遥感原理与应用---第四章遥感图像处理

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）2.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。

《遥感原理与应用》习题四第四章遥感图像处理一、名词解释：1、光学影像2、数字影像3、空间域图像4、频率域图像5、图像采样6、灰度量化7、几何变形8、几何校正9、粗加工处理10、精加工处理11、多项式纠正12、间接法纠正13、最邻近像元重采样14、图像配准15、数字镶嵌16、正射影像17、地理编码图象18、辐射误差19、辐射定标20、大气校正22、图像直方图23、假彩色合成24、密度分割25、真彩色合成26、伪彩色图像27、图像平滑29、边缘检测30、低通滤波31、高通滤波32、图像融合33、直方图正态化34、线性拉伸35、直方图均衡36、邻域法处理二、填空题：1、光学图像是一个函数。

2、数字图像是一个函数。

3、光学图像转换成数字影像的过程包括等步骤。

4、图像数字化中采样间隔取决于图像的，应满足（公式）。

5、一般图像都由不同的、、、的周期性函数构成。

6、3S集成一般指、和的集成。

7、遥感图像几何纠正的常用方法有，，。

8、多项式拟合法纠正中，项数N与其阶数n的关系。

9、多项式拟合法纠正中，一次项纠正，二次项纠正，三次项纠正。

10、项式拟合法纠正中控制点的要求是，，。

11、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。

12、SPOT图像采用共线方程纠正时需要，有未知参数，最少需要个控制点。

13、常用的灰度采样方法有，，。

14、数字图象配准的方式有，。

15、数字图像镶嵌的关键，，。

16、在姿态角都为0的情况下，中心投影像片的投影差为，推扫式影像（HRV）的投影差为，扫描仪影像（MSS）的投影差，侧视雷达影像（SAR）的投影差。

17、灰度采样中，双线性内插的权矩阵采用函数求取，双三卷积的权矩阵采用函数求取。

18、辐射传输方程可以知道，辐射误差主要有，，。

19、常用的图像增强处理技术有，。

20、增强的常用方法有，，，，，，等。

子21、直方图均衡效果，，。

第四章遥感图像处理名词解释假彩色遥感图像：利用卫星或飞机拍摄到的基础遥感图像,将感兴趣的部分(如森林,水体,沙漠,重力异常区等)用不真实且夸张的颜色表示出来，与自然色不一致。

边缘检测：用于判断图像地物的边缘。

数字影像：数字影像是以二维数组形式表示的影像。

该数组由对连续变化的影像作等间隔抽样所产生的采样点组成。

几何校正：几何校正是指将遥感图像参照地形图、已校正图像或GPS控制点进行重采样,消除传感器成像的几何变形,使其具有地理坐标并与地面实际对应。

K-L变换：主成分变换；是建立在统计特征基础上的多维正交线性变换，就是一种离散化的Karhunen －Loeve变换。

辐射校正：对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正直方图均衡：是用一定的算法使直方图大致平和。

问答题下图为一个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 127120 150 125115 119 123什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：是指利用计算机对图像进行一系列加工，以便获得人们所需要的效果。

常见的图像处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割与图像分析等。

（1）图像数字化通过取样与量化过程将图像变换成便于计算机处理的数字形式。

通常，图像在计算机内用一个数字矩阵表示，矩阵中的每一个元素称为像素。

将图像数字化的设备有各种扫描仪与数字化仪。

（2）图像编码对图像信息进行编码，可以压缩图像的信息量，以便满足传输与存储的要求。

（3）图像增强使图像清晰或将其转换为更适合人或机器分析的形式。

图像增强并不要求真实地反映原始图像。

（4）图像复原消除或减少在获取图像过程中所产生的某些退化，尽量反映原始图像的真实面貌。

（5）图像分割将图像划分为一些互不重叠的区域。

第一章绪论◇遥感的基本概念掌握遥感的概念、特点和分类。

1，概念：字面含义：遥远地感知。

广义的含义：泛指从远处探测、感知物体或地物的技术。

狭义的含义：指从空中和地面的不同工作平台上，通过传感器，对地球表面地物的电磁波反射或发射信息进行探测，并经传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。

