遥感数字图像处理复习参考题

《遥感数字图像处理》复习题1名词解释：1.1.1电磁波谱：将各种电磁波按其波长（或频率）的大小依次排列所构成的图谱。1.1.2维恩位移定律黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体的绝对温度成反比。黑体的温度越高，其曲线的峰顶就越往左移，即往短波方向移动。1.1.3大气窗口太阳辐射通过大气时，要发生反射、散射、吸收，从而使辐射强度发生衰减。对传感器而言，某些波段里大气的透射率高，成为遥感的重要探测波段，这些波段就是大气窗口。1.1.4数字图像：指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散数学表示的图像。1.1.5像素数字图像最基本的单位是像素，像素是A/D转换中的取样点，是计算机图像处理的最小单元；每个像素具有特定的空间位置和属性特征。1.1.6遥感数字图像(digitalimage)：是以数字形式表述的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。遥感数字图像处理是通过计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行的系列操作过程。1.1.7灰度直方图：反映一幅图像各灰度级像元出现的频率。1.1.8多波段遥感：探测波段在可见光与近红外波段范围内，再分为若干窄波段来探测目标。1.1.9频率域频率域基于傅里叶变换，频率域的图像处理是对傅里叶变换后产生的反映频率信息的图像进行处理。1.1.10亮度温度和被测物体具有相同辐射强度的黑体所具有的温度。1.1.11米氏散射指气中的粒子直径与波长相当时发生的散射现象。1.1.12瑞利散射指当大气中的粒子直径比波长小得多的时候所发生的大气散射现象。1.1.13黑体辐射黑体发出的电磁辐射。它比同温度下任何其他物体发出的电磁辐射都强。1.1.14辐射畸变与辐射校正图像像元上的亮度直接反映了目标地物的光谱反射率的差异，但也受到其他因素的影响而发生改变，这一改变的部分就是需要校正的部分，称为辐射畸变。通过简便的方法，去掉程辐射，使图像的质量得到改善，称为辐射校正。1.1.15图像反差增强即对比度增强，增大代表不同地类的图像亮度值差异的处理方法。1.1.16滤波增强处理从一个资料序列中或从一个方程组的解中去除掉不需要的振荡分量(通常是高频分量)的过程1.1.17平滑与锐化图像中某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点时，采取的一种减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“燥声”点，有均值平滑和中值滤波两种。锐化是为了突出图像的边缘、线状目标或某些亮度变化大的部分。1.1.18中值滤波将当前像元的窗口（邻域）中所有像元灰度由小到大排序，中间值作为当前像元的输出值1.1.19假彩色合成合成图像的色彩不同于原景物色彩的图像合成技术。1.1.20多光谱变换通过函数变换，达到保留主要信息，降低数据量；增强或提取有用信息的目的。本质是对遥感图像实行线形变换，使多光谱空间的坐标系按照一定的规律进行旋转。1.1.21K-L变换K-L变换（Karhunen-LoeveTransform）是建立在统计特性基础上的一种变换，有的文献也称为霍特林（Hotelling）变换，因他在1933年最先给出将离散信号变换成一串不相关系数的方法。K-L变换的突出优点是相关性好，是均方误差（MSE，MeanSquareError）意义下的最佳变换，它在数据压缩技术中占有重要地位。假定一幅NxN的数字图像通过某一信号通道传输M次，由于受随机噪音干扰和环境条件影响，接收到的图像实际上是一个受干扰的数字图像集合对第i次获得的图像fi(x,y)，可用一个含N2个元素的向量Xi表示，即该向量的第一组分量（N个元素）由图像fi(x,y)的第一行像素组成，向量的第二组分量由图像fi(x,y)的第二行像素组成，依此类推。也可以按列的方式形成这种向量，方法类似。