2022年《遥感数字图像处理》习题与答案 .docx

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1、精品_精品资料_第一部分遥感数字图像处理习题与答案可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1. 什么是图像？并说明遥感图像与遥感数字图像的区分.答：图像 image ）是对客观对象的一种相像性的描述或写真.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、运算机无法直接处理的图像,它属于可见图像.数字图像是指被运算机储存,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,它属于不行见图像.2. 怎样猎取遥感图像？答：遥感图像的猎取是通

2、过遥感平台搭载的传感器成像来猎取的.依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.灰度等级一般都取是正整数）,说明时的灰度情形.答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程.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 或颜色）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.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 或颜色）仍是连续的,不能用运算机处理.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.当时,就得256

3、个灰度级.如一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256 级,就灰度级别有 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.彩色图像可采纳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：利用运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： 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点提取等目的而实施

4、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. 数字图像校正.主要包括辐射校正和几何校正两种. 数字图像增强.采纳一系列技术改善图像的视觉成效,提高图像的清楚度、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就,而是设法有挑选的突出便于人或机器分析某些感爱好的信息,抑制一些无用的信息,以提高图像的使用价值.多源信息复合 融合）.遥感数字图像运算机解译处理.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_5. 说明遥感数字图像处理与其它学科之间的关系.答：应具备的基础理论学问有：数学、的学、信息论、运算机、GIS、现代物理

5、学.6. 说明全数字摄影测量系统的任务和主要功能.目前,比较闻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,比较闻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.其次部分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,传感器相对于的球表面呈静止状态时所

6、具有的各种变形误差.动态误差主要是由于在成像过程中的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订正的一般过程.答：预备工作.输入原始数字图像.建立订正变换函数.确定输出影像范畴.像元几何位置变换.像元的等灰度重采样.输出订正图像.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点.答：航空像片几何特点：a. 的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. 的面起伏使得各处影像比例尺不同.d. 的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.多光谱扫描仪图像几

7、何特点：多光谱扫描仪使用点扫描方式,对的面景物靠扫描镜与卫星轨道相垂直方向的摇摆或旋转依次向下扫描,航向扫描就以飞行器的运行实现.几何特点有：a. 点中心投影,瞬时成像一个点.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. 在每个瞬时获得的不是一条缝隙影像,而是相应于的面方形的区如 79m 79m）的一个像元.c. 在形成构像方程式时,应取每个像元的瞬时位置为该片坐标原点,因此像点坐标x=0, y=0 .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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

8、斜一个扫描角 后的情形,此时.真实孔径侧视雷达图像的几何特点真实孔径侧视雷达是斜距投影,其图像的几何特点有：a. 当波束照耀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 比的距之差 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. 透视收缩进一步进展,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耀到有起伏的的势时,在斜面的背后往往存在微波不能到达的 部分,称雷达阴影 留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的势斜面

9、的高度h 求出,它等于.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 , x 0, y 0 称内方位元素.外方位元素：确定投影中心S 与像片在的面坐标系中的位置的数据XS, YS, ZS,称为外方位元素.6. 什么是像空间帮助坐标系？答：像空间帮助坐标系是一种过渡坐标系,它以摄站点

10、 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存的系统误差.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帮助坐标系.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,建立像空间帮助坐标系S-XYZ,与的面摄影测量坐标系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

11、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. 遥感图像几何订正的目的是什么？ 答：解决遥感图像的几何变形问题.9. 试述多项式订正法订正卫星图像的原理和步骤.答：原理：遥感图像多项式订正法的基本思想是回避成像的空间几何过程,而直接对可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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：挑选掌握点 掌握点数量大于多项式系数的个数）.按最小二乘法

12、平差解求系数.将各像元的坐标代入已知系数的多项式进行运算,求得订正后的坐标.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缘由是什么？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,因此必需进行排除或减弱.辐射误差产生的主要缘由：因传感器的响应特性引起的辐射误差.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：野外波谱测试回来分析法.辐射传递方程运算法.波段对比法.太阳

13、引起的辐射误差校正方法有：公式法.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猎取必要的校正信息,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：利用的球表面大面积匀称的的物为目标,当卫星过顶时实施同步的面观测,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：转变图像的灰度等级、提高图像对比度.排除边缘和噪声,平滑图像.突出边缘或线状的物,锐化图像.合成彩色图像.压缩图像数据量,突出主要信息等.主要内容有：空间

14、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纳何种变换函数？答：直方图均衡化是将原图像的直方图通过变换函数变为匀称的直方图,然后按匀称直方图修改原图像,从而获得一幅灰度分布匀称的新图像.采纳“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匀称直方图.以此匀称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.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_4. 何谓图像平滑？试述均值平滑与中值滤波的区分.答：图像在猎取和传输的过程中,由于传

15、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）或者图像中显现亮度变化过大的区域,为了抑制噪声、改善图像质量或削减变化幅度,使亮度变化平缓所做的处理称为图像平滑.均值平滑方法均等的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MN 邻域内的全部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MN 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

16、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,清楚.图像锐化处理方法有：梯度法.Roberts梯度. Prewitt和 Sobel梯度.Laplace算法.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匀称的部分,依据Laplace算子运算出的值为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：采纳高通滤波器让高频成分通过,阻挡减弱低频成分,达到图像锐化的目的

