出栅格文件，输出像元的属性值取决于其位置与用户选择专题类型像元的接
近程度和用户定义的接近距离，输出文件中用户所选择专题类型的属性值重新编码为0，其
它相邻区域属性值取决于它们所选择专题类型像元的欧氏距离。
③指标分析 (Index)功能是将两个输入分类专题图像或矢量地图数据，按照用户定义的
权重因子 (Weighting Factor)进行相加，产生一个新的综合图像文件。
④叠加分析 (overlay) 是根据两个输入分类专题图像文件或矢量图形文件数据的最小值或最
大值，产生一个新的综合图像文件，系统所提供的叠加选择项允许用户提前对数据进行处理，
可以根据需要掩膜剔除一定数值。
⑤归纳分析（ summary）功能可以根据两个输入分类专题图像产生一个双向统计表格，内
容包括每个 Zone 类型区域内所有 Class 类型的像元数量及其面积、百分比等统计值，可用于一
定区域内多种专题数据相互关系的栅格叠加统计分析。
⑥分类后分析（分类后处理），不管从专题图的角度，还是从实际应用的角度，对获得
的监督分类或非监督分类结果，都需要进行一些处理工作，剔除一些小图斑，才能得到最终相对理想的分类结果。分类后处理是图像解译很重要的一部分，它的作用是为了准确提取遥
感信息，获得理想的分类结果。监督分类或非监督分类后的分析处理有聚类统计（clump）、过滤分析（ sieve ）、去除分析（ eliminate）和分类重编码（Recode）。
2.什么是分类后处理？处理的基本方法是什么？
答：无论遥感图像是进行监督分类还是非监督分类，都是按照图像光谱特征进行聚类分
析，都带有一定的盲目性，分类结果中都会产生一些面积很小的图斑。所以，不管是专题制图，还是实际应用，对获得的分类结果需要进行处理，剔除一些小图斑，才能得到最终相对
理想的分类结果，这些处理操作通称为分类后处理（post-classification process）。
3.就遥感而言，地球表面很多地物存在什么现象？怎样提高分析精度？
答：地球表面很多地物存在着“同谱异物，同物异谱”的现象。而目前所有的图像自动
解释，主要都是依赖地物光谱特征，使得分析结果存在较多的错分和漏分，精度不高。要提高分析精度，应提高图像处理软件对不同地物光谱的识别率，进一步完善专家系统。
随着遥感技术的迅猛发展，遥感数字图像处理就显得尤为重要。更多、更好的分析处理
方法和相应的软件将会涌现，能弥补现在单凭遥感数字图像的光谱特征进行图像分析的缺
点，从而更准确、更快速地提取地学信息。
遥感数字图像处理-要点 1．概论 遥感、遥感过程 遥感图像、遥感数字图像、遥感图像的数据量 遥感图像的数字化、采样和量化 通用遥感数据格式（BSQ、BIL、BIP） 遥感图像的模型：多光谱空间 遥感图像的信息内容： 遥感数字图像处理、遥感数字图像处理的内容 遥感图像的获取方式主要有哪几种? 如何估计一幅遥感图像的存储空间大小? 遥感图像的信息内容包括哪几个方面？ 多光谱空间中，像元点的坐标值的含义是什么？ 与通用图像处理技术比较，遥感数字图像处理有何特点？遥感数字图像处理包括那几个环节？各环节的处理目的是什么？ 2.遥感图像的统计特征 2.1图像空间的统计量 灰度直方图：概念、类型、性质、应用 最大值、最小值、均值、方差的意义 2.2多光谱空间的统计特征 均值向量、协方差矩阵、相关系数、相关矩阵的概念及意义波段散点图概念及分析 主要遥感图像的统计特征量的意义 两个重要的图像分析工具：直方图、散点图 3.遥感数字图像增强处理 图像增强：概念、方法 空间域增强、频率域增强 3.1辐射增强：概念、实现原理 直方图修正，线性变换、分段线性变换算法原理 直方图均衡化、直方图匹配的应用 3.2空间增强 邻域、邻域运算、模板、模板运算 空间增强的概念 平滑（均值滤波、中值滤波）原理、特点、应用 锐化、边缘增强概念
方向模板、罗伯特算子、索伯尔算子、拉普拉斯算子的算法和特点? 计算图像经过下列操作后，其中心象元的值： – 3×3中值滤波 –采用3×3平滑图像的减平滑边缘增强 –域值为2的3×1平滑模板 – Sobel边缘检测 – Roberts边缘检测 –模板 3.3频率域处理 高频和低频的意义 图像的傅里叶频谱 频率域增强的一般过程 频率域低通滤波 频率域高通滤波 同态滤波的应用 3.4彩色增强 彩色影像的类型：真彩色、假彩色、伪彩色
《遥感数字图像处理》习题与答案 第一部分 1.什么是图像？并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。 答：图像（image）是对客观对象的一种相似性的描述或写真。图像包含了这个客观对象的信息。是人们最主要的信息源。 按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分，图像可分为模拟图像和数字图像。模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，它属于可见图像。数字图像是指被计算机储存，处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、用离散数字表示的图像，它属于不可见图像。 2.怎样获取遥感图像？ 答：遥感图像的获取是通过遥感平台搭载的传感器成像来获取的。根据传感器基本构造和成像原理不同。大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。 m= 3.说明遥感模拟图像数字化的过程。灰度等级一般都取2m（m是正整数），说明8时的灰度情况。 答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。 ①采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。空间采样可以将模拟图像具有的连续灰度（或色彩）信息转换成为每行有N个像元、每列有M个像元的数字图像。 ②量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到有M×N个像元点组合表示的图像，但其灰度（或色彩）仍是连续的，不能用计算机处理。应进一步离散、归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，称为量化。 m=时，则得256个灰度级。若一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256级，则灰当8 度级别有256个。用0—255的整数表示。这里0表示黑，255表示白，其他值居中渐变。由于8bit就能表示灰度图像像元的灰度值，因此称8bit量化。彩色图像可采用24bit量化，分别给红，绿，蓝三原色8bit，每个颜色层面数据为0—255级。 4.什么是遥感数字图像处理？它包括那些容？ 答：利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作，以求达到预期结果的技术，称作遥感数字图像处理。 其容有： ①图像转换。包括模数（A/D）转换和数模（D/A）转换。图像转换的另一种含义是为使图像处理问题简化或有利于图像特征提取等目的而实施的图像变换工作，如二维傅里叶变换、沃尔什-哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换和小波变换等。 ②数字图像校正。主要包括辐射校正和几何校正两种。 ③数字图像增强。采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，突出所需信息的工作称为图像增强。图像增强处理不是以图像保真度为原则，而是设法有选择地突出便于人或机器分析某些感兴趣的信息，抑制一些无用的信息，以提高图像的使用价值。 ④多源信息复合（融合）。 ⑤遥感数字图像计算机解译处理。 5.说明遥感数字图像处理与其它学科之间的关系。 答：应具备的基础理论知识有：数学、地学、信息论、计算机、GIS、现代物理学。 6.说明全数字摄影测量系统的任务和主要功能。目前，比较著名的全数字摄影测量系统有哪些？
考试时间：6月21日晚上19:00-21:00 地点：待定 题型：选择、填空、判断、简答、计算 1．考核方式：闭卷考试+ 平时成绩。 2．总成绩评定：闭卷卷面成绩（满分100分）占考核成绩的70％，平时成绩（满分100分）占30％。 3．平时成绩评定 （1）实验完成情况（80分）：。根据学生实验报告提交次数及完成质量进行评定。 （2）作业完成情况（10 分）：根据学生平时作业提交次数及完成质量进行评定。 （3）课堂考勤（10分）：旷课一次扣3分，请假一次扣1分，扣完为止。 2018遥感数字图像处理习题 第1章概论 1．理解遥感数字图像的概念 2．理解遥感数字图像处理的内容 3．了解遥感数字图像处理与分析的目标和指导思想 4．了解遥感数字图像处理的发展及与其他学科的关系 第2章遥感数字图像的获取和存储 1. 理解摄影成像和扫描成像传感器的成像方式 2. 熟练掌握摄影成像和扫描成像影像的几何投影方式和影像特性 3. 掌握遥感常用的电磁波波段 4. 熟练掌握传感器的分辨率 5. 掌握数字化过程中的采样和量化 第3章遥感数字图像的表示和度量 1. 理解遥感图像的数字表示 2. 熟练掌握灰度直方图 第4章图像显示和拉伸 1. 熟练掌握图像的彩色合成 2. 熟练掌握灰度图像的线性拉伸 3. 熟练掌握直方图均衡化，理解直方图规定化
第5章图像校正 1．理解辐射误差产生的原因及辐射校正的类型 2．理解遥感数字图像大气校正的主要方法 3．理解几何畸变的类型与影响因素 4．熟练掌握多项式几何校正的原理与方法 第6章图像变换 1．理解傅立叶变换的原理 2．理解波段运算 3．理解K-L变换 4．理解缨帽变换 5．理解彩色变换 6．了解数字图像融合 第7章图像滤波 1．理解图像噪声与卷积、滤波的原理 2．掌握图像平滑 3．掌握图像锐化 4．掌握频率域滤波 第8章图像分割 1．了解图像分割的概念、方法和流程； 2．了解灰度阈值法； 3．了解梯度和区域方法。 第9章遥感图像分类 1．了解遥感图像的计算机分类的一般原理； 2．熟练掌握非监督分类和监督分类方法； 3．熟练掌握分类精度评估方法； 4．了解计算机分类新方法。 部分习题 几何校正 一、填空题： 1、控制点数目的最小值按未知系数的多少来确定。k阶多项式控制点的最少数目为＿＿＿。 2、多项式拟合法纠正中控制点的数量要求，一次项最少需要＿＿个控制点，二次项最少项需要＿＿个控制点，三次项最少需要＿＿＿个控制点。
（1）以多波段组合方式将GeoTIFF格式的白银市TM原始数据转换为ENVI Standard 格式： 利用Basic Tools/Layer Stacking弹出对话框然后Import File，弹出对话框，导入GeoTIFF格式的TM原始数据，选择波段1、2、3、4、5和7， 点击OK，利用Choose选择输出路径及文件名，同时可以利用Reorder Files对输入的文件根据自己的需要进行调换顺序，点击OK输出ENVI Standard格式的数据。 （2）查询并记录影像文件的基本信息、投影信息，以及各个波段直方图信息，然后编辑头文件： 利用Basic Tools/Resize Data弹出对话框里面选择要查看的影像，左 边会出现其基本信息，如图所示：也有投影信息，既可以用来看单波段的也可以看合成后整个影像的信息。在对话框下，合成影像的名字上右击，选择Quick Statistics弹出对话框，在此对话框中点击Select Plo下拉菜单，选择单波段或者多波段的直方图，相应的对话框中会出现直方图（在结果与分析中记录），还可以右击选择edit修改横、纵坐标的单位。 同样的在合成影像的名字上右击，选择Edit Head，弹出对话框
