《遥感技术概论》复习提纲

《遥感技术概论》复习提纲

一、练习题

遥感的概念、定义、发展状况 遥感技术主要建立在什么原理之上？ 哪些波、场可用于遥感？ 电磁波谱？波谱排列次序 基尔霍夫定律 绝对黑体

斯忒藩-玻尔兹曼公式 太阳常数

地球大气的4层分布 什么叫做大气散射？ 散射的方式？

何种情况下发生米氏散射、均匀散射、瑞利散射？ 大气屏障与大气窗口 均匀朗伯体 发射率 热惯量的特性

电磁波反射的三种形式 反射率

树叶呈现绿色的成因 地物波谱特性？

地物反射波谱特性曲线？

测量地物反射波谱特性曲线的3种主要作用？ 地物波谱特征（反射波谱）测定的原理？ 遥感平台有哪些种类？ 升交点赤经? 近地点角距?。

卫星轨道6参数（轨道根数）？ 卫星姿态角测定有哪些仪器？ 何谓“与太阳同步轨道”？ 遥感卫星的规道特征？轨道类型？

何谓“小卫星”？简述小卫星的主要特点？

Landsat1-3卫星运行特点？

SPOT-1~4产品中2A与3B表示什么？ 遥感中使用的传感器大体上分为哪几个类型？ 传感器的基本组成部分？

扫瞄成像类传感器有哪两种主要的形式？举例说明 雷达的方位分辨率 雷达的距离分辨率

雷达立体图像的构像特点？

导出相干雷达地面高程值h的计算公式。 模拟图像与数字图像有什么区别？ 数字图像处理有哪些优点？

连续图像f(x,y)与数字图像f(i,j)中各量的含义是什么？它们有何联系和区别？ 采样与量化

二维离散傅里叶变换与逆变换公式 遥感图像常用的存储格式

遥感数字图像处理硬件系统有哪几部分构成 写出遥感图像通用构像方程

写出推扫式传感器的构像方程（包括旁向及前后角的）。 传感器的成像方式有几种 中心投影三种方式

推导全景投影变形公式，并绘图表示 遥感图像的几何处理包括的两个层次 遥感图像的精纠正处理及它包括的两个环节 一般多项式纠正变换公式

多项式的项数（系数N）与其阶数n的关系 多项式的系数求解过程

若f(1,1)?1,f(1,2)?5,f(2,1)?3,f(2,2)?4,分别按最邻近像元法、双线性插值法确定点(1.2,1.6)的灰度值。

辐射定标与辐射校正

传感器接收到的电磁波能量包含哪三部分

回归分析法进行大气校正，回归方程的系数解算的公式推导。 图像增强的目的是什么？ 何谓图像平滑？何谓图像锐化？

比较图像几何校正与图像增强的异同点？ 图像融合的层次划分

假定有64?64大小的图像，灰度为16级，概率分布如下表，试进行直方图均衡化，并画出处理前后

的直方图。

s r0?0 nk pr(rk) sk计 sk并 sk nsk ps(sk) 800 650 600 430 300 230 200 170 150 130 0.195 0.160 0.147 0.106 0.073 0.056 0.049 0.041 0.037 0.031 0.027 0.023 0.019 0.017 0.012 0.007 r1?1/15 r2?2/15 r3?3/15 r4?4/15 r5?5/15 r6?6/15 r7?7/15 r8?8/15 r9?9/15 r10?10/15 110 r11?11/15 96 r12?12/15 80 r13?13/15 70 r14=14/15 r15?1 50 30 “判读”的概念 景物特征主要有?

