遙感原理復(fù)習(xí)資料

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上遙感原理復(fù)習(xí)資料一. 名詞解釋：電磁波：交互變化的電磁場在空間的傳播（絕對）黑體：在任何溫度下，對于各種波長電磁輻射吸收系數(shù)等于1的物體黑體輻射：黑體的熱輻射稱為黑體輻射發(fā)射率：地物的輻射出射度與同溫度下黑體輻射出射度的比值亮度溫度：指物體的輻射功率等于某一黑體的輻射功率時(shí)，該黑體的絕對溫度（總小于實(shí)地溫度）等效溫度：為了分析物體的輻射能力,常用最接近灰體輻射曲線的黑體輻射曲線來表達(dá),這時(shí)黑體輻射溫度稱為該物體的等效輻射溫度（總小于實(shí)地溫度）太陽常數(shù)：不受大氣影響，在距離太陽一個(gè)天文單位內(nèi)，垂直于太陽輻射方向，單位面積單位時(shí)間黑體所接受的太陽輻射能量大氣窗口：電磁波通

2、過大氣層時(shí)較少被反射,吸收和散射的,透射率較高的波段稱為大氣窗口 光學(xué)厚度：消光系數(shù)沿大氣傳輸路徑的積分地球輻射：地球表面和大氣電磁輻射的總稱遙感：不接觸物體本身,用傳感器收集目標(biāo)物的電磁波信息,經(jīng)處理、分析后,識別目標(biāo)物,揭示其幾何、物理性質(zhì)和相互關(guān)系及其變化規(guī)律的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)地物波譜：地物的電磁波響應(yīng)特性隨電磁波波長改變的規(guī)律波譜特性：地物波譜隨波長變化而變化的特性,是電磁輻射與地物相互作用的一種表現(xiàn)方向反射：介于鏡面和朗伯面(漫反射)之間的一種反射。自然界種絕大多數(shù)地物的反射都屬于這種類型的反射,又叫非朗伯面反射漫反射：發(fā)生在非常粗糙的表面上的一種反射現(xiàn)象，不論入射方向如何,其反射出來的

3、能量在各個(gè)方向是一致的。波譜特性曲線：一般采用二維幾何空間內(nèi)的曲線表示,橫坐標(biāo)表示波長,縱坐標(biāo)表示反射率，是研究可見光至近紅外波段上地物反射率隨波長的變化規(guī)律。 二. 思考題： 紫外線：0.01-0.38um（只有0.3-0.38到達(dá)地面）可見光：0.38-0.76um紅外線：0.76-1000um（近紅外0.76-3，中紅外3-6，遠(yuǎn)紅外（熱紅外）6-15，超遠(yuǎn)紅外15-1000）微波：1mm1m不同地物之間微波發(fā)射率的差異比紅外發(fā)射率的差異要明顯的多在給定溫度下，物體的發(fā)射率等于吸收率（同一波段）任何物體在一定溫度下，不僅向外發(fā)射紅外輻射，也發(fā)射微波輻射。但微波是地物低溫狀態(tài)下的重要輻射特

4、性，紅外是地物高溫狀態(tài)下的中要輻射特性。微波輻射比紅外輻射弱的多大氣層分為：對流層，平流層，電離層，大氣外層散射：均勻散射，顆粒直徑大于波長，散射強(qiáng)度與波長無關(guān)。米氏散射，顆粒直徑與波長同數(shù)量級，散射強(qiáng)度與波長的二次方成反比。瑞利散射（分子散射），顆粒直徑遠(yuǎn)小于波長，散射強(qiáng)度與波長四次方成反比地球輻射分段特性：1. 0.3-2.5um（可見光和近紅外）波段，地表以反射太陽輻射為主。2. 2.5-6.0um（中紅外）波段，地表反射太陽輻射和地球自身的熱輻射均為被動遙感的輻射源。3. 6.0um以上的熱紅外波段，以地球自身的熱輻射為主。微波波段，主動遙感利用地物后向散射，被動遙感利用地物微波輻射。

5、1. 簡述遙感的概念，本教材研究的遙感的整個(gè)過程主要包括哪幾部分，每部分所要解決的主要問題是什么？ 遙感是不接觸物體本身,用傳感器收集目標(biāo)物的電磁波信息,經(jīng)處理、分析后,識別目標(biāo)物,揭示其幾何、物理性質(zhì)和相互關(guān)系及其變化規(guī)律的現(xiàn)代科學(xué)技術(shù) 本教材研究的遙感過程主要包括：電磁波信息的收集，遙感圖像的處理，遙感圖像的分析 電磁波信息的收集方面，解決遙感平臺及遙感傳感器的設(shè)計(jì)和成像原理。遙感圖像處理方面，解決遙感圖像的幾何處理和輻射處理。遙感圖像分析方面，解決遙感圖像的判讀和自動識別分類。2. 電磁波的特性有哪些？在遙感中這些特性得到怎么應(yīng)用？ 電磁波的衍射，偏振，疊加，相干，多普勒效應(yīng)等 研究電磁