然后点击Edit Attributes/Band Name弹出对话框，选中波段输入修改 后名字，点击OK即可进行波段名字的修改。点击Edit Attributes/Wavelengths弹出进行相应的波长的修改。 （3）在View视窗中，利用影像缩小、放大、漫游工具识别影像中的土地利用/土地覆盖类型: 可以结合当地的google earth上高分辨率的遥感影像，进行识别，利用Viewer视窗下Tools/SPEAR/Google Earth/Jump to Location可以在google earth上显示View主视窗中相应选中地物对应的位置。 （4）利用Viewer视窗打开影像，分别选取4、3、2和7、4、2波段组合进行假彩色合成，观察实习内容中所要求地物的色调变化： 利用File/Open Image File，选择第1步合成的ENVI Standard 格式的数据，弹出对话框，在其中选择RGB Color，将R、G、B分别设为4、3、2波段，点击Load Band，在Viewer#1中出现了4、3、2波段组合的假彩色图像，再在此窗口中，点击Display/New Display,弹出Viewer#2，选择RGB Color,将R、G、B分别设为7、4、2波段，点击Load Band，在Viewer#2中出现了7、4、2波段组合的假彩色图像，在Viewer窗口中右击选择Link Displays，弹出对话框，点击OK，可以把两个窗口中同一位置进行连接起来， 即其中一个窗口放大、缩小、漫游到某个位置，另外一个也跟着漫游到其相对应的位置。这样可以进行地物色调变化的对比。 （5）提取6种地物在不同波段的数值（Digital Number，DN），做光谱剖面图： 在Viewer视窗中Tools/Profile/Z Profile(Spectrum)弹出对话框,在其 Options下拉菜单中勾选Plot Key,对话框中出现了Viewer视窗中选中的目标地物的X，Y坐标，然后勾选Collect Spectra，鼠标箭头变为十字箭头，在目标地物中取九个点（本来图上就有一个，总共是十个点），然后在选择File/Save Plot As/ASCII弹出对话框 ，点击Select All Items，利用Choose选择输出路径和文件名，点击 OK，将其保存为.txt格式。选六种地物，重复以上操作，提取不同波段的数值（Digital Number，DN）。将.txt格式的文件用excel打开，然后用插入函数中的average函数求出每种地物的平均DN值，然后做出光谱剖面（光谱图如结果与分析中所示）。 （6）使用Excel制作6种地物的样本特征光谱统计表： 在Excel中分别使用插入函数中的AVERAGE、VAR、STDEV、MAX和MIN函数求出各地物样本DN值在各个波段的平均值、方差、标准差、最大值和最小值。然后，在07版Excel 的“Microsoft Office 按钮”，单击“Excel 选项”。“加载项”，然后在“管理”框中，选择“Excel 加载项”，单击“转到”弹出“加载宏”，在弹出来的对话框中选择“分析工具库”，并点击确定。然后从“工具”中找到“数据分析”，从“数据分析”对话框中选择“协方差”，并导入某种地物需求协方差的数据区域并选择“逐行”进行，最后选择数据输出区域并确定，则可得该地物的协方差矩阵。同理，在从“数据分析”对话框中选择“相关系数”，进行相应操作，可求得相关系数矩阵。（在结果与分析中附有个地物的样本特征光谱统计表）（7）制作散点图： 在Excel中，打开6种地物的样本DN数据（5步骤产生的），选择band2和band4做散
遥感数字图像处理重点 第一章概论 图像：对客观对象的一种相似性的描述或写真。 数字图像：是以数字形式存储和表达的遥感图像。 根据人眼的可视性，图像可分为可见图像和不可见图像。 图像具有空间坐标和数值，根据其连续性，图像可分为数字图像和模拟图像。 数字图像最基本的单位是像素，像素的基本属性特征为像素值，其高低反映了图像的明暗程度和能量高低。像素的属性是位置和灰度值； 遥感数字图像处理的内容： （1）图像增强：目的是压抑和去除噪声，增强显示图像整体，使图像更容易理解、解译和判读。方法：彩色合成、图像拉伸、图像平滑、锐化、图像融合。 （2）图像校正：主要是对传感器和环境造成的图像退化进行模糊消除、噪声滤除、几何失真或非线性校正。方法：辐射校正和几何校正。 （3）信息提取：根据地物光谱特征和几何特征，确定提取规则，并以此为基础从校正后的遥感图像的中提取各种有用信息的过程。方法：图像分割、图像分类。 遥感数字图像处理系统的典型功能包括： ○1不同传感器图像数据的测存取和转换○2几何校正○3辐射校正○4图像增强处理○5统计分析○6图像变换○7图像分类○8专题制图○9专业工具，如雷达图像处理工具。 第二章遥感数字图像的获取和储存 遥感图像是通过遥感平台上的传感器获取的，不同的传感器具有不同的辐射、电磁波谱、时间、空间分辨率。 遥感是通过非接触传感器获取测量对象信息的过程，是信息的获取、传输、处理以及判读和应用的过程。遥感的实施依赖于遥感系统。 传感器又称遥感器，是收集和记录电磁辐射能量信息的装置，是信息获取的核心部件。 传感器的分辨率：传感器区分自然特征相似或光谱特征相似的相邻地物的能力。分为：（1）辐射分辨率：传感器区分所接受到的电磁波辐射强度差异的能力。 （2）光谱分辨率：传感器记录的电磁波谱的波长范围和数量。 （3）空间分辨率：遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小。 （4）时间分辨率：传感器对同一空间区域进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔。图像数字化：数字化的两个过程是采样和量化。 （1）采样：分波谱采样和空间采样，通过空间采样，空间上连续的图像变换成离散点。 （2）量化：将像素灰度级转换成整数灰度级的过程。量化后，图像像素的原有灰度值转换为灰度级。 元数据：关于图像数据特征的表述，是数据的数据，主要参数包括：图像获取的日期和时间、投影参数、几何纠正精度、图像分辨率、辐射校正参数等。