2，特点：（1）宏观观测，大范围获取数据资料。

（2）动态监测，快速更新监控范围数据（3）技术手段多样，可获取海量信息（4）应用领域广泛，经济效益高3，分类：（1）按平台：地面遥感，航空遥感，航天遥感（2）按波段：紫外遥感，可见光遥感，红外遥感，微波遥感，多光谱（高光谱）遥感（3）按工作方式：主动式遥感，被动式遥感（4）按记录方式：成像遥感，非成像遥感（5）按应用领域：外层空间遥感，大气层遥感，陆地遥感，海洋遥感◇遥感的应用熟悉遥感技术在测绘和汶川抗震救灾中的应用。

遥感技术在测绘中的应用：制作卫星影像地图修测地形图地形测绘制作专题图在汶川地震中的应用：迅速了解灾情、科学指挥救灾遥感搜救直升机遥感关注堰塞湖灾后重建规划第二章遥感物理基础◇电磁波基础电磁波及其特性、电磁波谱、遥感应用的电磁波波谱段电磁波（Electromagnetic Wave)：在真空或物质中通过电磁场的振动而传输电磁能量的波。

将电磁波在真空中传播的波长或频率按递增或递减顺序排列制成的图表叫做电磁波谱◇物体的发射辐射黑体、基尔霍夫辐射定律、地物发射光谱特征的特点黑体：入射的全部电磁波被完全吸收，既无反射也没有透射的物体。

基尔霍夫辐射定律：一定温度下的物体，对某一波长的电磁波辐射的吸收能力和发射能力相对应。

吸收能力越强，发射能力也越强。

地物发射光谱特征的特点：⏹任何温度大于AZ的物体，都能发射红外线和微波，高温物体，还能发射可见光；⏹T恒定时，物体吸收和发射的电磁波波长一致；⏹任何物体发射红外线的强度与温度有关，而发射微波的差别与物体性质有关；⏹不同性质的物体具有不同的发射波谱曲线；⏹一般而言，粗糙的物体发射系数较大。

武汉⼤学遥感原理与应⽤习题第⼀章遥感物理基础名词解释：遥感、电磁波谱、绝对⿊体、灰体、⾊温、⼤⽓窗⼝、发射率、光谱反射率、波粒⼆象性、光谱反射特性曲线、问答题：1、⿊体辐射遵循哪些规律？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？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？4、叙述沙⼟、植物、和⽔的光谱反射率随波长变化的⼀般规律。

5、地物光谱反射率受哪些主要的因素影响？6、何为⼤⽓窗⼝？分析形成⼤⽓窗⼝的原因。

7、传感器从⼤⽓层外探测地⾯物体时，接收到哪些电磁波能量？第⼆章遥感平台及运⾏特点名词解释：遥感平台、遥感传感器、卫星轨道参数、升交点⾚经、卫星姿态⾓、与太阳同步轨道、LandSat 、SPOT 、问答题：1、遥感卫星轨道的四⼤特点是什么？这些特点有什么好处？2、阐述遥感卫星轨道的特点及其作⽤。

3、确定传感器姿态的⽅法有哪些？简述其原理。

4、从卫星遥感影像获取到处理涉及到多个坐标系，描述这些坐标系统的定义及其作⽤。

5、查阅资料或搜索⽹站资源，⾄少列出5个遥感卫星数据产品代理或宣传⽹址，以其中⼀种遥感卫星为例，描述其数据产品的种类及分类标准。

第三章遥感传感器名词解释：遥感传感器、探测器、红外扫描仪、多光谱扫描仪、推扫式成像仪、成像光谱仪、瞬时视场、MSS、TM、HRV、SAR、INSAR、CCD、真实孔径侧视雷达、全景畸变、合成孔径侧视雷达、距离分辨率、⽅位分辨率、多中⼼投影、斜距投影简答题：1、⽬前遥感中使⽤的传感器可分为哪⼏种？2、遥感传感器包括哪⼏部分？3、LANDSAT 系列卫星上具有全⾊波段的是哪⼀颗？其空间分辨率怎样？4、利⽤合成孔径技术能提⾼侧视雷达的何种分辨率？5、实现扫描线衔接应满⾜的条件是什么？6、叙述侧视雷达图像的影像特征。