6、波的衍射現(xiàn)象對設(shè)計(jì)遙感儀器和提高遙感圖像幾何分辨率具有重要意義，另外，數(shù)字影像處理中也要考慮光的衍射現(xiàn)象。偏振在微波技術(shù)中稱為“極化”，遙感技術(shù)中的偏振攝影和雷達(dá)成像就利用了電磁波的偏振特性，影像判讀中也意義重大。相干有insar相干雷達(dá)，微波遙感中雷達(dá)應(yīng)用了相干成像。海洋聲學(xué)遙感中運(yùn)用多普勒效應(yīng)穿透海洋進(jìn)行探測，合成孔徑雷達(dá)。3. 黑體的輻射特性有哪些？為什么要研究黑體的特性？ 普朗克熱輻射定律表示出黑體輻射通量密度與溫度的關(guān)系以及按波長分布的規(guī)律 玻耳茲曼定律：溫度越高，總的輻射通量密度越大，不同溫度的曲線不同（與溫度成四次方） 維恩位移定律：隨著溫度的升高，輻射最大值所對應(yīng)的波長向短波方

7、向移動 瑞里-金斯公式：輻射通量密度隨波長的連續(xù)變化，每條曲線只有一個(gè)最大值 因?yàn)楹隗w輻射是電磁輻射中的基本概念，通過研究黑體輻射特性，再研究自然界的物體輻射特性。4. 試分析大氣對電磁波的影響，說明空間傳感器所接收的信息組成。 大氣對電磁波的影響：吸收（水蒸氣，臭氧，二氧化碳起重要吸收作用），散射（電磁波與物質(zhì)相互作用后電磁波偏離原來的傳播方向的一種現(xiàn)象，是太陽輻射衰減的主要原因，主要發(fā)生在可見光區(qū)），折射（電磁波通過大氣層時(shí)出現(xiàn)傳播方向的改變）和反射（兩種介質(zhì)交界面反射） 太陽輻射透過大氣并被地表反射(有用的); 太陽輻射被大氣散射后被地表反射(糾正后有用); 太陽輻射被大氣散射后直接進(jìn)入

8、傳感器； 太陽輻射透過大氣被地物反射后又被地表發(fā)射進(jìn)入傳感器; 被視場以外地物反射后進(jìn)入視場的交叉輻射項(xiàng)。 5. 簡述太陽輻射的特點(diǎn)。太陽常數(shù)：不受大氣影響,在距太陽一個(gè)天文單位內(nèi),垂直于太陽輻射方向,單位面積單位時(shí)間黑體所接受的太陽輻射能量。(1.360×103W/m2); 太陽輻射和黑體輻射基本一致；太陽光譜相當(dāng)于6000 K的黑體輻射; 太陽輻射的能量主要集中在可見光；其中0.38 0.76 m 的可見光能量占太陽輻射總能量的46%,最大輻射強(qiáng)度位于波 長0.47 m左右; 太陽輻射的光譜是連續(xù)的；到達(dá)地面的太陽輻射主要集中 在0.3 -3.0 m波段,包括近紫外、可見光、近紅

9、外和中紅 外; x射線、r射線、遠(yuǎn)紫外和微波波段能力小,且不穩(wěn)定,經(jīng)過大氣層的太陽輻射有很大的衰減;各波段的衰減是不均衡。6. 什么是地物的波譜特性，分別分析研究地物波譜特性和研究影響地物波譜特性的遙感意義。 地物波譜：地物的電磁波響應(yīng)特性隨電磁波長改變而變化的規(guī)律,稱為地表物體波譜,簡稱地物波譜 地物的波譜特性：地物波譜隨波長變化而變化的特性,是電磁輻射與地物相互作用的一種表現(xiàn)。 研究地物波譜特性意義：不同類型的地物,其電磁波響應(yīng)的特性不同,因此地物波譜特性是遙感識別地物的基礎(chǔ)。 研究影響地物波譜特性意義：由于地物處于不同的時(shí)間、空間和環(huán)境,相同的物體往往表現(xiàn)出不同的光譜特性。為了更好的識別

10、地物。 時(shí)間效應(yīng):地物的光譜特性一般隨時(shí)間季節(jié)變化,這稱為時(shí)間效應(yīng)。 空間效應(yīng):處在不同地理區(qū)域的同種地物具有不同的光譜響應(yīng),這稱之為空間效應(yīng)。7. 簡述地物波譜特性測量方法以及在測量過程中應(yīng)注意的問題。 地物波譜特性測量方法步驟：（1）架好光譜儀，接通電源并進(jìn)行預(yù)熱。（2）打開軟件，并設(shè)置好儀器各個(gè)參數(shù)。（3）調(diào)節(jié)積分時(shí)間（避免光源變化對測量目標(biāo)反射值的影響）。（4）記錄參考光譜（白板）。（5）記錄暗光譜。（6）測量目標(biāo)物體的光譜曲線。 注意的問題：觀測時(shí)段（9:30-15:30），氣象要求，選擇合適的光照角，參考板的正確使用，儀器的保護(hù)，測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)一命名以及測量條件環(huán)境的紀(jì)錄。8. 簡述

