长江大学地球科学学院2006

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1、长江大学地球科学学院2006 2007 学年第 二 学期考试试卷参考答案课程名称：遥感技术（A卷）任课教师：王庆 授课班级：地信10411044（题目标题用小四 宋体 ；答案内容用五号 宋体）一、名词解释。(每小题 4 分，共 20 分)1、遥感：指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输，变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。（4）2、 空间分辨率：指传感器瞬时视场内所观察到的地面场元的宽度。（4）3、图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布

2、图。（4）4、直接法几何纠正：所谓直接纠正法，是从原始图像阵列出发，按行列的顺序依次对每个原始像素点位求其在地面坐标系中的正确位置。（4）5、监督分类：选择具有代表性的典型实验区或训练区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理，分别归入到已知的类别中。（4）二、选择题。(每小题2分，共20分)题号12345678910答案CDBAACDBBB三、填空题。(共10分)1、MSS的中文名称是 多光谱扫描仪 ；TM的中文名称是 专题制图仪 。TM传感器中 TM6 波段属于热红外波段。（3）2、 SPOT 卫星的传

3、感器可以倾斜观测，使其重复观测能力由26天提高到15天。（1）3、大气散射中，当大气中粒子的直径比波长小的多时发生的散射称为 瑞利散射 。（1）4、固体自扫描是用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。目前常用的探测元件是 CDD（Charge Coupled Device） ，它是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件。（1）5、遥感信息的复合主要指不同传感器的遥感数据的复合，以及不同时相的遥感数据的复合，不论哪种信息源复合方案，首先要解决的问题是 几何配准 。（1）6、RS的英文全称是 remote sensing 。（1）7、在几何纠正过程中，

4、需要控制点建立新旧图像的函数变换关系，增加控制点的数目可以提高校正的精度，当控制点的数目多于系数时，可以用 最小二乘法 方法通过对控制点数据进行曲面拟合来求系数。（1）8、3S集成技术被形象地称作“一个大脑，两只眼睛”，这里一个大脑指的是 GIS技术 。（1）四、简答题。(七小题，共30分)1、晴朗的天空为什么呈蓝色。（3分）答案及评分标准：当太阳光射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射。（1）根据瑞利散射定律，（1）太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来，而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。（1）因此，我们看到晴朗的天空总是呈蔚蓝色。2、什么

5、是多普勒效应，在微波遥感可以利用它做什么？（5分）答案及评分标准：波在波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率变低。（2）在微波遥感中可以利用多普勒效应测定运动物体的速度(1)；合成孔径雷达成像利用了多普勒效应。(2)3、什么是真彩色合成和标准假彩色合成。（4分）答案及评分标准：当三幅影像的工作波段分别为红、绿、蓝时，同时分别对应赋予红色、绿色、蓝色，合成后的影像十分接近自然界的色彩，称为真彩色合成。（2）近红外波段赋予红色、红光波段赋予绿色，绿光波段赋予蓝色，进行彩色合成称为标准假彩色合成。（2）4、根据下图说明土壤的反射光谱特征。（4分）长江大学试卷 学院 班级 序号 姓名 .密

6、封.线.答案及评分标准：（1）反射率没有明显的峰值和谷值，曲线比较平滑；（2）（2）土质越细反射率越高；（1）（3）有机质含量越高和含水量越高反射率越低。（2）5、Translate the follow sentences and answer the question.（6分）This chart shows solar irradiance(太阳辐射) at the top of the atmosphere (solid line) and at sea-level (dotted line). Differences are due to atmospheric effects. A

7、tmospheric windows are regions of relatively low opaqueness(不透射性). Some wavebands act as filters and cut out all incoming radiation.Question: Which are the impact on remote sensing of atmosphere？答案及评分标准:翻译中文：这个图显示了在大气层外（实线表示）和在海平面（虚线表示）的太阳光的辐射量。两条线不同是因为大气效应。大气窗口是一个相对透射性较高的波段区域，图中有些波段被全部吸收。（3）大气对遥感的影

8、响主要表现在某些电磁波段被吸收或散射，使其透过率下降，不适合成为遥感使用的电磁波段。（1）大气对太阳辐射主要吸收带为氧气：小于0.2 m；0.155为峰值。高空遥感很少使用紫外波段的原因。臭氧：数量极少，但吸收很强。0.20.36 m，0.6 m，两个吸收带；对航空遥感影响不大。水：吸收太阳辐射能量最强的介质。到处都是吸收带。主要的吸收带处在红外和可见光的红光部分。因此，水对红外遥感有极大的影响。二氧化碳：量少；吸收作用主要在红外区内。可以忽略不计。（1）二是大气的散射。大气散射集中在太阳辐射能量最强的可见光区。因此，散射是太阳辐射衰减的主要原因。（1）6、在白天和夜间的热红外黑白相片上，水体

