考研遥感复习

第一章

1遥感：广义理解，泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场，力场，机械波，等的探测。狭义来说，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，揭示出物体特征性质及其变化的综合性探测技术。

2电磁波：当电磁震荡进去空间，变化的磁场激发了涡旋电场，变化的电场又激发了涡旋磁场，使电磁震荡在空间传播，这就是电磁波。

3电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增伙递减排列，则构成了电磁波谱。电磁波谱以频率从高到低排列，可以划分为r射线，x射线，紫外线，可见光，红外线，无线电波。

4黑体：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体是绝对黑体。

5太阳辐射：太阳辐射有时习惯称作太阳光，太阳光通过地球大气照射到地面，，经过地面物体反射又返回，再经过大气进入传感器。

6大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射，吸收，或散射的，通过率较高的波段成为大气窗口。

7遥感的特点：大面积的同步观测：在地球上，进行资源和环境调查时，大面积同步观测所得到的数据是最宝贵的。

时效性：遥感探测，尤其是空间遥感探测，可以在段时间内对同一地区进行重复探测，发现地球上许多事物的动态变化。

遥感数据的综合性和可比性：遥感获得的地物电磁波特性数据综合地反映了地球上许多自然，人文信息。

经济性：遥感的费用投入与所获取的效益，与传统的方法相比，可以大大的节省人力，物力，财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。

局限性：目前，遥感技术所利用的电磁波还很有限，仅是其中几个波段范围。此外，已经被利用的电磁波谱段对许多地物的某些特征还不能准确反应。

8遥感分类：p4

第二章

1光谱反射率：物体反射的辐射能量占总入射能量的百分比，称为反射率。不同物体的反射率不同，这主要取决于物体本身的性质，以及入射电磁波的波长和入射角度，反射率的范围总是小于等于1，利用反射率可以判断物体的性质。

2地物的波谱特征：由于地面上各种物体组成物质的分子，原子性质和结构规模不同，因而各种地物对不同波长的电磁波的反射，吸收，发射及透射本领也有差异，导致无物体反射，吸收，发射，及透射的电磁波的本领随入射波的改变而改变的特性。

3地物的反射光谱特性：

4电磁波的性质：电磁波是横波，在真空中以光速传播，满足(公式见p16)，电磁波具有波粒二象性。 5地物的反射类别：镜面反射：是指物体的反射满足反射定律。入射波与反射波在同一平面内，入射角和反射角相等。

漫反射：是指不论入射方向如何，虽然反射率与镜面反射一样，但是反射方向却是四面八方。

实际物体反射：多数处于两种理想模型之间，即介于镜面和漫反射之间。。一般来说，实际物体反射在入射波时各个方向都有反射能量，但是大小不同。

6典型地物的光谱特性: 1．植物：a.在可见光的0.55μm（绿）附近有一个小反射峰，在0.45μm（蓝）和0.67μm（红）附近有两个明显的吸收带。b.在0.7～0.8μm是一个陡坡，反射率急剧增高，在近红外波段0.8～1.3μm之间形成一个高的，形成反射峰。c.以1.45μm、1.95μm和2.7μm为中心是水的吸收带。2.土壤：没有明显的波峰波谷，土质越细反射率越高，有机质含量越高含水量越高，反射率越低3. 水体：反射主要在蓝绿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。水中含泥沙时，可见光波段反射率会增加，峰值出现在黄红区。水中含叶绿素时，近红外波段明显抬升。4. 岩石：形态各异，没有统一的变化规律。岩石的反射波谱曲线受矿物成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、表面光滑程度、色泽等影响.

7影响地物光谱反射率变化的因素:????

三章

1.扫描成像的概念: 扫描成像是依靠探测元件和扫描镜对目标地物以瞬间视场为单位进行的逐点、逐行取样，以得到目标地物电磁辐射特性信息，形成一定谱段的图象。

2传感器的分类: 按照数据记录方式可分为成像方式传感器和非成像方式传感器两类.非成像的传感器记录的是地物的一些物理参数;在成像系统中,按成像原理又分为摄影成像,扫描成像等类型.