11、遙感技術(shù)的發(fā)展方向。9. 根據(jù)自己的體會，舉例說明遙感的潛在應(yīng)用。 第三章思考題一、名詞解釋：瞬時(shí)視場：指在過程，掃描鏡的視場角大小。視場：指能看到的空間范圍溫度分辨率：指熱紅外傳感器分辨地表熱輻射最小差異的能力空間分辨率：兩相鄰目標(biāo)間能分辨的最小距離地面分辨率：指在距離向或方位向分辨有相同反射特性兩個(gè)鄰近目標(biāo)間距的能力距離向分辨率：指在垂直航向方向（脈沖發(fā)射方向）分辨有相同反射特性兩個(gè)鄰近目標(biāo)間距的能力，又分為地距分辨率和斜距分辨率方位向分辨率：指在航向方向分辨有相同反射特性兩個(gè)鄰近目標(biāo)間距的能力光譜分辨率：指遙感器在接收目標(biāo)輻射的波譜時(shí),能分辨的最小波長間隔輻射分辨率：指遙感器探測元件在接

12、收波譜輻射信號時(shí),能分辨的最小輻射度差時(shí)間分辨率：為分析、識別目標(biāo)所必須具有的最小時(shí)間間隔CCD：電荷耦合器件，是一塊有許多小的光電二極管構(gòu)成的固態(tài)電子元件，每個(gè)CCD單元都能感受光線的強(qiáng)弱，并將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)榕c其相應(yīng)強(qiáng)弱的微小電流碲鎘汞：由碲、鎘和汞組成的三元固溶體脈沖：一種像脈搏似的短暫起伏的電沖擊(電壓或電流)波瓣角：天線發(fā)射信號的波束寬度SAR：合成孔徑雷達(dá) INSAR：相干雷達(dá)二、思考題1、簡述遙感傳感器的組成部分，并說明各部分的作用？遙感傳感器的組成包括：收集系統(tǒng)，探測系統(tǒng)，信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，記錄系統(tǒng)。收集系統(tǒng)：接受電磁波并將其聚焦成像到探測系統(tǒng)。探測系統(tǒng)：對電磁輻射敏感，能將輻射能轉(zhuǎn)換

13、成電信號。信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)：將電信號轉(zhuǎn)換為便于顯示，記錄，處理的光信號。記錄系統(tǒng)：將探測系統(tǒng)或信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)輸出的電磁波信息（光信號）記錄，儲存到遙感信息載體，以影像或數(shù)字形式輸出。2、熱紅外掃描儀熱紅外掃描儀的成像過程：旋轉(zhuǎn)棱鏡旋轉(zhuǎn)，第一個(gè)鏡面對地面橫越航線方向掃視一次，掃描視場內(nèi)的地面輻射能，經(jīng)傳輸處理記錄一條圖像線，接著第二個(gè)掃描鏡面掃視地面，由于飛機(jī)向前運(yùn)動，膠片也作同步旋轉(zhuǎn)，記錄的第二條圖像線正好與第一條銜接，依次下去就得到二維條帶圖像。紅外掃描儀的分辨率：紅外掃描儀垂直指向地面的空間分辨率a為瞬時(shí)視場角B乘上航高H。掃描角為b時(shí)，平行于航向的分辨率為acosb，垂直航向?yàn)閍(cosb)2

14、。由于地面分辨率隨掃描角發(fā)生變化（實(shí)際上是航高的改變），使紅外掃描影像產(chǎn)生畸變，為全景畸變。紅外掃描儀的掃描線銜接：棱鏡掃描一次的時(shí)間為t，一個(gè)探測器的地面分辨率為a，飛機(jī)地速為w，則應(yīng)該wat，將aBH帶入得，W/HB/t，瞬時(shí)視場和t是固定的，所以速度與航高只比為一常數(shù)時(shí)正確銜接。紅外掃描儀圖像的幾何和輻射特點(diǎn)：幾何特點(diǎn)：（1）屬于動態(tài)多中心投影（2）熱紅外圖像的地面分辨率主要取決于掃描儀瞬時(shí)視場角大小，航高，掃描角（3）由于地面分辨率隨掃描角發(fā)生變化，而使紅外掃描影像產(chǎn)生畸變，這種畸變通常稱之為全景畸變，其形成原因是像距保持不變，總在焦平面上，而物距隨掃描角發(fā)生變化。輻射特點(diǎn)：（1）熱紅