7、物⾯扫描的成像仪为何会产⽣全景畸变？8、TM专题制图仪与MSS多光谱扫描仪有何不同？9、SPOT 卫星上的 HRV推扫式扫描仪与TM专题制图仪有何不同？第四章遥感图像处理（⼀）名词解释：光学影像、数字影像、空间域图像、频率域图像、图像采样、灰度量化、ERDAS 、BSQ 、BIL简答题：1、叙述光学影像与数字影像的关系和不同点。

遥感原理与应用习题第一章遥感物理基础一、名词解释1 遥感: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。

2遥感技术:遥感技术是从人造卫星、飞机或其他飞行器上收集地物目标的电磁辐射信息,判认地球环境和资源的技术。

3电磁波:电磁波(又称电磁辐射)是由同相振荡且互相垂直的电场与磁场在空间中以波的形式移动,其传播方向垂直于电场与磁场构成的平面,有效的传递能量和动量。

电磁辐射可以按照频率分类,从低频率到高频率,包括有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、4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5绝对黑体:能够完全吸收任何波长入射能量的物体6灰体:在各种波长处的发射率相等的实际物体。

7绝对温度:热力学温度,又叫热力学温标,符号T,单位K(开尔文,简称开)8色温:在实际测定物体的光谱辐射通量密度曲线时,常常用一个最接近灰体辐射曲线的黑体辐射曲线作为参照这时的黑体辐射温度就叫色温。

9大气窗口:电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的,透过率较高的波段称。

10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。

11光谱反射率:物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。

12波粒二象性:电磁波具有波动性和粒子性。

13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。

问答题1黑体辐射遵循哪些规律?(1 由普朗克定理知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 在微波段黑体的微波辐射亮度与温度的一次方成正比。

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 与光谱反射率,太阳入射在地面上的光谱照度,大气光谱透射率,光度计视场角,光度计有效接受面积。

2014——2015年度《遥感原理与应用》考试复习题（命题：2011级土管系）第一章绪论主要内容：①遥感信息科学的研究对象、研究内容、应用领域②电磁波及遥感的物理基础③遥感平台和传感器第二章遥感图像处理的基础知识主要内容：1.图像的表示形式2.遥感数字图像的存储3.数字图像处理的数据4.数字图像处理的系统考题：第一二章（A卷）1.电磁波谱中（A）能够监测油污扩散情况，（D）可以穿透云层、冰层。

（2分）A．紫外电磁波（）B．可见光红外电磁波 0μm)C．微波电磁波(1mm-1m)2.遥感按遥感平台可分为地面遥感、航空遥感、航天遥感。

（2分）3.遥感数字图像的存储格式包括BS、BIL、GeoTIFF。

（1分）4.遥感传感器由收集器、探测器、处理器、输出器几部分组成。

（2分）5.地图数据有哪些类型？（3分）答：DEM 数字高程模型DOM 数字正射影像图DLG 数字线划图DRG 数字栅格图6.何谓遥感？遥感具有哪些特点？（5分）答：遥感，即遥远的感知，是在不直接接触的情况下，使用传感器，接收记录物体或现象反射或发射的电磁波信息，并对信息进行传输加工处理及分析与解译，对物体现象的性质及其变化进行探测和识别的理论与技术。

特点：①感测范围大，具有综合、宏观的特点②信息量大，具有手段多，技术先进的特点③获取信息快，更新周期短，具有动态监测的特点④其他特点：用途广，效益高，资料性、全天候、全方位等.B卷1.绿色植物在光谱反应曲线可见光部分中的反射峰值波长是（ B ）。

（1分）A μmB μmC μmD μm2.遥感数字图像处理的数据源包括多光谱数据源、高光谱数据源、全色波段数据源和SAR数据源。

（3分）3.数字化影像的最小单元是像元，它具有位置和灰度两个属性。

（2分）4.函数I=f（x，y，z，λ，t）表示的是一幅三维彩色动态图。

（1分）5.遥感在实际中的应用有哪些方面？（4分）答：资源调查应用环境监测评价区域分析及建设规划全球性宏观研究。