9、和道路分别呈什么色调？并解释其原因。答案及评分标准:热红外像片记录了地物发射热红外线的强度，地物发射热红外的强度与地物的发射率和温度相关。（1）在白天，道路的影像呈浅灰色至白色，这是因为构成道路的水泥、沥青等建筑材料，白天接受了大量太阳热能，又很快转换为热辐射的缘故；水体呈暗色调，这是由于水体具有良好的传热性，一般呈暗色调。（2）到了晚上水体呈浅灰色至灰白色，而道路呈现暗色调，这因为水体热量大，散热慢，温度较高，而道路在夜间散热快，温度较低。（2）7、遥感技术在3S中的作用有哪些？答案及评分标准:遥感在3S技术中的作用主要表现在以下方面：1.GIS数据库的数据源；（2）2.利用遥感数字影像获取

10、地面高程，更新GIS中的高程数据。（2）五、综合题。(两小题，共20分)1、阅读并回答问题：Geometric Correction All remote sensing imagery is inherently subject to geometric distortions. These distortions may be due to several factors, including: the perspective of the sensor optics（光学传感器）; the motion of the scanning system; the motion of the

11、platform; the platform altitude, attitude, and velocity; the terrain relief; and, the curvature and rotation of the Earth. Geometric corrections are intended to compensate for these distortions so that the geometric representation of the imagery will be as close as possible to the real world. （1） 翻译

12、上述英文成中文？（2） 在几何精纠正过程中，使用二元二次多项式进行几何纠正时理论上需要的最小控制点个数是多少？使用二元N次多项式进行几何纠正时理论上需要的最小控制点个数是又多少？（3） 在确定纠正后图像的边界范围时，假设纠正后图像的最大X、Y坐标和最小X、Y坐标分别是MaxX，MaxY，MinX，MinY，则输出图像的行列数是多少？长江大学试卷 学院 班级 序号 姓名 .密封.线.（4） 简述几何精纠正的步骤。答案及评分标准:（1） 几何校正所有的遥感图像都会直接受到几何变形的影响。这些几何变形可能是由以下几种因素造成的，包括光学传感器方面的因素；扫描系统的运动；平台的运动；平台的高度、角度和

13、速率；地形的起伏；地球自转曲率的影响。几何纠正的目的就是纠正这些几何变形使图像尽可能接近真实世界。（3）（2）6个；（2分）（N+1）*（N+2）/2（2分）（3）行数=INT（MaxY-MinY）/空间分辨率（1分）；列数=INT（MaxX-MinX）/空间分辨率。（1分）（4）几何精纠正的步骤为：（a） 选择若干控制点（同名点）;（0.5）（b） 选择合适的坐标变换函数式;（0.5）（c） 代入控制点求出坐标变换函数式的系数，确立坐标变换函数式;（0.5）（d） 确定新图像的大小范围;（0.5）（e） 确定新图像宽度和高度.（0.5）2、下列是几种遥感图像计算机分类的方法，请问哪些属于监督

14、分类，哪些属于非监督分类？并写出其中任三种分类的基本原理。多级切割分类法（盒式分类法）、平行管道法、最大似然比分类法、K均值聚类法、K-最邻近判别法、ISODATA动态聚类法、最小距离分类法答案及评分标准:属于监督分类法的有：多级切割分类法（盒式分类法）、最大似然比分类法、K-最邻近判别法、最小距离分类法；（2）属于非监督分类法的有：平行管道法、K均值聚类法、ISODATA动态聚类法。（2）基本原理：（下列方法任写三个即可，共4分）多级切割分类法（盒式分类法）：通过设定在各轴上的一系列分割点，将多维特征空间划分成分别对应不同分类类别的互不重叠的特征字空间的分类方法。平行管道法：最大似然比分类法

15、：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。K均值聚类法：第一步：适当选取m个类的初始中心Z(1)1, Z(1)2，Z(1)3，第二步：对所有样本按最小距离法（到哪一类中心的距离最小就属于哪一类）分到每一个类中去。第三步：根据上一步的分类结果，重新计算每一类的聚类中心。第四步：比较聚类中心是否发生改变，如果都不变，分类结束，否则转到第二步迭代。K-最邻近判别法：在特征空间中，以某待分类随机向量X为中心，确定一个搜索范围（如半径为R的超球），找到包括在搜索范围内的k个最邻近点，k=k1+k2+km.其中ki表示来自第Wi类的母体，设该母体的已有抽样数为Ni,