第一章． 遥感概念 遥感（Remote Sensing，简称RS），就是“遥远的感知”，遥感技术是利用一定的技术设备和系统，远距离获取目标物的电磁波信息，并根据电磁波的特征进行分析和应用的技术。 遥感技术的原理 地物在不断地吸收、发射（辐射）和反射电磁波，并且不同物体的电磁波特性不同。 遥感就是根据这个原理，利用一定的技术设备和装置，来探测地表物体对电磁波的反射和地物发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。 图像 人对视觉感知的物质再现。图像可以由光学设备获取，如照相机、镜子、望远镜、显微镜等；也可以人为创作，如手工绘画。图像可以记录、保存在纸质媒介、胶片等等对光信号敏感的介质上。随着数字采集技术和信号处理理论的发展，越来越多的图像以数字形式存储。因而，有些情况下“图像”一词实际上是指数字图像。 物理图像：图像是人对视觉感知的物质再现 数字图像：图像以数字形式存储。 图像处理 运用光学、电子光学、数字处理方法，对图像进行复原、校正、增强、统计分析、分类和识别等的加工技术过程。 光学图像处理 应用光学器件或暗室技术对光学图像或模拟图像(胶片或图片)进行加工的方法技术 数字图像处理 是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。图像处理能做什么？（简答） 是通过计算机对图像进行去除噪声、增强、复原、分割、提取特征等处理的方法和技术。数字图像处理主要目的：提高图像的视感质量，提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，进行图像的重建，更好地进行图像分析，图像数据的变换、编码和压缩，更好图像的存储和传输。数字图像处理在很多领域都有应用。 遥感图像处理(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的方法。常用的遥感图像处理方法有光学的和数字的两种。
遥感 第一章 1遥感数字图像；遥感数字图像的分类方式和对应类别。 （1）定义：遥感数字图像是数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 （2）可见图像和不可见图像 单波段和多波段，超波段 数字图像和模拟图像 2遥感图像的成像方式（三大种：摄影、扫描、雷达）。 （1）摄影，扫描属于被动遥感 雷达属于主动遥感 （2）摄影：根据芦化银物质在关照条件下回发生分解这一机制，将卤化银物质均匀涂在片基上，制成感光胶片 扫描：扫描类遥感传感器逐点逐行地以时序方式获取的二维图像 雷达：由发射机向侧面发射一束窄波段，地物反射的脉冲，由无线接收后被接收机接收 3遥感图像的数字化（模数转换）过程——两大过程：采样、量化，名词解释。 采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样，即：图像空间位置的数字化。采样是空间离散。 量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到由Ｍ×Ｎ个像素点组合表示的图像，但其灰度（或彩色）仍是连续的，还不能用计算机处理。它们还要进一步离散并归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，这称之为量化，即：图像灰度的数字化。量化属于亮度属性离散。 遥感图像数字化过程两个特点：亮度和空 4遥感数字图像的存储空间大小的计算。 图像的灰度级有：2,64,128,256 存储一幅大小为M*N，灰度量化位数G的图像，所需要的存储空间（图像数据量）为M*N*G(bit) 1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB TM空间分辨：1,2,3,4,5,7为30米，6为120米 5遥感数字图像的分辨率（时间、空间、光谱、辐射分辨率）； （1）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，也称重访周期空间分辨率：指图像像素所代表的相应地面范围的大小，空间分辨率愈高，像素所代表的范围愈小 光谱分辨率：光谱分辨率是指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率愈高 辐射分辨率：是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高辐射分辨率可以区分信号强度的微小差异。 （2）常见传感器和空间分辨率书17-18页 6遥感数字图像的数据（数据级别、数据存储格式、元数据定义） （1）数据级别： 0级产品：未经过任何校正的原始图像数据 1级产品：经过了初步辐射校正的图像校正 2级产品：经过了系统级的几何校正，即根据卫星的轨道和姿态等参数以及地面系统中的有关参数对原始数据进行几何校正。产品的几何精度由上述参数和处理模型决定。 3级产品：经过几何精校正，即利用地面控制点对图像进行了校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。产品的几何精度要求在亚像素量级上。 不同点：不同级别的产品使用条件不同，但是他们都是数据的集合，是信息量的汇总。一般来说，都是由元数据和图像基本数据两部分数据汇总的结果。