按传感器工作的波段可以分为可见光传感器,红外传感器和微波传感器. 按工作方式可分为主动传感器和被动传感器.被动式传感器接收目标自身的热辐射或反射太阳辐射.主动式传感器能向目标发射强大的电磁波然后接收目标反射的回波.

3微波遥感的特点:能全天候,白天时工作.可见光遥感只能在白天工作,红外遥感虽可克服夜障,但是不能穿云透雾. 对某些地物具有特殊的波普特征.许多地物间,微波辐射能力差别较大,因而可以较容易地分辨出可见光和红外遥感所不能区别的某些目标物的特性. 对冰,雪,森林,土壤等具有一定的穿透能力.该特性可以用来探测隐蔽在林下的地形,地质构造,军事目标,以及埋藏于地下的工程,矿藏,地下水等. 对海洋遥感具有特殊意义.微波对海水特别敏感,其长波很适合于海面下动态情况的观测. 分辨率低,但是特征明显.微波传感器的分辨率一般都比较低,这是因为其波长较长,衍射现象显著的缘故.

4扫描成像类传感器的特点.???

第四章 1图像的表现形式:??

2遥感图像处理的硬件与软件系统: 计算机：一般来说，从微处理器，通用或专用的小型机，工作站到具有各种功能的大型计算机都能用于图像处理。 图像输入输出设备：主要包括磁带机，平台式图像数字化器，滚筒式数字化器，CCD阵列数字化器，飞点扫描仪，摄像机，地图数字化桌等。

专用处理设备：是指能与主机实现并行处理或脱机工作的设备。 外存设备：主要是磁带，磁盘，光盘等，其功能是保存图像数据和处理过程中的有关数据。 显示器：显示设备作为输出设备的一种，它是能将原始的或处理后的数字图像变换成光学模拟图像显示出来，也可以显示数据统计图供操作人员观察影像的特征和处理效果用。 软件部分：图像处理系统的软件部分分为系统软件和应用软件两部分。

五章

1.引起遥感影像位置畸变的原因是什么？几何校正的步骤是什么？如果不作几何校正，遥感影像有什么问题？如果作了几何校正，又会产生什么新的问题？

答：几何畸变：遥感图像在几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地物大小对应不正确，地物形状不规则变化等畸变，称几何畸变，即图像上像元在图像坐标系中的坐标与在地图坐标系等参考系统中的坐标之间的差异。

遥感影像变形的原因:①遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。②地形起伏的影响：产生像点位移。③地球表面曲率的影响：一是像点位置的移动；二是像元对应于地面宽度不等，距星下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。④大气折射的影响：产生像点位移。⑤地球自转的影响：产生影像偏离。

几何校正的一般过程：

图像几何校正是从具有几何变形的图像中消除变形的过程。一般步骤如下：

（1）确定校正方法：根据遥感图像几何畸变的性质和可用于校正的数据确定校正方法。

（2）确定校正公式：确定原始图像上的像点和几何校正后图像上的像点之间的变换公式，并根据控制点等数据确定变换公式中的位置参数。

（3）验证校正方法、校正公式的有效性。

（4）对原始输入图像进行重采样，得到修熬出几何畸变的图像。

如果不作几何校正，遥感图像则有在几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等。有时根据遥感平台的各种参数已做过一次校正，但仍不能满足要求，就需要作遥感影响相对于地面坐标、地图投影坐标系统的配准校正，以及不同类型或不同时相的遥感影响之间的几何配准复合分析，以得到比较精确的结果。

第六章

1辐射纠正：进入传感器的辐射强度反映在图像上就是亮度值。辐射强度越大，亮度就越大。当太阳辐射相同时，图像上像元亮度值的差异反映了地物目标光谱反射率的差异。但是，实际测量时，辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变。这个改变部分就是需要矫正的部分，故称为辐射畸变。引起辐射畸变的原因有两个原因：一是传感器本身产生误差;二是大气对辐射的影响。