X向量的协方差矩阵定义为：mf定义为：Cf和mf的表达式中，“E”是求期望。对于M幅数字图像，平均值向量mf和协方差矩阵Cf可由下述方法近似求得：可以看出，mf是N2个元素的向量，Cf是N2xN2的方阵。根据线性代数理论，可以求出协方差矩阵的N2个特征向量和对应的特征值。假定是按递减顺序排列的特征值，对应的特征向量ei=。则K-L变换矩阵A定义为：从而可得K-L变换的变换表达式为：该变换式可理解为，由中心化图像向量X-mx与变换矩阵A相乘即得到变换后的图像向量Y。Y的组成方式与向量X相同。K-L变换虽然具有MSE意义下的最佳性能，但需要先知道信源的协方差矩阵并求出特征值。求特征值与特征向量并不是一件容易的事，维数较高时甚至求不出来。即使能借助计算机求解，也很难满足实时处理的要求，而且从编码应用看还需要将这些信息传输给接收端。这些因素造成了K-L变换在工程实践中不能广泛使用。人们一方面继续寻求解特征值与特征向量的快速算法，另一方面则寻找一些虽不是“最佳”、但也有较好的去相关与能量集中的性能且容易实现的一些变换方法。而K-L变换就常常作为对这些变换性能的评价标准。1.1.22辐射分辨率：是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。1.1.23空间分辨率与波谱分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，即传感器能把两个目标物作为清晰的实体记录下来的两个目标物之间最小的距离。波谱分辨率是传感器在接收目标地物辐射的波谱时，能分辨的最小波长间隔。1.1.24图像分辨率指的是图像上的点被映射或指定到给定的空间里的数量（通常是以英寸、厘米、像素为单位），是图像中的最小可分辨距离。1.1.25采样：将空间上连续的图像变换成离散点（即像素）的操作称为采样。1.1.26特征选择特征选择（featureselection）是从众多特征中挑选出可以参加分类运算的若干个特征，如TM影像波段的选择。1.1.27NDVI归一化植被指数,标准差异植被指数)表达式：NDVI=(p(nir)-p(red))/(p(nir)+p(red))和植物的蒸腾作用、太阳光的截取、光合作用以及地表净初级生产力等密切相关。1.1.28NDWI归一化水指数)NDWI的测量使用两个近红外通道，其中一个的中心波段在接近860nm处，另一个位于1240nm处。其表达式为：NDWI=(p(860nm)-p(1240nm))/(p(860nm)+p(1240nm))植被水分指数NDWI是基于短波红外(SWIR)与近红外(NIR)的归一化比值指数。与NDVI相比,它能有效地提取植被冠层的水分含量;在植被冠层受水分胁迫时,NDWI指数能及时地响应,这对于旱情监测具有重要意义。2填空题[1].遥感数字图像处理的主要内容包括（图像增强）、（图像校正）、（信息提取）。[2].在计算机中，基本的度量单位是（比特(位)）。存储一幅1024字节的8位图像需要（1MB）的存储空间。一景正常的包括7个波段的LANDSAT5的TM图像文件，至少占用（200MB）的存储空间[3].图像校正也称图像恢复、图像复原，校正的方法除了图像增强中的一些方法外，主要包括（辐射校正）和（几何纠正）。[4].常用的遥感图像处理软件有（ERDASIMAGINE遥感图像处理系统）、（ENVI遥感图像处理系统）、（PCIGeomatica遥感图像处理系统）、（ERMapper遥感图像处理系统）。[5].遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统两大部分，其中硬件系统主要由计算机、（数字化器）、（大容量存储器）、（显示器）、（输出设备）和操作台。[6].标记图像文件格式TIFF（TagImageFileFormat）是Mac中广泛使用的图像格式，它由Aldus和微软联合开发，它的特点是（图像格式复杂）、（存贮信息多）[7].遥感系统是一个从地面到空中直至空间，从信息收集、存贮、传输处理到分析判读、应用的技术体系，主要包括（遥感试验）、（信息获取（传感器、遥感平台））、（信息传输）、（信息处理）、（信息应用）等五部分。