目视判读中通常应用的一些判读标志有哪些？ 实际进行判读的过程分为几个步骤？ 空间分辨率与几何分辨率 “模式” 特征变换 植被指数

写出二阶哈达玛变换矩阵

什么是监督分类法与非监督分类法？ 马氏距离

K均值聚类法及计算步骤 什么是LAI？比值植被指数？ 归一化差异植被指数

普通航天遥感系统由哪几部分组成？ 用遥感方法探寻南极陨石的原理和方法

遥感森林立地调查中将立地因子拟为哪几类 遥感在地质调查中的应用主要有哪些方面

任举一例说明遥感在某一方面应用的背景、过程及意义。

综合论述太阳辐射到地球表面又进入遥感传感器这一整个过程中所发生的物理现象及其对遥感数据的影响。

说明应用遥感进行大规模农作物估产过程及意义。 综合论述遥感影像产生几何变形的原因及校正方法。 雷达干涉测量原理（p31） 地面高差的计算（p55）

写出二维傅里叶变换的公式（离散的两组变换对） 对下列图像数据，求二维傅里叶变换。

1 4 3 2 2 1 4 3 3 2 1 4 4 3 2 1 对下列频率域图像进行傅氏逆变换。

?10?0 ?F(u,v)??0??0000?2?2i00?20???2?2i

?0??0?0写出图像灰度反转的两种方法 简述K-L变换的原理和用途 写出平滑和锐化的几个算子

常用的相似性度量有几种，公式含义是什么？（p147） Fisher线性判别的概念 Bayes准则的基本原理 混淆矩阵的计算

二、部分复习题答案（参考）

1．什么是遥感？

即遥远的感知，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术。 2．什么是绝对黑体？

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。 3．什么是发射率?？

即实际物体与同温度的黑体在相同条件下的辐射功率之比。 4．什么是反射率?？

是物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比，情况下，整个电磁波长的反射率。 5．遥感平台有哪些种类？

按平台距地面的高度大体上可分为三类：地面平台、航空平台、航天平台。按其它方式分如：载人的和非载人的；从重量来分，有小卫星和其他卫星。 6．卫星姿态角测定有哪些仪器？

卫星姿态有三种情况：绕X轴旋转的滚动；绕Y轴旋转的俯仰；及绕Z轴旋转的航偏。 用于空间的姿态测量仪有：红外姿态测量仪、星相机、陀螺仪等，也可用三个GPS测定姿态角。 7．何谓“与太阳同步轨道”？

是指卫星轨道面与太阳地球连线之间在黄道平面内的夹角，不随地球绕太阳公转而改变。 8．何谓“小卫星”？简述小卫星的主要特点？

指目前设计质量小于500kg的小型近地轨道卫星。 （1）重量轻，体积小。 （2）研制周期短，成本低。

（3）发射灵活，起用速度快，抗毁性强。 （4）技术性能高。 9．什么叫“大气窗口”？

有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率较高，对遥感十分有利，这些波段通常称为“大气窗口”。

10．何种情况下发生米氏散射、均匀散射、瑞利散射？

散射的方式随电磁波波长与大气分子直径、气溶胶微粒大小之间的相对关系而变化。如果介质中不均匀颗粒的直径a与入射波长同数量级，发生米氏散射；当不均匀颗粒的直径a??时，发生均匀散射；当不均匀颗粒的直径a小于入射电磁波波长的1/10时，发生瑞利散射。 11．模拟图像与数字图像有什么区别？

模拟图像是以胶片或其它的光学成像载体的形式，记录地物对电磁波的反射强度以不同的亮度表示在遥感图像上。

数字图像是以数字形式记录地物对电磁波的反射强度以不同的亮度表示在遥感图像上。 12．数字图像处理有哪些优点？

与光学图像处理相比，数字图像的处理简捷、快速，并且可以完成一些光学处理方法所无法完成的各种特殊处理，随着数字图像处理设备的成本越来越低，数字图像处理变得越来越普遍。

??E?/E，这个反射率是在理想的慢反射体的

13．连续图像f(x,y)与数字图像f(i,j)中各量的含义是什么？它们有何联系和区别？

f(x,y)可以看成是一个二维的连续的光密度函数，密度随坐标x,y的变化而变化。其值是非

负和有限的，即0?f(x,y)?∞

i,j分别表示一个整数，f(i,j)表示某一像元的灰度值。

它包含f(i,j)，f(i,j)是f(x,y)图像的一个像素。 f(x,y)可以看成是一个二维的连续的图像，14．图像增强的目的是什么？

图像增强是数字图像处理的基本内容。遥感图像增强是为了特定的目的，突出遥感图像中的某些信息，削弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读。图像增强的实质是增强感兴趣目标和周围背景图像间的反差。它不能增加原始图像的信息，有时反而损失一些信息。 15．何谓图像平滑？何谓图像锐化？

