遥感与地理信息系统复习题含答案

《遥感&地理信息系统》复习题

1遥感的含义

（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）遥感是应用探测仪器，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遥感技术系统的构成

被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的的处理和信息的应用。

3电磁波谱区间段，遥感探测区间段

紫外遥感：0.05～0.38μm

按传感器的 可见光遥感：0.38～0.76μm

探测波段分 红外遥感：0.76～1000μm

微波遥感：1mm～1m

多波段遥感：探测波段在可见光波段和红外波段范围内，再分成若干窄波段来探测目标。

名称 波长范围

紫外线 0.01 ---- 0.38 μｍ

可见光 0.38 ---- 0.76 μｍ

近红外 0.76 ---- 3.0 μｍ

中红外 3.0 ---- 6.0 μｍ

热红外 6.0 ---- 15.0 μｍ

远红外 15 ---- 1000 μｍ

微 波 1 ---- 1000 ｍｍ

4大气对太阳辐射的影响，对遥感成像的影响

5大气窗口概念及其主要光谱段的应用

大气对太阳辐射具有削弱作用，我们把太阳辐射通过大气层较少被反射、吸收和散射的那些波段范围，称为大气窗口。

大气窗口的光谱波段主要有：

0.3~1.3μｍ 紫外、可见光、近红外

1.5~1.8μｍ、2.0~3.5μｍ 近、中红外，扫描成像，白天记录

3.5~5.5μｍ 中红外，白天夜间，扫描成像记录

8~14μｍ 远红外，白天夜间，扫描记录

0.8~2.5cm 微波，白天夜间，扫描记录

6立体像对、立体观察

两张同一地区的遥感影像，从不同角度进行拍摄，获得的具有重叠区域，在一定条件下，使用专业仪器或者肉眼可以看到立体影像，通过立体影像可以进行包括测量，生成DEM。

立体观察是指通过观察立体像对来获得人造立体效应的过程。

7中心投影与垂直投影的区别

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影响，像片比例尺与平台高度和焦距有关。

投影倾斜的影响：当投影倾斜时垂直的影像仅表现为比例尺有所放大像点ao、bo相对位置保持不变，但ao、bo与AO、BO相比，比例有所夸大。在中心投影的像片上，ao、bo的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，地面上AO=BO，而像片上的ao大于bo。

地形的起伏：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，像上投影点水平位置的位移量就越大，产生投影误差。

8像片比例尺

即像片上两点的距离与地面上相应两点实际距离之比。

9像点位移的含义及其计算方法、推导过程

在中心投影的像片上，地形的起伏引起像片比例尺变化之外，还会引起平面上的点位在像片位置上的移动，这种现象称为像点位移。

10瞬时视场角

扫描镜在一瞬时间可以视为静止状态，此时接受到的目标地物的电磁波辐射，限制在一个很小的角度之内，这个角度成为瞬时视场角，即扫描的空间分辨率。

11微波遥感的特点

能全天候、全天时工作

对某些地物具有特殊的波普特征

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，但特性明显

12遥感图像的特征(空间、波谱、辐射、时间)

遥感图像的空间分辨率

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

遥感图像的波普分辨率

波普分辨率是指传感器在接收目标辐射时能分辨的最小波长间隔。

遥感图像的辐射分辨率。

辐射分辨率是指传感器接收波普信号时，能分辨的最小辐射度差。

遥感图像的时间分辨率。

时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样频率，也称重访周期。

1.遥感影像辐射畸变的原因，辐射校正的原理及方法

原因:传感器仪器本身的误差、大气对辐射的影响

基本原理：在同一幅图像的有限面积内，程辐射度是一个近似于常数的值，其值的大小只与波段有关。

方法：直方图最小值去除法、回归分析法直方图(亮度值、像元数)最小值去除法

遥感图像的几何校正(原因、思路、步骤、方法及控制点的选取，教材P103-112) 影响图像变形的外部因素：

1） 遥感平台位置和运动状态变化

2） 地形起伏－像点位移

3） 地球的曲率－像点位移和地面宽度不等

4） 大气折射－像点位移

5） 地球自转－影像变形

基本思路

校正前的图像看起来是由行列整齐的等间距像元点组成的，但实际上，由于某种几何畸变，图像中像元点间所对应的地面距离并不相等。校正后的图像亦是由等间距的网格点组成的，且以地面为标准，符合某种投影的均匀分布，图像中网格的交点可以看作是像元的中心。校正的最终目的是确定校正后图像的行列数值，然后找到新图像中每一像元的亮度值。