遥感数字图像处理教程 第一章概论 1.1图像和遥感数字图像 1.1.1图像和数字图像 本书定义图像为通过镜头等设备得到的视觉形象 根据人眼的视觉可视性可将图像分为可视图像和不可视图像。可视图像有图片、照片、素描和油画等，以及用透镜、光栅和全息技术产生的各种可见光图像。不可见图像包括不可见光成像和不可测量值 按图像的明暗程度和空间坐标的连续性，可将图像分为数字图像和模拟图像。数字图像是指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度不连续、以离散数字原理表达的图像。在计算机，数字图像表现为二维阵列，属于不可见图像。模拟图像指空间坐标和明暗程度连续变化的、计算机无法直接处理的图像，属于可见图像。 利用计算机技术，可以实现模拟图像和数字图像之间相互转换。把模拟图像转化为数字图像成为模/数转换，记作A/D转换； 数字图像最基本的单位是像素。像素是A/D转换中国的取样点，是计算机图像处理的最小单位；每个像素具有特定的空间位置和属性特征。 1.1.2遥感数字图像 遥感数字图像时数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同长波的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 遥感数字图像中的像素成为亮度值。亮度值的高低由遥感传感器所探测到的地物电磁波的辐射强度决定。由于地物反射或辐射电磁波的性质不同受大气的影响不同，相同地点不同图像的亮度值可能不同。 图像的每个像素对应三维世界中的一个实体、实体的一部分或多个实体。在太阳照射下，一些电磁波被这个实体反射，一些被吸收。反射部分电磁波到达传感器被记录下来，成为特定像素点的值。 1.2压感数字图像处理 1.2.1遥感数字图像处理概述 遥感数字图像处理是利用计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系列操作的过程。遥感数字图像处理主要包括三个方面 1.图像增强，使用多种方法，如：灰度拉伸、平滑、瑞华、彩色合成、主成分变换K-T变换、代数运算、图像融合等压抑、去除噪声、增强整体图像或突出图像中的特定地物的信息，是图像更容易理解、解释和判读、 图像增强着重强调特定图像特征，在特征提取、图像分析和视觉信息的显示很有用。 2.图像校正：图像校正也成图像回复、图像复原，主要是对传感器或环境造成的退化图像进行模糊消除、噪声滤除、几何失真或非线性校正。 信息提取：根据地物光谱特征和几何特征，确定不同地物信息的提取规则。 1.2.2 遥感数字图像处理系统 数字图像处理需要借助数字图像处理系统来完成。一个完整的遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统两大部分。 1.硬件系统 包括计算机、数字化设备、大容量存储、显示器和输出设备以及操作台 1）计算机 是图像处理核心，大的存和高的CPU速度有助于加快处理的进度。 2）数字化设备
遥感数字图像处理教程实习报告
《数字图像处理》 课程实习报告 （ 2011 - 2012学年第 1 学期） 专业班级：地信09-1班 姓名：梁二鹏 学号：310905030114 指导老师：刘春国 ---------------------------------------------- 实习成绩： 教师评语： 教 师
签 名 ： 年月日 实习一：图像彩色合成实习 一、实验目的 在学习遥感数字图像彩色合成基础上，应用所学知识，基于遥感图像处 理软件ENVI进行遥感数字图像彩色合成。 二、实验内容 彩色合成：利用TM图像can_tmr.img，实现灰度图像的密度分割、多波 段图像的真彩色合成、假彩色合成和标准假彩色合成。 三、实验步骤 1、显示灰度图像主要步骤： 1、打开ENVI4.7,单击FILE菜单，在下拉菜单中选择open image file 选 项，然后在弹出的对话框中选择can_tmr.img文件，单击打开。 2、在可用波段列表对话框中，选中某一波段图像，选中gray scale单选按 钮，单击LOAD BAND按钮，显示一幅灰度图像。 3、在可用波段列表对话框中，选择其他某一波段图像，进行显示。
4、利用可用波段列表中的display按钮，同时有多个窗口显示多个波段图像。 5、链接显示。利用图像窗口tool菜单下的link子菜单link display实现多图 像的链接显示。如图所示：红色方框。 6、使用tool菜单下的Cursor Location/value和pixel Locator功能在确定像 素的值和位置。
东南大学2008—2009学年考试试题 课程名称：遥感数字图像处理 学号姓名成绩 一、单项选择题（2分×20=40分） 1.遥感技术是利用地物具有完全不同的电磁波（）或（）辐射特征来判断地物目标和自然现象。 A.反射发射 B.干涉衍射 C.反射干涉 D.反射衍射 2.TM6所采用的10.4~12.6um属于（）波段。 A.红外 B.紫外 C.热红外 D.微波 3.彩红外影像上（）呈现黑色，而（）呈现红色。 A.植被 B. 水体 C.干土 D.建筑物 4.影响地物光谱反射率的变化的主要原因包括（）。 A. 太阳高度角 B.不同的地理位置 C. 卫星高度 D.成像传感器姿态角 5.红外姿态测量仪可以测定（）。 A. 航偏角 B. 俯仰角 C.太阳高度角 D. 滚动角 6.下面遥感卫星影像光谱分辨率最高的是（）。 A. Landsat-7 ETM+ B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 7.下面采用近极地轨道的卫星是（）。 A. Landsat-5 B. SPOT 5 C. 神州7号 D. IKONOS-2 8.下面可获取立体影像的遥感卫星是（）。 A. Landsat-7 B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 9.侧视雷达图像的几何特征有（）。 A.山体前倾 B.高差产生投影差 C.比例尺变化 D. 可构成立体像对 10.通过推扫式传感器获得的一景遥感影像，在（）属于中心投影。 A.沿轨方向 B. 横轨方向 C. 平行于地球自转轴方向 D. 任意方向 11. SPOT 1-4 卫星上装载的HRV传感器是一种线阵（）扫描仪。 A. 面阵 B. 推扫式 C. 横扫式 D. 框幅式 12.（）只能处理三波段影像与全色影像的融合。 A.IHS变换 B.KL变换 C. 比值变换 D. 乘积变换 13.（）是遥感图像处理软件系统。 A. AreInfo B.ERDAS C. AUTOCAD D. CorelDRAW 14.一阶哈达玛变换相当于将坐标轴旋转了（）。 A.30° B. 45° C. 60° D.90° 15.遥感影像景物的时间特征在图像上以（）表现出来。 A. 波谱反射特性曲线 B.空间几何形态 C. 光谱特征及空间特征的变化 D.偏振特性 16.遥感传感器的分辨率指标包括有（）。 A.几何分辨率 B.光谱分辨率 C.辐射分辨率 D.时间分辨率 17.遥感图像构像方程是指地物点在图像上的（）和其在地物对应点的大地坐标之间的数学关系。 A.投影差 B. 几何特征 C.图像坐标 D. 光谱特征