16、分类系统的总抽样数为N=N1+N2+Nm(m为类别数)。ISODATA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。最小距离分类法：以特征空间中的距离作为像素分类的依据，包括最小距离法和最近邻域分类法。长江大学地球科学学院20062007 学年第 二 学期考试试卷参考答案课程名称：遥感技术（B卷）任课教师：王庆 授课班级：地信10411044一、名词解释。(每小题 4 分，共 20 分)答案及评分标准:1、遥感：指在高空和外层空间的各种平台上，运用各种传感器获取反映地表特征的各种数据，通过传输，变换和处理，提取有用的信息，实现研究地物空间

17、形状、位置、性质、变化及其与环境的相互关系的一门现代应用技术科学。（4）2、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。（4）3、图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率（或者出现的个数）的分布图。（4）4、间接法几何纠正：所谓间接法纠正法，是从空白的输出图像阵列出发，亦按行列的顺序依次对每个输出像素点位反求其原始图像坐标中的位置。（4）5、非监督分类：人们事先对分类过程不施加任何的先验知识，而仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律，即自然聚类的特征进行“盲目”的分类。其分类的结果只是对不同类别达

18、到了分区，但并不能确定类别属性，其类别的属性是通过分类结束后目视判读或实地调查确定的。（4）二、选择题。(每小题2分，共20分)题号12345678910答案CDAACACBDD三、填空题。(共10分)1、TM的中文名称是 专题制图仪 ；TM传感器中 TM6 波段属于热红外波段。MSS的中文名称是 多光谱扫描仪 。（3）2、 SPOT 卫星的传感器可以倾斜观测，使其重复观测能力由26天提高到15天。（1）3、大气散射中，当大气中粒子的直径与波长相当时发生的散射称为 米氏散射 。（1）4、在几何纠正过程中，需要控制点建立新旧图像的函数变换关系，增加控制点的数目可以提高校正的精度，当控制点的数目多

19、于系数时，可以用 最小二乘法 方法通过对控制点数据进行曲面拟合来求系数。（1）5、3S集成技术被形象地称作“一个大脑，两只眼睛”，这里一个大脑指的是 GIS技术 。（1）6、RS的英文全称是 Remoting sensing 。（1）7、固体自扫描是用固定的探测元件，通过遥感平台的运动对目标地物进行扫描的一种成像方式。目前常用的探测元件是 CCD（Charge Coupled Device） ，它是一种用电荷量表示信号大小，用耦合方式传输信号的探测元件。（1）8、遥感信息的复合主要指不同传感器的遥感数据的复合，以及不同时相的遥感数据的复合，不论哪种信息源复合方案，首先要解决的问题是 配准(几何

20、匹配) 。（1）四、简答题。(七小题，共30分)1、什么是真彩色合成和标准假彩色合成。答案及评分标准: 当三幅影像的工作波段分别为红、绿、蓝时，同时分别对应赋予红色、绿色、蓝色，合成后的影像十分接近自然界的色彩，称为真彩色合成。（2）近红外波段赋予红色、红光波段赋予绿色，绿光波段赋予蓝色，进行彩色合成称为标准假彩色合成。（2）2、什么是多普勒效应，在微波遥感可以利用它做什么？（5分）答案及评分标准：波在波源移向观察者时频率变高,而在波源远离观察者时频率变低。（2）在微波遥感中可以利用多普勒效应测定运动物体的速度(1)；合成孔径雷达成像利用了多普勒效应。(2)3、 晴朗的天空为什么呈蓝色。答案及

21、评分标准：当太阳光射入大气层后，遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒，就会发生散射。（1）根据瑞利散射定律，（1）太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来，而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。（1）因此，我们看到晴朗的天空总是呈蔚蓝色。4、根据下图说明水体的反射光谱特征。长江大学试卷 学院 班级 序号 姓名 .密封.线.答案及评分标准：水在近红外、中红外波段有很强的吸收带，反射率几乎为零（2）；叶绿色含量增加时近红外波段明显抬升。（2）5、Translate the follow sentences and answer the question.A linear str

22、etch involves identifying lower and upper bounds from the histogram (usually the minimum and maximum brightness values in the image) and applying a transformation to stretch this range to fill the full range. 翻译成中文：Question: Write out the function of linear stretch according to the figure.线性拉伸的一种方法将