平滑的目的在于消除各种干扰噪声，使图像中高频成分消退，平滑掉图像的细节，使其反差降低，保存低频成分。

锐化是增强图像中的高频成分，突出图像的边缘信息，提高图像细节的反差，也称为边缘增强。 16．比较图像几何校正与图像增强的异同点？

图像几何校正仅在仿射条件下改变整幅图像的形状，点位关系随整幅图像的改变而改变。

17．若f(1,1)?1,f(1,2)?5,f(2,1)?3,f(2,2)?4,分别按最邻近像元法、双线性插值法确定点

(1.2,1.6)的灰度值。

（1）邻近像元法

xN?intx(p?0.5)?int1(.2?0.5)?int1.7?1yp?0.5)?int1(.6?0.5)?int2.1?2 yN?int(故：f（1?2，1?6）?f（1，2）?5 （2）双线性插值法

由题意可知:

?x?0?2，?y?0?6Wx1?1??x?0?8，Wy1?1??y?0?4Wx2??x?0?2，Wy2?0?6

IP?Wx?I?WTy?Wx1?Wy1??I11??I21I12??Wy1????0?8??I22??Wy2??10?4???35??0?2?????3?76 4??0?6?18．写出推扫式传感器的构像方程

推扫式传感器是行扫描动态传感器。在垂直成像的情况下，每一条线的成像属于中心投影，在时刻t时像点p的坐标为（0、y、-f），因此，推扫式传感器的构像方程为：

?X? Y???Z??????X??Y???Z??????0???Aty????f?? ???PSt在一幅图像内，每条扫描线的投影中心大地坐标和姿态角是随时间变化的。上式可表达为：

(x)?0??f(X)(Z)(Y)(Z)??????X??Y???Z??????0???AtR?y????f?? ???

(y)?y??f

?X?若倾斜扫描固定角?，则构像方程为：Y???ZPSt?1? R??0???00cos?sin????sin?

?cos???0则构像方程可表示为：

(x)?0??f(y)?f(X)(Z)??f(Y)(Z)ycos??fsin?fcos??ysin?当前（后）视角为?cos??R??0???sin?010??sin???0?cos???

则构像方程表示为：（X）（x）?ftan???f（Z）（Y）（y）?ysec???f（Z）19.假定有64?64大小的图像，灰度为16级，概率分布如下表，试进行直方图均衡化，并画出处理前后的直方图。(见下附表)

s nk pr(rk) sk计 sk并 sk nsk ps(sk) r0?0 800 650 600 430 300 230 0.195 0.160 0.147 0.106 0.073 0.056 0．195 0．355 0．502 0．608 0．681 0．737 3/15 5/15 8/15 9/15 10/15 11/15 s0?3/15 800 650 600 430 0．195 0．160 0．147 0．106 0．073 0．056 r1?1/15 r2?2/15 r3?3/15 s1?5/15 s2?8/15 s3?9/15 r4?4/15 r5?5/15 s4?10/15 300 s5?11/15 230 r6?6/15 r7?7/15 r8?8/15 200 170 150 130 0.049 0.041 0.037 0.031 0.027 0.023 0.019 0.017 0.012 0.007 0．786 0．827 0．864 0．895 0．922 0．945 0．964 0．981 0．993 1．000 12/15 12/15 13/15 13/15 14/15 14/15 14/15 1 1 1 0．090 0．068 0．069 0．036 s6?12/15 370 r9?9/15 s7?13/15 280 r10?10/15 110 r11?11/15 96 r12?12/15 80 r13?13/15 70 s8?14/15 286 s9?1 150 r14=14/15 r15?1 50 30 20. 对下列图像数据，求二维傅里叶变换。

1 4 3 2 2 1 4 3 3 2 1 4 4 3 2 1 解：1.基本公式： 复数表达：rei??rcos??rsin??i

欧拉公式：exp 若：

??j2??x??cos2??x?jsin2??x

e?cos??isin??e 则：

?i??cos??isin?e?e2e?e2j?1j??j?j??j?

cos??

sin??j?i???je?e2j??j?