2数字图像增强：当一幅图像的目视效果不太好，或者有用的信息突出不够时，就需要做出图像增强处理。主要方法有对比度扩展，空间过滤，图像运算和多光谱变换等，共同目的都是增强图像质量和突出所需信息，有利于分析判读或作出进一步处理。

3图像增强的办法？

对比度变换：是一种通过改变图像像元的亮度值来改变图像像元对比度，从而改善图像质量的图像处理方法。因为亮度值是辐射值是辐射强度的反映，所以也称为辐射增强。

空间过滤：对比度扩展的辐射增强是通过单个像元的运算从整体上改善图像的质量。而空间过滤则是以重点突出图像上的某些特征为目的的，如突出边缘或纹理等，因此通过像元与其它周围相邻像元的关系，采用空间域中的邻域处理方法，也叫做空间滤波。

彩色变换：亮度值的变化可以改善图像的质量，但就人眼对图像的观察能力而言，一般正常人眼

只能分辨20级左右的亮度级，而对彩色的分辨能力则可达100多种，远远大于对黑白亮度值的分辨能力。

图像运算：两幅或者多幅单波影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实现图像增强，达

到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。

多光谱变换：遥感多光谱影像，特别是陆地卫星的TM等传感器，波段多，信息量大，对图像解译

很有价值。

4图像融合：多种信息源的复合就是多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配技术。

5图像融合的基本步骤：配准——为了使两幅图像所对应的地物吻合，分辨率一致，必须先完场配准。方法是采用几何校正，分别在不同数据源的影响上选取控制点，用双线性内插或者三次卷积内插运算等分辨率较小的图像进行重采样，完成配准。 复合——诸多复合方案中，彩色合成方法的效果比较明显。所以尽可能生成三幅新图像，分别赋予红绿蓝进行假彩色合成。

第七章

1图像解译:是从遥感图像上获取目标地物信息的过程.遥感解译分为两种:一种是目视解译,又称目视判读.它是指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物的信息.另一种是遥感图像计算机解译,它是以计算机系统为支撑环境,利用模式识别技术和人工智能技术实现对遥感图像的解译.

2目视解译:遥感图像目视解译是指根据遥感影像目视解译标志和解译经验,识别目标地物的办法和技巧.

3目视解译的标志： 直接判读标志:形状：形状描述了一个目标物地物的外形和结构。 大小：是在二维空间上对目标地物尺寸或者面积的测量。 色调和颜色：是地物波普在像片上的表现。

阴影：是像片上阳光被地物遮挡产生的影子。阴影在相片上表现为地物背光形成的深色或者黑色的色调。 纹理：是通过色调或者颜色变化表现的细纹或细小。 的图案，这种细纹或细小的图案在某一确定的图像区域中以一定规律重复出现。 图形：是目标地物以一定的规律排列而成的图像结构。 位置：指目标地物在空间分布的地点。

间接解读标志：目标物与其相关指示特征 地物及其环境的关系 地物与成像时间的关系

4目视解译的方法: 直接判读法;是根据遥感影像目视判读直接标志，直接确定目标物属性与范围的一种方法。 对比分析法：此方法包括同类地物对比分析法，空间分析法和时相动态对比法。 信息复合法;利用透明专题或者透明地形图与遥感图像重合，根据专题图或者地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。 综合推理法：综合考虑遥感图像多种解译特征，结合生活常识，分析推断某种目标地物的方法。 地理相关分析法：根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素的性质，类型，状况与分布的方法。

5目视解译的步骤: 遥感图像目视解译步骤：1.目视解译准备工作阶段 ①明确解译任务与要求；②收集与分析有关资料；③选择合适波段与恰当时相的遥感影像。2.初步解译与判读区的野外考察 ①初步解译的主要任务是掌握解译区域特点，确立典型解译样区，建立目视解译标志，探索解译方法，为全面解译奠定基础。②野外考察：填写各种地物的判度标志登记表，以作为建立地区性的判度标志的依据。在此基础上，制定出影像判度的专题分类系统，建立遥感影像解译标志。3.室内详细判读 ①统筹规划、分区判读②由表及里、循序渐进③去伪存真、静心解译。4.野外验证与补判 ①野外验证包括：检验专题解译中图斑的内容是否正确;检验解译标志.②疑难问题的补判：对室内判读中遗留的疑难问题的再次解译。5.目视解译成果的转绘与制图.一种是手工转绘成图；一种是在精确几何基础的地理地图上采用转绘仪进行转绘成图.