17、,其结果是突出了图像的边缘和轮廓.高通滤波器有：抱负高通滤波器. Butterworth高通滤波器.指数高通滤波器.梯形高通滤波器.以上4种高通滤波器各有优缺点.抱负高通滤波器处理的图像中边缘有抖动的现象.Butterworth 锐化成效较好,边缘抖动现象不明显,但运算复杂.指数高通滤波器比Butterworth成效差些,边缘抖动现象不明显.梯形高通滤波器会产生稍微抖动现象,但因运算简洁常常被使用.7. 假彩色增强的基本原理是什么？正确假彩色合成方案的原就是什么？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,挑选其中的某三个波段,分别给予红,绿,蓝三种原色,即可在屏幕上合

18、成彩色图像.由于三个波段原色的挑选是依据增强目的打算的,与原先波段的真实颜色不同,因此合成的彩色图像并不表示的物真实的颜色,这种合成称为假彩色合成.正确假彩色合成方案的原就是：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纳RGB 颜色模型,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.二是采纳 IHS 模型.亮度 intensity）、色度 hue）、饱和度 satura

19、tion）称为颜色的三要素,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 两种颜色模式可以相互转换,有些处理在某个彩色系统中可以更便利.以上所述即为彩色变换的原理.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_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运算？答：依据的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点,提取植被类别或估算绿色生物量,通常把能够提取植被

20、的算法称为植被指数Vegetation Index,简称VI）.常用的植被指数算法：比值植被指数 ratio vegetation index即 RVI） RVI=IR/RIR 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.归一化植被指数/IR+R差值植被指数 difference vegetation index即 DVI）DVI IR-R正交植被指数 -2.2978R+11.0656NOAA的 AVHRR卫星资料 PVI=0.939IR-0.344R+0.09Landsat卫星资料 10. 以陆的卫星 TM 图像和 SPOT的全色波段图像为例,说明TM图像

21、和 SPOT图像融合的优越性.答：不同传感器猎取的同一的区的图像,由于其波长范畴不同,几何特点不同,辨论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,其空间辨论率为28.5m重采样后为 30m）, SPOT的全色波段 变换,又称为主成分变换.K-TKauth-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的物的类属已有先验的学问,即已经知道它所对应的的物类别,于是可以利用这些样本类别的特点作为依据来判定非样本区内数据的类别.非监督分类是遥感图像的物的属性不具有先验学问

22、,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的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成效,提高图像的可解译性.给目视说明供应的信息是定性的.图像分类处理就着眼于的物类别的区分,给目视说明供应定量信息.3. 什么是特点挑选？答：特点挑选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,特殊是用最大似然分类方法,要对每一类运算均差和协方差矩阵,以及判别式的比较,运算量是特别大的.实际上,并不是每一个波段都是分类时

23、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点,所以,这个挑选过程称为特点挑选.这种挑选出来的、新的对于表示类别可分性更为有效的变更称为特点参 数, n 个特点参数组成 n 维特点空间.详细的分类就是在该空间中进行的.4. 简述运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如干类别中的一种,即通过对各类的物的光谱特点分析来挑选特点参数,将特点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 简述遥感图像运算机分类的一般流程.答：原始图像的预处理.训练区的挑选.特点挑选和特点提取.图像分类运算.检验结果.结

24、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的物光谱特点在特点空间中是按集群方式分布为前提的.也就是说,假定不知道特点矢量的概率分布,但认为,同一类别的特点矢量在特点空间内完全集合成团状集群）,每个团集群）都有一个中心.这些团内点的数目越多,也可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_即密度越大或点与中心的距离越近,就可以确定,他们属于一个类别,所以点间的距离成为重要的判定参量.7. 比较确定值距离、欧氏距离、马氏距离判别函数之间的异同点.答：确定值距离是运算两点之间的直角边距离,其特点是各特点参数以等权参加进来,所以也称等混合距离.欧氏距离是运算两点之间直线距离.欧氏距

25、离中各特点参数也是等权的. 以上两种距离与特点参数的量纲有关.而且没有考虑特点参数间的相关性.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是针对分类专题图像,采纳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加用户定义的邻域范畴所进行的分析,而邻域中心像元的值将被分析结果所取代.查找分析 search 是对输入的分类专题图像或矢量图形进行接近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挑选专题类型像元的接近程度和用户定义的接

26、近距离,输出文件中用户所挑选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挑选专题类型像元的欧氏距离.指标分析 Index 功能是将两个输入分类专题图像或矢量的图数据,依据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.叠加分析 overlay是依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,系统所供应的叠加挑选项答应用户提前对数据进行处理,可以依据需要掩膜剔除肯定数值.归纳分析 summary）功能可以依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 类型区域内全部 Class

27、 类型的像元数量及其面积、百分比等统计值,可可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_用于肯定区域内多种专题数据相互关系的栅格叠加统计分析.分类后分析 分类后处理）,不管从专题图的角度,仍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 终相对抱负的分类结果.分类后处理是图像解译很重要的一部分,它的作用是为了精确提 取遥感信息,获得抱负的分类结果.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

28、？答：无论遥感图像是进行监督分类仍是非监督分类,都是依据图像光谱特点进行聚类分析,都带有肯定的盲目性,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,仍是实际应用,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,的球表面许多的物存在什么现象？怎样提高分析精度？答：的球表面许多的物存在着“同谱异物,同物异谱”的现象.而目前全部的图像自动说明,主要都是依靠的物光谱特点,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的物光谱的识别率,进一步完善专家系统.随着遥感技术的迅猛进展,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,能补偿现在单凭遥感数字图像的光谱特点进行图像分析的缺点,从而更精确、更快速的提取的学信息.可编辑资料 - - - 欢迎下载