15、外圖像記錄的是熱輻射能量的強(qiáng)度，地物的紅外輻射強(qiáng)度與溫度有關(guān)，溫度越高紅外輻射越大，影像色調(diào)越淺，溫度越低輻射強(qiáng)度越小，影像色調(diào)越深（2）影像分辨率較低。3、敘述LANDSAT衛(wèi)星的MSS多光譜掃描儀組成：掃描反射鏡，反射鏡組，成像板，探測器。成像過程：掃描反射鏡旋轉(zhuǎn)，掃描視場內(nèi)的地面輻射能，掃描反射鏡轉(zhuǎn)回時(shí)不掃描，掃描瞬間每個(gè)像元的地面分辨率為x，每個(gè)波段由6個(gè)相同大小的探測單元與飛行方向平行排列，這樣在瞬間看到的地面大小為6xx，由于地面寬度為y，所以掃描一次每個(gè)波段獲取6條掃描線圖像，其地面范圍為6xy，又因?yàn)閽呙枰淮蔚臅r(shí)間里衛(wèi)星往前正好移動6x，所以掃描線恰好銜接。存在全景變形，分辨率

16、為79米。4、TM專題制圖儀（landsat45傳感器）特點(diǎn)：（1）TM中增加一個(gè)掃描改正器，使掃描行垂直于飛行軌道（MSS掃描不垂直與飛行軌道）（2）往返雙向都對地面掃描（MSS僅單向掃描）（3）傳感器排列更多更好，地面分辨率由79米（MSS）改進(jìn)到30米（4）波段由5個(gè)（MSS）增加到7個(gè)（5）有熱紅外通道TM65、ETM增強(qiáng)型專題制圖儀特點(diǎn)：（1）增加了全色波段，分辨率為15米（2）采用雙增益技術(shù)使熱紅外波段的分辨率提高到60米（3）改進(jìn)后太陽定標(biāo)器使衛(wèi)星的輻射定標(biāo)誤差小于5%6、SPOT衛(wèi)星的線陣列推掃式掃描儀HRV（高分辨率可見光遙感器）CCD光敏元的排列方向與平臺的飛行方向垂直，由

17、線列CCD自身完成一維掃描，靠平臺的運(yùn)動完成另一維的掃描，形成條帶狀二維影像。地面分辨率的大小取決與CCD元的大小。特點(diǎn)：（1）改進(jìn)了光機(jī)掃描，革除了機(jī)械部件，簡化了結(jié)構(gòu)，避免因振動而引起的噪聲（2）提高了遙感器的靈敏度（3）波譜響應(yīng)范圍變寬（4）無畸變，體積小，功耗低，壽命長，可用性強(qiáng)HRV的平面反射鏡傾斜最大為27度，有立體觀測能力。7、簡述成像光譜儀的成像原理，分析光譜分辨率、空間分辨率之間的關(guān)系成像光譜儀：（1）面陣探測器加推掃式掃描儀：利用色散元件將收集到的光譜信息分散成若干個(gè)波段成像于面陣探測器的不同行完成光譜掃描，利用線陣列探測器及沿軌道方向的運(yùn)動完成空間掃描。（2）線陣列探測器

18、加光機(jī)掃描儀：利用點(diǎn)探測器收集光譜信息，利用色散元件將收集到的光譜信息分散成若干個(gè)波段成像于線陣列探測器的不同元件上，利用點(diǎn)掃描鏡在垂直于軌道方向的面內(nèi)擺動以及沿軌道方向的運(yùn)行完成空間掃描。光譜分辨率較高需要較大的瞬時(shí)視場，這會導(dǎo)致空間分辨率降低。空間分辨率較高需要較小的瞬時(shí)視場，這會導(dǎo)致光譜分辨率降低。而成像光譜儀運(yùn)用上述原理實(shí)現(xiàn)了兼具較高的空間分辨率和較高的光譜分辨率。8、成像雷達(dá)工作在微波波段。有源主動，天線側(cè)向掃描，能產(chǎn)生高分辨率影像。后向散射回波：微波遇目標(biāo)后發(fā)生反射和散射，其中沿發(fā)射方向返回的部分稱為后向散射回波。真實(shí)孔徑雷達(dá)工作原理：天線裝在飛機(jī)的側(cè)面，發(fā)射機(jī)向側(cè)向面內(nèi)發(fā)射一束脈

19、沖，地物反射的微波脈沖由天線收集后被接收機(jī)接收，形成一條影響線，飛機(jī)向前同步運(yùn)動形成連續(xù)條帶狀雷達(dá)影像。合成孔徑雷（SAR）達(dá)工作原理：用一個(gè)小天線作為單個(gè)輻射單元，沿直線不斷運(yùn)動，選若干位置發(fā)射信號并接收儲存，應(yīng)用多普勒效應(yīng)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，用一個(gè)小天線合成一個(gè)大孔徑，使分辨率提高。區(qū)別：合成孔徑天線是在不同位置上接收同一地物的回波信號，真實(shí)孔徑天線是在一個(gè)位置上接收目標(biāo)的回波。側(cè)視雷達(dá)圖像的特征：（1）垂直飛行方向的比例尺越遠(yuǎn)越大（2）造成山體前傾，朝向傳感器的山影像被壓縮，與中心投影相反（3）高差的投影差與中心投影影像投影差位移方向相反（4）由于是側(cè)視，可以構(gòu)成立體影像（5）朝向傳感器的面