[8].按工作方式是否具有人工辐射源，传感器可分为（主动方式）和（被动方式）两类，按数据的记录方式，传感器可分为（成像方式）和（非成像方式）两大类。[9].光学－机械扫描仪和多光谱扫描仪靠一个平面反射镜的旋转或摆动对地面作（舷向扫描）（在垂直于飞行方向的直线上扫描），获得地面舷向一条细带的信息，然后再通过飞行器的向前飞行产生（航向扫描）（在飞行方向上扫描），由这两个方向的扫描便可得一定宽度的地面条带的信息，经过扫描仪内部的处理，在终端可形成一幅反映这个地面条带的影像。[10].固体扫描仪（CCD扫描仪）的成像是（推扫式）扫描成像，它省去了复杂的光学机械，有超小型、（速度快）、功率损耗低、寿命长、简单可靠、（动态范围宽）的特点。[11].按使用的工作波段，可分为紫外、可见光、红外、微波、多波段等传感器。紫外传感器的探测波段在（50nm~380nm）之间；可见光传感器的探测波段在（380nm~760nm）之间；红外传感器的探测波段在（760nm~1.0×106nm）之间；微波传感器的探测波段在（10×106nm~10×109nm）之间；多波段传感器使用的波段在可见光波段和红外波段范围内，由若干个窄波段组成。[12].辐射分辨率在可见、近红外波段用（噪声等效反射率）表示，在热红外波段用（噪声等效温差）、最小可探测温差和最小可分辨温差表示。[13].通过成像方式获取的图像是连续的，无法直接进行计算机处理。此外，有些遥感图像是通过摄影方式获取的，保存在胶片上。只有对这些获取的图像（或模拟图像）进行数字化后，才能产生数字图像。数字化包括两个过程：（.采样、）和（量化）。[14].一幅数字图像为8位量化，量化后的像素灰度级取值范围是（0-255）的整数。设该数字图像为600行600列，则图像所需要的存储空间为（360000）字节。[15].根据（传感器选用的波长范围）不同，遥感图像可以划分为不相干图像和相干图像。[16].（高光谱图像）图像，每个采样位置具有几十甚至几百个波段，远远超出人眼的分辨能力，具有很高的地物识别能力，适合于进行地物的遥感反演研究。[17].遥感图像数据中的2级产品经过了系统级的（几何校正），即利用（卫星的轨道和姿态）等参数、以及地面系统中的有关参数对原始数据进行处理。[18].遥感图像数据中的3级产品：经过了（几何精校正），即利用（地面控制点）对图像进行了校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。[19].LANDSAT,SPOT等图像的元数据中包括了图像获取的日期和时间、投影参数、几何纠正精度、图像分辨率、辐射校正参数等。[20].设图像数据为N列，M行，K个波段。（BIL）数据排列遵循以下规律：第一行第一波段，第一行第二波段，第一行第K波段，…，第m行第一波段，第m行第二波段，…，第m行第K波段。（BSQ）数据排列遵循以下规律：第一波段为第一块，第二波段为第二块，…，第K波段为第K块。每个波段块中，像素按行列顺序存储。[21].ENVI和ERMapper遥感软件使用（BSQ）格式保存图像数据。[22].一个HDF文件应包括一个（文件头(FileHeader)）、一个或多个（描述块(DataDescriptorBlock)）、若干个数据对象(DataObject)。[23].GeoTIFF目前支持三种坐标空间：（栅格空间（RasterSpace））、设备空间（DeviceSpace）和（模型空间（ModelSpace））。[24].经过几何纠正后，图像文件坐标用地图坐标来表示，按照选用的投影和坐标系不同，表示方法不同。以我国常用的高斯－克吕格投影为例，地图坐标使用（直角坐标系）表示，单位为（米）。最小值在（左下角），且不为0。[25].设有图像文件为200行，200列，8位量化，共7个波段，辅助参数为1，则该图像文件的大小为（字节）。[26].遥感图像解译专家系统由三大部分组成，即图像处理和特征提取子系统、解译知识获取子系统、狭义的遥感图像解译专家系统。[27].目标地物的识别特征包括---色调、颜色、形状、纹理、大小、位置、图型、相关布局、-阴影。3简答题3.1概念类3.1.1什么是遥感图像？，