2008—2009学年考试试题 课程名称：遥感数字图像处理 学号姓名成绩 一、单项选择题（2分×20=40分） 1.遥感技术是利用地物具有完全不同的电磁波（A）或（）辐射特征来判断地物目标和自然现象。 A.反射发射 B.干涉衍射 C.反射干涉 D.反射衍射 2.TM6所采用的10.4~12.6um属于（C ）波段。 A.红外 B.紫外 C.热红外 D.微波 3.彩红外影像上（ B）呈现黑色，而（ A）呈现红色。 A.植被 B. 水体 C.干土 D.建筑物 4.影响地物光谱反射率的变化的主要原因包括（A）。 A. 太阳高度角 B.不同的地理位置 C. 卫星高度 D.成像传感器姿态角 5.红外姿态测量仪可以测定（B）。 A. 航偏角 B. 俯仰角 C.太阳高度角 D. 滚动角 6.下面遥感卫星影像光谱分辨率最高的是（D）。 A. Landsat-7 ETM+ B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 7.下面采用近极地轨道的卫星是（A）。 A. Landsat-5 B. SPOT 5 C. 神州7号 D. IKONOS-2 8.下面可获取立体影像的遥感卫星是（ B）。 A. Landsat-7 B.SPOT 5 C.IKONOS-2 D. MODIS 9.侧视雷达图像的几何特征有（A ）。 A.山体前倾 B.高差产生投影差 C.比例尺变化 D. 可构成立体像对 10.通过推扫式传感器获得的一景遥感影像，在（B）属于中心投影。 A.沿轨方向 B. 横轨方向 C. 平行于地球自转轴方向 D. 任意方向 11. SPOT 1-4 卫星上装载的HRV传感器是一种线阵（B）扫描仪。 A. 面阵 B. 推扫式 C. 横扫式 D. 框幅式 12.（A）只能处理三波段影像与全色影像的融合。 A.IHS变换 B.KL变换 C. 比值变换 D. 乘积变换 13.（B）是遥感图像处理软件系统。 A. AreInfo B.ERDAS C. AUTOCAD D. CorelDRAW 14.一阶哈达玛变换相当于将坐标轴旋转了（B）。 A.30° B. 45° C. 60° D.90° 15.遥感影像景物的时间特征在图像上以（C）表现出来。 A. 波谱反射特性曲线 B.空间几何形态 C. 光谱特征及空间特征的变化 D.偏振特性 16.遥感传感器的分辨率指标包括有（C）。 A.几何分辨率 B.光谱分辨率 C.辐射分辨率 D.时间分辨率 17.遥感图像构像方程是指地物点在图像上的（ C）和其在地物对应点的大地坐标之间的数学关系。 A.投影差 B. 几何特征 C.图像坐标 D. 光谱特征
实习一遥感图像处理软件系统 一、实习目的 了解遥感图像处理系统ENVI的工作界面、数据的读取、显示与存储等基本操作 二、原理与方法 无 三、实习仪器与数据 ENVI自带数据 ENVI安装路径下\IDL63\products\envi43\data\bhtmref文件 四、实习步骤 1、ENVI界面
ENVI的常用要工作界面由主菜单、图像显示窗口以及波段列表窗口所组成。主菜单 所有的ENVI 操作都可以通过使用ENVI主菜单来激活，主要包括File、Basic Tools、Classification、Tranform、Spectral等功能。 图像显示窗口 由一组三个不同的图像窗口组成：主图像Image窗口、滚动Scroll窗口、缩放Zoom窗口。 Image窗口：100％显示（全分辨率显示）scroll的方框，可交互式分析、查询信息。 Scroll窗口：全局窗口，重采样(降低分辨率)显示整幅图像。 Zoom窗口：显示放大了的影像，以用户自定义的缩放系数来显示主图像窗口的一部分。 波段列表 包含所有被打开文件中可用的影像波段，以及与此有关的地图信息。 2、数据读取与显示 主菜单File > Open Image File，在Enter Input Data File对话框中打开bhtmref 文件。图像文件打开后，波段列表（ABL）自动地出现。ABL列出该图像文件的所有波段，允许选择合适的波段来显示灰阶和彩色图像、启动新的显示窗口、打开新文件、关闭文件，以及设置显示边框。 从Available Bands List内，选择Gray Scale切换按钮。点击需要的波段名，然后在窗口底部点击“Load Band”，即以灰度方式显示所选择的波段数据。需要指出的是，ENVI默认对所打开的图像进行2%的线性增强。 从Available Bands List 内，选择RGB Color切换按钮。在序列中点击所需要显示的红、绿和蓝波段名，然后在窗口底部点击“Load Band”，即以彩色方式显示所选择的3个波段数据。彩色数据同样经过了ENVI默认的2%的线性增强。 在Scroll窗口移动红色方框，Image窗口中的图像随之发生移动；在Image 窗口移动红色方框，Zoom窗口中的图像随之发生移动。 3、数据存储