20、亮，背向傳感器的面暗（6）穿透能力強(qiáng)，可以穿透云層，樹冠，水等9、相干雷達(dá)（INSAR）INSAR就是利用SAR在平行軌道上對同一地區(qū)獲取多幅的影像形成干涉，充分利用了雷達(dá)回波信號所攜帶的相位信息，進(jìn)而得到該地區(qū)的三維信息。10、LIDAR差分GPS和IMU的互補(bǔ)。四種典型的掃描方式：擺鏡掃描方式，正多面體掃描方式，光纖掃描方式，圓錐鏡掃描方式LIDAR基本特點(diǎn)：（1）全天時(shí)全天候獲取地面三維數(shù)據(jù)（2）部分穿透植被，同時(shí)測量地面和非地面（3）很少需要進(jìn)入測量現(xiàn)場，不需要大量的地面控制點(diǎn)（4）快速獲取數(shù)據(jù)（5）精度高，均勻，穩(wěn)定（6）能夠接收無窮次回波11、影響傳感器的空間分辨率的因素有哪些？航

21、高，瞬時(shí)視場角，掃描角，單個(gè)探測單元的分辨率，天氣等。12、比較MSS、TM和HRV傳感器的異同點(diǎn)。同：都是掃描成像類傳感器，遙感平臺都是衛(wèi)星。異：（1）MSS單掃，TM雙掃，HRV推掃（2）MSS掃描不垂直于飛行軌道，TM和HRV掃描圖像行垂直于飛行軌道（3）地面分辨率不同，TM高于MSS（4）波段不同，TM多于MSS（5）HRV可以實(shí)現(xiàn)立體觀測13、微波傳感器的特點(diǎn)有哪些？ 有主動源，能產(chǎn)生高分辨率影像，穿透能力強(qiáng)不受天氣影響，有全天時(shí)全天候工作能力。14、簡述SPOT衛(wèi)星HRV數(shù)據(jù)產(chǎn)品等級與相應(yīng)的處理內(nèi)容。15、中國嫦娥繞月衛(wèi)星是要對月球表面進(jìn)行三維信息提取，根據(jù)你學(xué)得知識，請簡要分析它

22、的原理。16、根據(jù)傳感器的發(fā)展方向，論述在傳感器設(shè)計(jì)方面應(yīng)采取的對策。第四章思考題一、名詞解釋：升交點(diǎn):衛(wèi)星由南向北運(yùn)行時(shí)與赤道面的交點(diǎn)降交點(diǎn):衛(wèi)星由北向南運(yùn)行時(shí)與赤道面的交點(diǎn)近地點(diǎn):衛(wèi)星軌道離地球最近的點(diǎn)遠(yuǎn)地點(diǎn):衛(wèi)星軌道離地球最遠(yuǎn)的點(diǎn)黃道面：地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道平面春分點(diǎn):黃道面與赤道面在天球上的交點(diǎn)與太陽同步軌道：指衛(wèi)星軌道平面與太陽光之間的夾角(太陽光照角)始終保持一致的軌道靜止軌道：同步軌道與赤道平面重合時(shí)叫做靜止軌道同步軌道：衛(wèi)星運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，運(yùn)行周期相等覆蓋周期：衛(wèi)星從某點(diǎn)開始，經(jīng)過一段時(shí)間飛行后，又回到該點(diǎn)用的時(shí)間星下點(diǎn)：衛(wèi)星質(zhì)心與地心連線同地球表面的交點(diǎn)二、思考題

23、1、衛(wèi)星軌道的參數(shù)有哪些，并說明各參數(shù)的意義。衛(wèi)星軌道在空間的位置和形狀是由6個(gè)軌道參數(shù)來決定的：（1）升交點(diǎn)赤經(jīng)：春分點(diǎn)沿赤道逆時(shí)針方向到升交點(diǎn)的弧長（2）近地點(diǎn)角距：從升交點(diǎn)沿衛(wèi)星軌道到近地點(diǎn)的角距（3）過近地點(diǎn)時(shí)刻t：衛(wèi)星與近地點(diǎn)間的角距，也可用衛(wèi)星真近點(diǎn)角表示（4）長半軸a：軌道橢圓的長半徑（5）偏心率e：軌道橢圓的偏心率（6）傾角i：軌道平面與赤道平面的夾角2、對于地球資源和環(huán)境遙感的航天平臺要做到：（1）對全球表面進(jìn)行周期性成像覆蓋（2）最大范圍的獲取地球表面信息（3）保證在衛(wèi)星通過北半球中緯度地區(qū)時(shí)有最佳的光照條件（4）同一地點(diǎn)，不同日期的成像地方時(shí)，太陽光照角基本一致衛(wèi)星怎么設(shè)