傅氏变换函数为周期函数：如：

e?j2??94?e1?j2??2?j?2?4?e1?j?2?4?e??2j?cos(??2)?j?sin(??2)??j

2.由于是方阵，故使用的变换对为：

F（u,v）?1N1N??f(x,y)?ex?0y?0N?1N?1?j2?(ux?vy)N

f（x,y）?空间域图像为：

??F(u,v)?eu?0v?0N?1N?1j2?(ux?vy)N

?1?4?f(x,y)??3??2214332144??3? 2??1?变换成频率域图像，如：

F（1,3）?14??f(x,y)ex?0y?04?14?1?j2?(1?x?3?y)4

1?（1e4?j2?(1?0?3?0)4?2e?j2?(1?0?3?1)4?3e?j2?(1?0?3?2)4?4e?j2?(1?0?3?3)4?

4e3e?j2?(1?1?3?0)4?j2?(1?2?3?0)4?1e?4e?j2?(1?1?3?1)4?j2?(1?2?3?1)4?2e?1e?j2?(1?1?3?2)4?j2?(1?2?3?2)4?3e?2e?j2?(1?1?3?3)4?j2?(1?2?3?3)4? ?

2e?j2?(1?3?3?0)4?3e?j2?(1?3?3?1)4?4e)?j2?(1?3?3?2)4?1e?j2?(1?3?3?3)4)

1?（4?16e4??2?2j144?14?11??j2?12e??j?8e3??j2

F（3,2）???f(x,y)ex?0y?0?j2?(3?x?2?y)4

1?（1e4?j2?(3?0?2?0)4?2e?j2?(3?0?2?1)4?3e?j2?(3?0?2?2)4?4e?j2?(3?0?2?3)4?

4e3e?j2?(3?1?2?0)4?j2?(3?2?2?0)4?1e?4e?j2?(3?1?2?1)4?j2?(3?2?2?1)4?2e?1e?j2?(3?1?2?2)4?j2?(3?2?2?2)4?3e?2e?j2?(3?1?2?3)4?j2?(3?2?2?3)4? ?

2e?j2?(3?3?2?0)4?3e?j2?(3?3?2?1)4?4e?j2?(3?3?2?2)4?1e?j2?(3?3?2?3)4)

1?（10?10e4?01??j2?10e3??j2?10e)??j

??同理可计算出F(0,0),F(0,1)，??,F(3,3)

故变换后的频率域图像为：

?10?0

F(u,v)???0??0000?2?2i00?20???2?2i

?0??0?0 亦可将上面频率域图像变换为空间域图像（用以下公式，做法与上相同，注意正负号，这里略）

f（x,y）?1N??F(u,v)?eu?0v?0N?1N?1j2?(ux?vy)N

三、根据轨道根数来计算卫星位置

一、计算卫星在轨道坐标系中的位置

首先建立一个轨道坐标系，该坐标系的坐标原点位于地心，X??,Y??位于轨道平面上，Z?? 轴和轨道平面的法线矢量N重合。轨道坐标系是一个右手坐标系。计算步骤如下： 1. 用下式计算平近点角M M?n(t?t0)

t0为卫星过近地点的时刻；n?为卫星的平均角速度，用下式计算：

an?GMa3 （rads)

为轨道椭圆的长半径，??GM?3.986005?1014m3s2（注：G引力常数，此M为地球质量）

?M?e?sinE2. 解开普勒方程E,计算偏近点角E

解算时采用角度制，eo?e??o （e离心率） 代入开普勒方程反复迭代，直至Ei?1?Ei＜?时为止。

（当偏心率很小时，迭代法的收敛速度很快）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xiyf.html