'. 遥感 第一章 1遥感数字图像；遥感数字图像的分类方式和对应类别。 （1）定义：遥感数字图像是数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 （2）可见图像和不可见图像 单波段和多波段，超波段 数字图像和模拟图像 2遥感图像的成像方式（三大种：摄影、扫描、雷达）。 （1）摄影，扫描属于被动遥感 雷达属于主动遥感 （2）摄影：根据芦化银物质在关照条件下回发生分解这一机制，将卤化银物质均匀涂在片基上，制成感光胶片 扫描：扫描类遥感传感器逐点逐行地以时序方式获取的二维图像 雷达：由发射机向侧面发射一束窄波段，地物反射的脉冲，由无线接收后被接收机接收 3遥感图像的数字化（模数转换）过程——两大过程：采样、量化，名词解释。 采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样，即：图像空间位置的数字化。采样是空间离散。 量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到由Ｍ×Ｎ个像素点组合表示的图像，但其灰度（或彩色）仍是连续的，还不能用计算机处理。它们还要进一步离散并归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，这称之为量化，即：图像灰度的数字化。量化属于亮度属性离散。 遥感图像数字化过程两个特点：亮度和空 4遥感数字图像的存储空间大小的计算。 图像的灰度级有：2,64,128,256 存储一幅大小为M*N，灰度量化位数G的图像，所需要的存储空间（图像数据量）为M*N*G(bit) 1B=8bit 1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB TM空间分辨：1,2,3,4,5,7为30米，6为120米 5遥感数字图像的分辨率（时间、空间、光谱、辐射分辨率）； （1）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，也称重访周期空间分辨率：指图像像素所代表的相应地面范围的大小，空间分辨率愈高，像素所代表的范围愈小 光谱分辨率：光谱分辨率是指成像的波段范围，分得愈细，波段愈多，光谱分辨率愈高 辐射分辨率：是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高辐射分辨率可以区分信号强度的微小差异。 （2）常见传感器和空间分辨率书17-18页 6遥感数字图像的数据（数据级别、数据存储格式、元数据定义） （1）数据级别： 0级产品：未经过任何校正的原始图像数据
河南大学环境与规划学院2005～2006学年第一学期期末考试 《遥感数字图像处理》试卷A（B）卷 一、名词解释：（每题2分，共8分） 1、几何畸变： 2、数字镶嵌： 3、影像增强： 4、遥感影像分类： 二、填空（每空1分，共22分） 1、遥感数据的处理流程包括：（1）观测数据的输入；（2）； （3）；（4）；（5）处理结果的输出。 2、在遥感数据的处理流程中，所采集的数据包括和数字数据两种，后者多记 录在特殊的数字记录器中（HDDT等），所以必须变换到一般的数字计算机都可以读出的等通用载体上。 3、在Erdas Imagine图标面板菜单条中，主要包括综合菜单（Session Menu）、菜 单、菜单、菜单、帮助菜单（Help Menu）。 4、在图像分类界面中，包括、、分类结果处理、知识工程 师、专家分类器。 5、在视图窗口中，主要有六部分组成：菜单条、工具条、、状态条、滑动 条、标题条。 6、在窗口中，可查阅或修改图像文件的有关信息，如投影信息、统计信息 和显示信息等。 7、三维图像操作的内部原理是将图像与叠加生成三维透视图，并在此基础 上的空间操作。 8、用户从遥感卫星地面站购置的TM图像数据或其他图像数据，往往是经过转换以后的单 波段普通数据文件，外加一个说明头文件。 9、遥感影像的降质可归结为两类：即遥感影像的和。 10、影像变换与增强的实质是：影像的和，实际 上是改善影像的质量以获得最好的主观效果。 11、影像对比度扩展又称反差增强。常常采用以达到易于识别的目的。 12、常用的直方图调整方法有以下两种：和直方图规定化。前者又称直方图 平坦化，将减少影像灰度等级来换取对比度的扩大。 13、滤波增强技术有两种：和。前者是在影像的空间变量内 进行的局部运算，使用空间二维卷积方法；后者使用傅氏分析等方法，通过修改原影像的傅氏变换式实现滤波。 三、单项选择题（每题2分，共20分）
一、名词解释 1、数字图像是指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、以离散数学原理表达的图像。 2、遥感数字图像是数字形式的遥感图像。 3、空间分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小。空间分辨率通常用像素大小、解像力或视场角来表示。 4、直方图均衡化指对原始图像的像素灰度进行某种映射变换，使变换后图像灰度的概率密度呈均匀分布，即变换后的灰度级均匀分布。 5、几何精纠正又称几何配准，是把不同传感器具有几何精度的图像、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。 几何校正指校正图像中存在的空间位置的变形等几何误差的过程。 6、辐射校正指消除数据中依附在辐亮度中的各种失真的过程。 包括三部分：传感器端的辐射校正、大气校正和地表辐射校正。 7、开运算指使用同一个结构元素对图像先进行腐蚀后进行膨胀的运算。 作用是消除细小目标，在纤细处分离目标，平滑较大目标的边界时不明显改变面积的作用。 8、闭运算指使用同一个结构元素对图像先进行膨胀后进行腐蚀的运算。 作用是填充目标内细小空洞，连接近邻目标，在不明显改变目标面积的情况下平滑其边界。 二、选择题 1、遥感数字处理软件：ERDAS IMAGEINE、ENVI、PCI Geomatica 2、侧视雷达图像的影像特征 1）垂直飞行方向的比例尺由小变大 2）造成山体前倾朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉长与中心投影相反，还会出现不同地位点重影现象 3）高差产生的投影差与中心投影影像差位移的方向相反，位移量不同4不同设站对同一地区获取的雷达图像也能构成立体影像。 3、航空像片几何特征： 1）地物点通过摄影中心与其成像点共一条直线。 2）投影中心到像平面的距离为物镜主距f。 3）地面起伏使得各处影像比例尺不同。 4）地物由于成像平面倾斜其成像会发生变形。 5）高差的物体成像在像片上有投影差 4、颜色叠加 5、影像统计 均值：像素值的算术平均值，反映的是图像中地物的平均反射强调，大小由图像中主体地物的光谱信息决定。 中值：指图像所有灰度级中处于中间的值，当灰度级数为偶数时，则取中间两灰度值的平均值。由于一般遥感图像的灰度级是连续变化的，因而大多是情况下，中值可以通过最大灰度值和最小灰度值来获得。 众数：图像中出现次数最多的灰度值，反映了图像中分布较广的地物反射能量。