24、計(jì)才能滿足要求：（1）近極地軌道：衛(wèi)星軌道平面與地球赤道平面的夾角近90度。軌道傾角越大，覆蓋地球表面的面積越大。（2）衛(wèi)星軌道近圓形。獲取圖像有相近的比例尺，成像掃描儀具有固定的掃描頻率。（3）與太陽同步軌道。使衛(wèi)星通過同一緯度的平均地方時(shí)不變，有利于在最佳光照條件下獲取高質(zhì)量影像和多時(shí)相影像色調(diào)對比。（4）按一定周期運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)可重復(fù)觀測。3、衛(wèi)星坐標(biāo)的測定方法有哪些？并說明各自的思想。（1）星歷表法解算衛(wèi)星坐標(biāo)：將衛(wèi)星軌道參數(shù)代入結(jié)果公式中，并預(yù)先編制成衛(wèi)星星歷表，以后只要以衛(wèi)星的運(yùn)行時(shí)刻為參數(shù)，就可以在星歷表上查出衛(wèi)星的地理坐標(biāo)。（2）用GPS測定衛(wèi)星坐標(biāo)：通過GPS衛(wèi)星的觀測，可以求得

25、接收機(jī)所在點(diǎn)三維坐標(biāo)和時(shí)鐘改正數(shù)。4、衛(wèi)星姿態(tài)的測量方法有哪些？并說明各自的測量方法和不足。（1）紅外姿態(tài)測量儀：利用地球與太空溫差達(dá)287K這一特點(diǎn),以一定的角頻率,周期地對太空和地球作圓錐掃描,根據(jù)熱輻射能的相位變化來測定姿態(tài)角。不足：一臺儀器只能測定一個(gè)姿態(tài)角，且精度取決于地面輻射的穩(wěn)定性和對地球的非球型校正的程度（2）恒星相機(jī)測定法：將恒星攝影相機(jī)與對地?cái)z影機(jī)組裝在一起，兩者的光軸交角在90度150度之間，要求至少攝取35顆五等以上的恒星，并精確記錄衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)刻，在根據(jù)恒星星歷表，攝影機(jī)標(biāo)稱光軸指向等數(shù)據(jù)等解算姿態(tài)角。不足：太陽光照射到攝像機(jī)物鏡、地球大氣的反射和散射光進(jìn)入相機(jī)都會影響

26、精度。（3）3個(gè)GPS方法：將三臺GPS接收機(jī)裝在攝影機(jī)組上,同時(shí)接收四顆以上GPS衛(wèi)星的信號,反算出每臺接收機(jī)上的三維坐標(biāo), 進(jìn)而解算出攝影機(jī)的三個(gè)姿態(tài)角。不足：為了提高解算精度，GPS接收機(jī)之間要有一定的距離要求。5、簡述資源衛(wèi)星的軌道特點(diǎn)，并說明為什么？資源衛(wèi)星一般采用太陽同步軌道運(yùn)行，這能使衛(wèi)星的軌道面每天順地球自轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動1度，與地球繞太陽公轉(zhuǎn)每天約1度的距離基本相等。這樣既可以使衛(wèi)星對地球的任何地點(diǎn)都能觀測，又能使衛(wèi)星在每天的同一時(shí)刻飛臨某個(gè)地區(qū)，實(shí)現(xiàn)定時(shí)勘測。6、簡述小衛(wèi)星的特點(diǎn)。（1）重量輕，體積小。應(yīng)用了超大規(guī)模的集成電路，輕型材料和新器件，有效載荷與衛(wèi)星平臺一體化設(shè)計(jì)，便于

27、儲運(yùn)和發(fā)射。（2）研制周期短，成本低。有成熟的先進(jìn)技術(shù)和批量生產(chǎn)的條件，運(yùn)載工具廉價(jià)，偶然失敗的風(fēng)險(xiǎn)壓力比大衛(wèi)星小的多。（3）發(fā)射靈活，啟用速度快，抗毀性強(qiáng)。組成星座的小衛(wèi)星可以備份的形式代替被損壞的某顆小衛(wèi)星，抗毀性大大增強(qiáng)。（4）技術(shù)性能高。7、簡述SAR類代表主要衛(wèi)星的概括。 （1）Radarsat系列衛(wèi)星（2）ERS系列衛(wèi)星（3）ENVISAT衛(wèi)星（4）ALOS衛(wèi)星（5）TerraSAR-X衛(wèi)星（6）COSMO-Sky Med衛(wèi)星星座（7）HJ-1C環(huán)境衛(wèi)星8、從資源衛(wèi)星的發(fā)展角度出發(fā)，分析一下下一代資源衛(wèi)星的特點(diǎn)。9、中國嫦娥繞月衛(wèi)星是要對月球表面信息，請查閱相關(guān)資料，說明從地球到月