步骤

像元坐标变换；

像元亮度重采样；

方法

内插法计算该位置的亮度值：

最近邻法

双线性内插法

三次卷积法

控制点的选择原则

表征空间位置的可靠性：道路交叉点，标志物，水域的边界，山顶，小岛中心，机场等。

控制点要在图像上均匀分布，图像边缘变形大，一定要有控制点；

清楚辨认；

数量：应当超过多项式系数的个数((n+1)*(n+2)/2)。选取最少数目的控制点校正，实际效果往往不好，在条件允许下，控制点数的选取要大于最低数很多，一般为6倍。

真彩色合成、假彩色合成

根据彩色合成原理，可选择同一目标的单个多光谱数据合成一幅彩色图像，当合成图像的红绿蓝三色与三个多光谱段相吻合，这幅图像就再现了地物的彩色原理，就称为真彩色合成。

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、蓝三种原色，就可以合成彩色图像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物的真实的颜色，因此这种合成叫做假彩色合成。

遥感图像计算机分类方法及优缺点

监督分类

监督分类中常用的具体分类方法：

最小距离分类法，原理简单，分类精度不高，但计算速度快，可以在快速浏览分类概况中使用。

多级切割分类法，便于直观理解如何分割特征空间以及待分类像素如何与分类类别相对应。但多级分割法要求分割面总是与各特征轴正交，如果各类别在特征空间中呈倾斜分布，就会产生分类误差。

特征曲线窗口法：

分类效果取决于特征参数的选取和窗口的大小。

最大似然比分类法

是经常使用的监督分类方法之一，通过求出每个像素对于各类别归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去。

假定地物光谱特征服从正态分布,利用训练区求出特征参数,从而可求出总体的先验概率密度函数。当总体分布不符合正态分布时,其分类可靠性将下降,此时不宜采用该法。

非监督分类：

不必对影像地物获取先验知识，仅依靠影像上不同类地物光谱信息(或纹理信息)进行特征提取，再统计特征的差别来达到分类的目的，最后对已分出的各个类别的实地属性进行确认。

非监督分类常用的方法：

分级集群法

动态聚类法

优缺点

是否利用训练场地来获取先验的类别知识，前者利用，后者不利用。

监督分类：关键是训练场地的选择(要考虑地物光谱特征，样本数目

非监督分类：不需要更多的先验知识，是根据地物的光谱统计特性进行分类的。

当两个地物类型对应的光谱特征类差异很小时,非监督效果不如监督分类好。但当光谱特征能和唯一的地物类型相对应时，非监督分类可取得较好分类效果。因此，非监督分类方法简单，且分类具有一定的精度。

遥感数字图像计算机分类中存在的问题

图像分类仅利用了地物光谱特征，未能充分利用遥感图像提供的多种信息。

空间、结构信息未充分利用

提高遥感图像分类精度受到限制：大气状况的影响、下垫面的影响、其它因素的影响。

GIS的概念、GIS的构成及各部分的功能

在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界的各类空间数据及描述这些空间数据的属性数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和输出的技术系统，是为地学研究与决策服务的计算机技术系统。

GIS的构成

计算机硬件系统

用以存储、处理、传输、和显示地理或空间数据。

计算机软件系统

用于执行地理信息系统功能的各种操作，包括数据输入、处理、数据库管理、空间分析和数据输出等。

地理空间数据

具体描述地理现象的空间特征、属性特征和时间特征。

系统开发、管理和使用人员

开发人员在对用户组织机构的状况和要求进行具体分析的工作中起到极其关键的作用。

应用人员 组织管理和维护

应用模型

为某一特定的实际工作而建立的运用地理信息系统的解决方案

GIS的主要数据来源

地图数据、影像数据、地形数据、属性数据、元数据

元数据与数据字典

元数据 有关数据的数据，如数据来源、权属、精度、产生的时间、分辨率、转换方法等。

数据字典 是一种用户可以访问的记录数据库和应用程序元数据的目录。

拓扑结构的含义

拓扑结构：定义空间结构关系的一种数学方法，在GIS中，不但用于空间数据的组织，而且在空间分析和应用中具有非常重要的意义。

地理空间实体的拓扑关系：

拓扑邻接：空间图形中同类元素之间的拓扑关系，如多边形与多边形、弧段与弧段等；

拓扑关联：空间图形中不同类元素之间的拓扑关系，如节点与弧段、多边形与弧段等；