第八章

1监督分类：首先需要从研究区域选取具有代表性的训练场地作为样本。根据已知训练区提供的样本，通过选择特征参数，建立判别函数，据此对样本像元进行分类，依据样本类别的特征来识别非样本像元的归属类别。

2非监督分类：是在没有先验类别作为样本的条件下，即实现不知道类别特征，主要根据像元间相似度的大小进行归类合并的方法。

3 比较监督分类与非监督分类的优缺点。根本区别在于是否利用训练场地来获取先验的类别知识。监督分类的关键是选择训练场地。监督分类法优点是：简单实用，运算量小。缺点是：受训练场地个数和训练场典型性的影响较大。受环境影响较大，随机性大。训练场地要有代表性，样本数目要能够满足分类要求。此为监督分类的不足之处。非监督分类优点是：事先不需要对研究区了解，减少人为因素影响，减少时间，降低成本。不需要更多的先验知识，据地物的光谱统计特性进行分类。缺点是：运算量大。当两地物类型对应的光谱特征差异很小时，分类效果不如监督分类效果好。

4监督分类的方法;最小距离分类法：是以特征空间中距离作为像素分类的依据，包括最小距离判别法和最近邻域分类法。 多级切割分类法：通过设定在各轴上一系列分割点，将特征空间划分成分分别对应不同分类类别的互不重叠的特征子空间的分类方法。 特征曲线窗口法：特征曲线是地物光谱参数构成的曲线。 最大似然比分类法：是经常使用的监督分类方法之一，是通过求出每个像素对于各类别的归属概率，把该像素分到归属概率最大的类别中去的方法。

5非监督分类的方法：分级集群法:分级集群法采用”距离”评价样本在空间分布的相似度,把它们分布分割或者合并成不同集群. 动态聚类法:在初始状态给出图像粗糙的分类,然后基于一定原则在类别间重新组合样本,直到分类比较合理为止,这种聚类方法就是动态聚类.

6计算机解译的主要技术发展趋势: 抽取遥感图像多种特征并综合利用这些特征进行识别.

逐步完成gis各种主题数据库的建设，利用gis数据减少自动解译中的不确定性。 建立适用于遥感图像自动解译的专家系统，提高自动解译的灵活性。 模式识别与专家系统相结合。

九章遥感应用

1高光谱遥感：何为高光谱遥感？与传统遥感手段有何区别？

答: 高光谱遥感：是高光谱分辨率遥感的简称。它是在电磁波的可见光、近红外、中红外和热红外波段范围内，获取许多非常窄的光谱连续的影像数据的技术。

区别：（1）高光谱遥感的成像光谱仪可以分成几十甚至数百个很窄的波段来接收信息；（2）每个波段宽度仅小于10nm；（3）所有波段排列在一起能形成一条连续的完整的光谱曲线；（4）光谱覆盖范围可从可见光到热红外的全部电磁辐射波谱范围。

2.遥感技术研究（应用领域）内容及发展前景？ 答：遥感技术应用领域:

技术遥感在测绘中的应用：主要用来测制和修侧地形图、制作正射影像图、测制各类专题图； 遥感技术在军事上应用：主要用于军事情报侦察、目标定位和识别、地形分析、军事制图、作战任务规划和指挥控制、军事目标打击效果评估、重要目标动态监测、精确打击武器的末端影像匹配等；