28、球進(jìn)行幾次變軌的意義。第五章思考題1. 簡述遙感圖像糾正的目的和意義。目的：糾正圖像變形，從而使之實(shí)現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)圖像或具有特定投影和坐標(biāo)系統(tǒng)的地圖完全套合配準(zhǔn)，并使其本身具有空間參數(shù)的特性。意義：（1）各種專題圖的生產(chǎn)的預(yù)處理（2）保證多源遙感信息處理時(shí)幾何的一致性（3）利用遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行地圖測圖或更新也必須2. 簡述遙感圖像的誤差來源以及處理方案。誤差來源：（1）傳感器成像方式引起的圖像變形：全景投影變形，斜距投影變形（2）傳感器外方位元素變化的影響（3）地形起伏引起的像點(diǎn)位移：中心投影情形，推掃式成像情形，逐點(diǎn)掃描儀成像，側(cè)視雷達(dá)成像（4）地球曲率引起的圖像變形（5）大氣折射引起的圖像變形（6）

29、地球自轉(zhuǎn)的影響處理方案：（1）根據(jù)圖像的成像方式確定影像坐標(biāo)和對面坐標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型（2）根據(jù)所采用的數(shù)學(xué)模型確定糾正方案及公式（3）根據(jù)地面控制點(diǎn)和對應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行平差計(jì)算變換參數(shù)，評定精度（4）對原始影像進(jìn)行幾何變換計(jì)算，像素亮度值重采樣3. 從構(gòu)像方程的角度分析HRV和TM之間的差別。HRV屬于CCD線陣列推掃式傳感器（等效于中心投影），構(gòu)像方程為TM屬于點(diǎn)掃描式傳感器（多中心投影），構(gòu)像方程為4. 簡述基于多項(xiàng)式幾何糾正的方法和步驟，分析糾正后圖像可能存在誤差的原因，提出你解決這些誤差的設(shè)想。思想：回避成像的空間幾何過程，直接對圖像變形的本身進(jìn)行數(shù)學(xué)模擬?；具^程：建立多項(xiàng)式模型，利用

30、有限個(gè)地面控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)，運(yùn)用最小二乘原理解求多項(xiàng)式的系數(shù)，然后將各像元的坐標(biāo)帶入多項(xiàng)式進(jìn)行計(jì)算，從而得到糾正后的坐標(biāo)?？赡艽嬖诘恼`差的原因：（1）可能存在地形起伏引起的變形誤差，這是由于多項(xiàng)式函數(shù)只是對地面和相應(yīng)圖像的擬合，不能真實(shí)描述成像過程中的誤差來源。（2）可能存在某點(diǎn)出產(chǎn)生振蕩現(xiàn)象，這是因?yàn)榭刂泣c(diǎn)處擬合較好，其他內(nèi)插值可能有偏離，與相鄰控制點(diǎn)不協(xié)調(diào)。解決設(shè)想：（1）采用三維多項(xiàng)式進(jìn)行擴(kuò)展，加入地形起伏因素。（2）改進(jìn)插值方法的精度，提供相對多的，均勻的控制點(diǎn)。5.基于有理函數(shù)的傳感器模型RFM將地面點(diǎn)大地坐標(biāo)與其對應(yīng)的像點(diǎn)坐標(biāo)用比值多項(xiàng)式關(guān)聯(lián)起來為了增強(qiáng)參數(shù)求解的穩(wěn)定性，將地面坐標(biāo)

31、和影像坐標(biāo)正則化到-1到1之間。6.共線方程法當(dāng)?shù)匦纹鸱^大，且多項(xiàng)式糾正的精度不能滿足要求時(shí)，采用共線方程進(jìn)行糾正。7.基于小面元的微分糾正圖像特征提取與基于松弛法的整體圖像匹配，會自動獲取密集的同名點(diǎn)。密集同名點(diǎn)對構(gòu)成密集三角網(wǎng)（小面元）。利用小三角形面積進(jìn)行微分糾正，實(shí)現(xiàn)圖像的精確配準(zhǔn)。8.遙感圖像幾何處理過程：粗加工：系統(tǒng)誤差的改正，將傳感器的外方位元素等帶入構(gòu)像方程對原始圖像進(jìn)行幾何校正。精加工：在粗加工的基礎(chǔ)上采用地面控制點(diǎn)進(jìn)一步提到精度。（1）根據(jù)圖像的成像方式確定影像坐標(biāo)和地面坐標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型有多項(xiàng)式法，共線方程法，有理函數(shù)法，基于小面元的微分糾正法。（2）根據(jù)所采用的數(shù)字模

32、型確定糾正方案及公式直接法方案：從原始圖像陣列出發(fā)，按行列的順序依次對每個(gè)原始像素點(diǎn)位求其在輸出圖像坐標(biāo)系中的正確位置。間接法方案：從空白的輸出圖像陣列出發(fā)，按行列順序依次對每個(gè)輸出像素點(diǎn)位反求原始圖像坐標(biāo)系中的位置。（3）根據(jù)地面控制點(diǎn)和對應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行精讀評定（4）像素亮度值重采樣（最鄰近像元采樣法，雙線性內(nèi)插，雙三次卷積重采樣法）9.圖像配準(zhǔn)圖像配準(zhǔn)就是根據(jù)圖像幾何畸變特點(diǎn)，采用一種幾何變換將圖像歸化到統(tǒng)一的坐標(biāo)系中。常采用多項(xiàng)式糾正法。5. 簡述HRV圖像和航空攝影圖像基于構(gòu)像方程幾何處理的主要區(qū)別與聯(lián)系。6. 從圖像的特點(diǎn)出發(fā)，簡述遙感圖像之間的匹配與航空攝影圖像之間的匹配的主要區(qū)別