第一章 一、名词解释 1.数字图像: 指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度均不连 续的、用离散数学表示的图像。 2.遥感数字图像: 是以数字形式表述的遥感图像。不同的地物能够反射或辐 射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 3.像素: 数字图像最基本的单位是像素，像素是A/D转换中的取样点，是计 算机图像处理的最小单元；每个像素具有特定的空间位置和属性特征 4.遥感数字图像处理: 遥感数字图像处理是通过计算机图像处理系统对遥 感图像中的像素进行的系列操作过程。 5.频率域: 频率域基于傅里叶变换，频率域的图像处理是对傅里叶变换后产 生的反映频率信息的图像进行处理。 二、简答 1.怎样理解图像处理的两个观点：离散方法的观点和连续方法的观点 答：（1）离散方法的观点认为，一幅图像的存储和表示均为数字形式，数字是离散的，因此，使用离散方法进行图像处理才是合理的。与该方法相关的一个概念是空间域。空间域图像处理以图像平面本身为参考，直接对图像中的像素进行处理。 （2）连续方法的观点认为，我们感兴趣的图像通常源自物理世界，它们服从可用连续数学描述的规律，因此具有连续性，应该使用连续数学方法进行图像处理。与该方法相关的一个主要概念是频率域。频率域基于傅里叶变换，频率域的图像处理是对傅里叶变换后产生的反映频率信息的图像进行处理。完成频率域图像处理后，往往要变换回到空间域进行图像的显示和对比。 2.遥感数字图像处理需要掌握哪些基本知识： 答：（1）物理学中电磁辐射、光学和电子光学等方面的基本知识； （2）地理学知识是有效利用遥感图像处理技术，认识地球客观世界的基本条件； （3）遥感数字图像处理是信息处理的主要组成部分，只有掌握了信息论的基础和方法，才能保证遥感数字图像处理工作在正确的理论指导下进行； （4）计算机技术和地理信息系统的理论和知识。 三、填空 1.遥感数字图像处理的主要内容包括（图像增强）、（图像校正）、（信息 提取）。 2.图像校正也称图像恢复、图像复原，校正的方法除了图像增强中的一些方 法外，主要包括（辐射校正）和（几何纠正）。 3.遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统两大部分，其中硬件系统 主要由计算机、（数字化器）、（大容量存储器）、（显示器）和（输出设备）、操作台。 4.在计算机中，基本的度量单位是（比特(位)）。存储一幅1024字节的8 位图像需要（1MB）的存储空间。一景正常的包括7个波段的LANDSAT5的TM图像文件，至少占用（200MB）的存储空间。
第一章概论 1、按图像的明暗程度和空间坐标的连续性，可以分为数字图像和模拟图像。 数字图像：可用计算机存储和处理，空间坐标和灰度均不连续。 模拟图像：计算机无法直接处理，空间坐标和明暗程度连续变化。 2遥感数字图像中的像素值称为亮度值（灰度值/DN值），它的高低由传感器所探测到的地物电磁波的辐射强度决定。 2、遥感数字图像处理的主要内容包括以下三个方面：图像增强、图像校正、信息提取。 1）图像增强：用来改善图像的对比度，突出感兴趣的地物信息，提高图像大的目视解译效果，它包括灰度拉伸、平滑、锐化、滤波、变换（K—L/K—T）、彩色合成、代数运算、融合等。 图像显示：为了理解数字图像中的内容，或对处理结果进行对比。 图像拉伸：为了提高图像的对比度（亮度的最大值与最小值的比值），改善图像的显示效果。 2）图像校正（恢复/复原）：为了去除和压抑成像过程中由各种因素影响而导致的图像失真。 注意：图像校正包括辐射和几何校正，前者通过辐射定标和大气校正等处理将像素值由灰度级改变为辐照度或反射率，后者利用已有的参照系修改像素坐标，使得图像能够与地图匹配或多景图像之间可以相互匹配。 3）信息提取：从校正后的遥感数据中提取各种有用的地物信息。包括图像分割、分类等。 图像分割：用于从背景中分割出感兴趣的地物目标。分割的结果可作为监督分类的训练区。 图像分类：按照特定的分类系统对图像中像素的归属类别进行划分。 3、遥感数字图像处理系统：硬件系统（输入、存储、处理、显示、输出），软件系统。 4、数字图像处理的两种观点：离散方法（空间域）、连续方法（频率域） 第二章遥感图像的获取和存储 1、遥感是遥感信息的获取、传输、处理以及分析判读和应用的过程。遥感的实施依赖于遥感系统 2、遥感系统是一个从地面到空中乃至整个空间，从信息收集、储存、传输、处理到分析、判读、应 用的技术体系，主要包括遥感试验、信息获取（传感器、遥感平台）、信息传输、信息处理、信息应用等5个部分。 3、传感器按是否具有人工辐射源，可分为被动方式和主动方式；按数据记录方式，可分为成像方式 （摄影成像、扫描成像）和非成像方式。按成像原理分为摄影成像和扫描成像两类。 a)摄影成像：其传感器主要为摄影机，其基本特点是在快门打开后的一瞬间几乎同时收集目标 上所有的反射光，聚焦到胶片上成为一幅影像，并记录下来。 b)扫描成像：其特点逐点逐行地收集信息。 4、传感器分辨率指标主要有4个：辐射分辨率、光谱分辨率、空间分辨率和时间分辨率。 A.辐射分辨率：是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高辐射分辨率意味着 可以区分信号强度的微小差异。在可见、近红外波段用噪声等效反射率表示，在热红外波段