23、直方图上最高最低边界（通常是图像上最大最小亮度值），变换拉伸到整个灰阶范围。设原始图像灰度X,，拉伸后灰度为Y。则有0=84*k+b255=153*k+b解出k=85/23（3.70），b=7140/23（310.43）（2分）线性变换函数为85*X-23*Y +7140=0（其他变换形式也对，1分）6、如何利用遥感技术探测水体的温度和深度。答案及评分标准：水温的探测：根据热红外传感器的温度定标，可在热红外影像上反演出水体的温度。（2分）水深的探测：当水体含沙量较低时，可以利用蓝光波段与绿光波段的比值，求出相对水深。水深的探测受泥沙、污染以及气候条件等因素的影响较大，故应用时应综合考虑，根据不

24、同条件，建立分析模型。（2分）7、遥感技术在3S中的作用有哪些？答案及评分标准：遥感在3S技术中的作用主要表现在以下方面：1.GIS数据库的数据源；（2）2.利用遥感数字影像获取地面高程，更新GIS中的高程数据。（2）五、综合题。(两小题，共20分)1.下列是几种遥感图像计算机分类的方法，请问哪些属于监督分类，哪些属于非监督分类？并写出其中任三种分类的基本原理。多级切割分类法（盒式分类法）、平行管道法、最大似然比分类法、K均值聚类法、K-最邻近判别法、ISODATA动态聚类法、最小距离分类法答案及评分标准:属于监督分类法的有：多级切割分类法（盒式分类法）、最大似然比分类法、K-最邻近判别法、最

25、小距离分类法；（2）属于非监督分类法的有：平行管道法、K均值聚类法、ISODATA动态聚类法。（2）基本原理：（下列方法任写三个即可，共4分）多级切割分类法（盒式分类法）：通过设定在各轴上的一系列分割点，将多维特征空间划分成分别对应不同分类类别的互不重叠的特征字空间的分类方法。平行管道法：最大似然比分类法：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。K均值聚类法：第一步：适当选取m个类的初始中心Z(1)1, Z(1)2，Z(1)3，第二步：对所有样本按最小距离法（到哪一类中心的距离最小就属于哪一类）分到每一个类中去。第三步：根据上一步的分类结果，重新计算每一

26、类的聚类中心。第四步：比较聚类中心是否发生改变，如果都不变，分类结束，否则转到第二步迭代。K-最邻近判别法：在特征空间中，以某待分类随机向量X为中心，确定一个搜索范围（如半径为R的超球），找到包括在搜索范围内的k个最邻近点，k=k1+k2+km.其中ki表示来自第Wi类的母体，设该母体的已有抽样数为Ni,分类系统的总抽样数为N=N1+N2+Nm(m为类别数)。ISODATA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。最小距离分类法：以特征空间中的距离作为像素分类的依据，包括最小距离法和最近邻域分类法。2.阅读并回答问题：Geometri

27、c Correction All remote sensing imagery is inherently subject to geometric distortions. These distortions may be due to several factors, including: the perspective of the sensor optics（光学传感器）; the motion of the scanning system; the motion of the platform; the platform altitude, attitude, and velocit

28、y; the terrain relief; and, the curvature and rotation of the Earth. Geometric corrections are intended to compensate for these distortions so that the geometric representation of the imagery will be as close as possible to the real world. （1）翻译上述英文成中文？（2）在几何精纠正过程中，使用二元二次多项式进行几何纠正时理论上需要的最小控制点个数是多少？使

29、用二元N次多项式进行几何纠正时理论上需要的最小控制点个数是又多少？（3）在确定纠正后图像的边界范围时，假设纠正后图像的最大X、Y坐标和最小X、Y坐标分别是MaxX，MaxY，MinX，MinY，则输出图像的行列数是多少？（4）简述几何精纠正的步骤。答案及评分标准:（1）几何校正所有的遥感图像都会直接受到几何变形的影响。这些几何变形可能是由以下几种因素造成的，包括光学传感器方面的因素；扫描系统的运动；平台的运动；平台的高度、角度和速率；地形的起伏；地球自转曲率的影响。几何纠正的目的就是纠正这些几何变形使图像尽可能接近真实世界。（3）（2）6个；（2分）（N+1）*（N+2）/2（2分）（3）行数=INT（MaxY-MinY）/空间分辨率（1分）；列数=INT（MaxX-MinX）/空间分辨率。（1分）（4）几何精纠正的步骤为：（a） 选择若干控制点（同名点）;（0.5）（b） 选择合适的坐标变换函数式;（0.5）（c） 代入控制点求出坐标变换函数式的系数，确立坐标变换函数式;（0.5）（d） 确定新图像的大小范围;（0.5）（e） 确定新图像宽度和高度.（0.5）6