33、與聯(lián)系。7. 圖像鑲嵌的目的是什么？在圖像鑲嵌的過程中，主要解決哪些問題？并敘述解決方案目的：當(dāng)感興趣的研究區(qū)域在不同的圖像文件時(shí)，需要將不同的圖像文件合在一起形成一幅完整的包含感興趣區(qū)域的圖像，獲得更大范圍的地面圖像。問題：如何在幾何上將多幅不同的圖像連接在一起，如何將參加鑲嵌的影像糾正到統(tǒng)一的坐標(biāo)系中（幾何糾正），如何保證拼接后的圖像反差一致，色調(diào)相近，沒有明顯的接縫方案：（1）圖像幾何糾正（2）鑲嵌邊搜索（取圖像重疊區(qū)域的1/2為鑲嵌邊，根據(jù)左右影像亮度值最接近尋找最佳鑲嵌邊）（3）亮度和反差調(diào)整（線性拉升，直方圖規(guī)定化）（4）邊界線平滑第六章思考題一、名詞解釋：輻射定標(biāo)：是指建立遙感傳

34、感器的數(shù)字量化輸出值DN與其所對應(yīng)視場中輻射亮度值之間的定量關(guān)系。輻射校正：消除或改正成像過程中附加在傳感器輸出的輻射能量中的各種噪聲的過程。絕對定標(biāo)：建立傳感器測量的數(shù)字信號與對應(yīng)的輻射能量之間的數(shù)量關(guān)系相對定標(biāo)：為了校正傳感器各個(gè)探測元件響應(yīng)度差異而對衛(wèi)星傳感器測量到的原始數(shù)值進(jìn)行歸一化的一種處理過程影像融合：將多源遙感圖像按照一定的算法，在規(guī)定的地理坐標(biāo)系，將不同傳感器獲取的遙感影像中所提供的各種信息進(jìn)行綜合，生成新的圖像的過程歸一化差分植被指數(shù)：遙感影像中，波段的反射值與紅光波段的反射值之差比上兩者之和直方圖匹配：通過非線性變換使得一個(gè)圖像的直方圖與另一個(gè)圖像的直方圖類似定量遙感：指從

35、對地觀測電磁波信號中定量提取地表參數(shù)的技術(shù)和方法研究圖像增強(qiáng)：為特定目的，突出遙感圖像中的某些信息，削弱或去除某些不需要的信息，使圖像更容易判讀（增強(qiáng)感興趣目標(biāo)和周圍背景圖像間的反差）數(shù)字圖像：能被計(jì)算機(jī)存儲，處理和使用的用數(shù)字表示的圖像數(shù)字化：將連續(xù)的圖像變化，作等間距的抽樣和量化，以像元的亮度值表示數(shù)字圖像直方圖：以每個(gè)像元為單位，表示圖像中各亮度值或亮度區(qū)間像元出現(xiàn)的頻率的分布圖直方圖均衡化：對圖像進(jìn)行線性拉伸，重新分配圖像像元值，使一定灰度范圍內(nèi)的像元的數(shù)量大致相等直方圖匹配：通過非線性變換使得一個(gè)圖像的直方圖與另一個(gè)圖像直方圖類似二、簡答題1、簡述輻射誤差的來源。（1）傳感器本身的性

36、能引起的輻射誤差；（2）地形和光照條件變化引起的輻射誤差；（3）大氣的散射和吸收引起的輻射誤差。2、輻射定標(biāo)的流程從遙感圖像得到的DN值->傳感器校正（建立灰度值與入瞳輻射值之間的關(guān)系）->經(jīng)傳感器校正的輻射值->大氣校正（建立入瞳輻射值與地表反射率之間的聯(lián)系）->地表輻射值->太陽以及地形校正（地表反射率校正）->地表反射率3.傳感器絕對定標(biāo)的類型定標(biāo)的關(guān)鍵：建立起傳感器各通道記錄灰度值與入瞳輻射值之間的關(guān)系（多參數(shù)嚴(yán)密方程，線性方程）（1）實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)又分為光譜定標(biāo)（獲取成像光譜儀各個(gè)波段的中心波長和帶寬，用單色儀）和輻射定標(biāo)（針對某個(gè)波段，確定定標(biāo)增益系數(shù)和定標(biāo)偏置量）（2）機(jī)上和星上定標(biāo)因傳感器的性能會隨著空間環(huán)境的變化而變化，定標(biāo)參數(shù)會失準(zhǔn)