遥感数字图像处理考题整理

一、名词解释1、数字图像是指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、以离散数学原理表达的图像。

2、遥感数字图像是数字形式的遥感图像。

3、空间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。

空间分辨率通常用像素大小、解像力或视场角来表示。

4、直方图均衡化指对原始图像的像素灰度进行某种映射变换，使变换后图像灰度的概率密度呈均匀分布，即变换后的灰度级均匀分布。

5、几何精纠正又称几何配准，是把不同传感器具有几何精度的图像、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。

几何校正指校正图像中存在的空间位置的变形等几何误差的过程。

6、辐射校正指消除数据中依附在辐亮度中的各种失真的过程。

包括三部分：传感器端的辐射校正、大气校正和地表辐射校正。

7、开运算指使用同一个结构元素对图像先进行腐蚀后进行膨胀的运算。

作用是消除细小目标，在纤细处分离目标，平滑较大目标的边界时不明显改变面积的作用。

8、闭运算指使用同一个结构元素对图像先进行膨胀后进行腐蚀的运算。

作用是填充目标内细小空洞，连接近邻目标，在不明显改变目标面积的情况下平滑其边界。

二、选择题1、遥感数字处理软件：ERDAS IMAGEINE、ENVI、PCI Geomatica2、侧视雷达图像的影像特征1）垂直飞行方向的比例尺由小变大2）造成山体前倾朝向传感器的山坡影像被压缩，而背向传感器的山坡被拉长与中心投影相反，还会出现不同地位点重影现象3）高差产生的投影差与中心投影影像差位移的方向相反，位移量不同4不同设站对同一地区获取的雷达图像也能构成立体影像。

3、航空像片几何特征：1）地物点通过摄影中心与其成像点共一条直线。

2）投影中心到像平面的距离为物镜主距f。

3）地面起伏使得各处影像比例尺不同。

4）地物由于成像平面倾斜其成像会发生变形。

5）高差的物体成像在像片上有投影差4、颜色叠加5、影像统计均值：像素值的算术平均值，反映的是图像中地物的平均反射强调，大小由图像中主体地物的光谱信息决定。

中值：指图像所有灰度级中处于中间的值，当灰度级数为偶数时，则取中间两灰度值的平均值。

由于一般遥感图像的灰度级是连续变化的，因而大多是情况下，中值可以通过最大灰度值和最小灰度值来获得。

众数：图像中出现次数最多的灰度值，反映了图像中分布较广的地物反射能量。

方差：像素值与平均值差异的平方和，表示像素值的离散程度。

变差：像素最大值与最小值的差。

变差表示灰度值的变换程度。

反差：反映图像的显示效果和可分辨率，间接反映了图像的信息量。

三、填空题1、遥感图像处理内容：图像增强、图像校正、信息提取2、数字化处理过程：采样和量化3、辐射膨胀：4、图像校正：包括辐射校正和几何校正5、拉伸是最基本的图像处理方法，主要改善图像显示的对比度。

灰度拉伸分为线性拉伸和非线性拉伸。

6、空间域滤波通过窗口或卷积核进行，参照相邻像素改变单个像素的灰度值。

7、频率域滤波是对图像进行傅里叶变换，然后对变换后的频率域图像中的频谱进行滤波。

空间域图像：以光学图像和数字图像表现的影像，空间坐标XY的函数频率域图像：以频率域的形式表示的影像，频率坐标Vx，Vy的函数。

8、遥感图像处理系统的组成：硬件系统和软件系统。

硬件系统由5部分组成：计算机、数字化设备、大容量存储器、显示器和输出设备以及操作台。

9、图像重采样：像素位置变换和像素值变换。

四、简答题1、监督分类与分监督分类监督分类指利用已知地物的信息对未知地物进行分类的方法。

监督分类的前提是已知遥感图像上样本区内地物的类别，该样本区又称为训练区。

监督分类的基本过程是：首先根据已知的样本类型和类别的先验知识确定判读标准，计算判别函数，然后将未知类别的样本值代入判别函数，依据判别准则对该样本所属的类别进行判定。

非监督分类是指人们事先对分类过程不加入任何的先验知识，而仅凭遥感图像中地物的光谱特征，即自然聚类的特性进行的分类。

异：A、监督分类对于遥感图像上样本区内的地物的类属先验知识，非监督分类对于遥感图像地物的属性不具有先验知识。

B、监督分类以样本类别的特征作为依据可直接判断非样本数据的类别，非监督分类仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律，分类结果只是区分了存在的差异，但不能确定类别的属性，类别的属性需要目视判读或实地调查后确定。