遥感技术在农林牧方面的应用：主要是植被遥感。在遥感影像上有效准确的确定植被的分布、类型、长势等信息，以及对植被的生物量做出估算（大面积农作物的遥感估产）、城市绿化调查和生态环境评价、林业资源调查；

遥感技术在水体信息提取中的应用：通过对遥感影响的分析，获得水体的分布、泥沙、有机物质等状况和水深、水温、水体界线、水体悬浮物和水体污染等信息，从而对一个地区的水资源和水环境等做出评价，为水利、交通、和航运以及资源环境等部门提供决策服务；

遥感技术在灾害监测方面的应用：洪灾监测、火灾监测、气象灾害（旱灾、台风、暴雨、强对流天气）监测、地质灾害监测、病虫害监测。

影响遥感技术发展中主要存在的问题：（1）遥感的时效性：实时检测与处理能力不足；（2）遥感的定量反演：精度不能达到实用要求。

产生以上问题的原因主要有：（1）遥感技术本身的局限性；（2）人们认识上局限性。

发展前景：遥感技术正在进入一个能偶快速准确的提供多种对地观测海量数及应用研究的新阶段，在近一二十年内的倒了飞速发展，目前又将达到一个新的啊高潮！主要发展有以下几个方面：【1】遥感影像的空间分辨率和时间分辨率愈来愈高（例如，民用遥感影像饿空间分辨率达到米级，光谱分辨率达到纳米级，波段数已增加到数十个数百个；军用侦察卫星空间分辨率达到厘米级，如美若的KH-11空间分辨率为0.11m；【2】可获取遥感立体影像；【3】微波遥感迅速发展，未来诸多领域倾向于合成孔径雷达、成像光谱仪的广泛应用；【4】高光谱遥感迅速发展；【5】遥感的综合应用不断深化，表现为从单一信息源分析向包含非遥感数据的多源信息的复合分析的方向发展；从定向判读向信息系统应用模型及专家系统支持下的定量分析；从静态研究向多时相的动态研究发展；【6】商业遥感时代的到来；【7】建立高速、高精度和大容量的遥感数据处理系统，3S一体化。

十章补充：

1大气散射：辐射在传播过程中遇到小微粒而使传播方向改变，并向各个方向散开，称为散射。 2.大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感与微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云浮透雾能力而可见光不能。

①瑞利散射（大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射）.②米氏散射（当大气中粒子的直径与辐射的波长相当时发生的散射）③无选择性散射 （当大气中粒子的直径比波长大的多时发生的散射）.大气散射类型是根据大气中分子或其他微粒的直径小于或相当于辐射波长时才发生。大气云层中，小雨滴的直径相对其他微粒最大，对可见光只有无选择性散射发生，云层越厚，散射越强，而对微波来说，微波波长比粒子的直径大很多，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，所以微波才有可能有最小散射，最大透射，而被成为具有穿云透雾的能力。

3黑体辐射：如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收，则这个物体就是决对黑体。 4垂直投影：摄影机主光轴垂直于地面或者偏离垂线在3度以内。取得的像片称为水平像片或者垂直像片。

5像点位移：在中心投影的相片上，地形的起伏除了引起像片比例尺变化外，还会引起平面上的点为在像片的位置上移动，这种现象就叫做像点位移。

6微波遥感：微波遥感是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识别地物的技术。

7.如何评价遥感图像的质量（特征）（电磁辐射的特征）？

答：一、遥感图像的空间分辨率：指像素所代表的地面范围的大小。地面分辨率取决于胶片的分辨率和摄影镜头的分辨率所构成的系统分辨率，以及摄影机焦距和航高。二、图象的光谱分辨率：波谱分辨率是指传感器在接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值。三、辐射分辨率：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。某个波段遥感图像的总信息量与空间分辨率、辐射分辨率有关。四、图象的时间分辨率：时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。时间分辨率对动态监测很重要。

8互补色：若两种颜色混合产生白色或者灰色，这两种颜色就称为互补色。 9数字图像：数字图像是指能够被计算机储存，处理和使用的图像。