当两地类型对应的光谱特征差异很小时，分类结果不如监督分类的效果好。

监督分类常用于对分类地区比较了解的情况下，要求用户控制。

C、非监督分类仅需极少的初始化输入，监督分类需要选择训练样本。

同：都是依据光谱特征的点独立原则来分类，都采用统计方法。

2、数据存储格式1）BSQ是像素波段顺序依次排列的数据格式。

即先按波段顺序分块排列，在每个波段块内，再按行列顺序排列。

同一波段的像素保存在一个块内，这保证了像素空间位置的连续性。

遵循以下规律：第一波段为第一块，第二波段为第二块···2）BIL格式中，像素先以行为单位分块，在每个块内，按照波段顺序排列像素。

同一行不同波段的数据保存在一个数据块中。

像素的空间位置在列的方向上是连续的。

遵循以下规律：第一行在第一波段，第二行在第二波段，第一行在第K波段···3）BIP格式，以像素为核心，像素的各个波段数据保存在一起，打破了像素空间位置的连续性。

保持行的顺序不变，在列的方向上按列分块，每个块内为当前像素不同波段的像素值。

遵循以下规律：第一个像素第一波段第一行，第一个像素第二波段第一行，以此类推。

3、遥感传感器分辨率指标：1）辐射分辨率：传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。

在遥感图像中，图像的量化位数可以看做是辐射分辨率的近似表达。

2）光谱分辨率：传感器记录的电磁光谱中特定波长的范围和数量。

波长范围越窄，光谱分辨率越高；波段数越多，光谱分辨率越高。

3）空间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。

空间分辨率通常用像素大小、解像力或视场角来表示。

4）时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔称为时间分辨率。

4、遥感图像分类的基本工作流程：1）图像预处理：确定工作范围、多源图像的几何配准、噪声处理、辐射校正、几何静纠正、多图像融合2）选择分类方法3）特征选择和提取4）选择合适的分类参数进行分类5）分类后处理6）结果输出5、大气校正消除由大气散射引起的辐射误差的处理过程称为大气校正。

主要有三种方法：1）统计学方法，将野外实地光谱测试获得的无大气影响的辐射值与卫星传感器同步观测结果进行回归计算，确定校正值2）辐射传递方程计算法，测量大气参数，按理论公式求得大气干扰辐射量3）波段对比法，在特殊条件下，利用某些不受大气影响很小的波段校正其他波段。

6、图像重采样过程包括：像素位置变换和像素值变换。

像素位置变换是按选定的纠正方程把原始图像中的各个像素变换到输出图像相应的位置上去，变化方法分为直接成图法和间接成图法。

图像重采样方法：最邻近方法、双线性内插方法、三次卷积内插方法和双像素重采样法。

常用图像重采样方法有：最邻近方法、双线性内插方法和三次卷积内插方法。

最邻近方法最简单，计算速度快。

三次卷积方法采样中的误差约为双线性内插的1/3，产生的图像比较平滑，但工作量大，较费时。

1）最邻近重采样：在待纠正的图像中直接取距离（x,y）最近的像素值为重采样指。

7、几何校正过程8、图像平滑与锐化的联系与区别图像平滑：像在获取和传输的过程中，受传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）或者图像中出现亮度变化过大的区域，为了抑制噪声、改善图像质量或减少变化幅度，使亮度变化平缓所做的处理称为图像平滑。

图像锐化：为了突出图像中的地物边缘、轮廓或线性目标，可以采用锐化的方法。

图像锐化处理方法有：①梯度法。

②Roberts梯度。

③Prewitt和Sobel 梯度。

④Laplace算法。

⑤定向检测等方法。

联系与区别：图像锐化是增强边缘，，导致高频分量增强，使边缘突出。

图像平滑用于去噪，对图像高频分量即使边缘模糊。

都属于图像增强，改善图像效果。

9、什么是植被指数？常用的植被指数如何计算？答：根据地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征，提取植被类别或估算绿色生物量，通常把能够提取植被的算法称为植被指数（Vegetation Index，简称VI）。

常用的植被指数算法：①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。

②归一化植被指数（normalized vegetation index 即NDVI）NDVI=(IR-R)/(IR+R)③差值植被指数（difference vegetation index 即DVI）DVI＝IR-R④正交植被指数（perpendicular vegetation index 即PVI）PVI=1.6225(IR)-2.2978(R)+11.0656 (NOAA 的 AVHRR卫星资料)PVI=0.939(IR)-0.344(R)+0.09 (Landsat卫星资料)水体指数：归一化水体指数（NDWI)=(G-IR)/(G+IR)。