遥感原理与应用(专升本)2016年秋季考试
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解题思路：
4. 航空遥感是很常见的遥感形式，与地面观测相比，有哪些优点。(10分)
参考答案：航空遥感是很常见的遥感形式，与地面观测相比，有以下优点：
1）可以居高临下地观察
航空遥感可以提供大面积鸟瞰图，可使我们看到空间脉络的地面特征。而通过地面观察得到这样 的图是非常困难的。此外，它能将地面观察到的各种特征同时记录在一张图上，不同专业的人可 以从同一张图上提取自己感兴趣的信息。
解题思路：
7. 比较监督分类与非监督分类的优缺点。(10分)
参考答案：相比于非监督分类，监督分类的优点在于：①它不需要迭代计算，因而电脑的计算量 相对较小，速度较快；②由于其训练样本是人工选取的，类特征受到分析者先验知识的限制，因 而分类精度一般较高。监督分类的缺点在于：训练区的选取任务繁重且需要技巧，并要求分析者 具有对目标区域的地理及遥感的先验知识。 与监督分类相比，非监督分类的优势在于：①不需要人工的选择训练区，操作更为简便； ②不需要分析者具备相关的先验知识；③其数据的内在结构由算法决定，而不受外界知识的约束 。非监督分类的缺点则体现在：①分类结果的精度依赖于所提供或生产的初始分割参数，一般低 于监督分类的精度；②没有考虑空间关联信息，因此也对噪声更加敏感。
的紫外摄影。
4）可以提高空间分辨率和几何保真
对航空摄影而言，如果对摄影机、胶片和飞行参数选用得当，在航空像片上可以得到更多的空间
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细节。如果有合适的地面参照数据，从航片上海可以获取地物精确地位置、距离、方位、高度、 体积和坡度等量测数据。 解题思路：
5. 写出监督分类中训练数据选择的步骤。(10分) 参考答案：（1）收集信息，包括分类地区的地图和航片等。 （2）进行野外调查获取研究区域的第一手信息。 （3）设计野外调查路线和内容。 （4）分类数字影像预分析。 （5）找出潜在的训练样区。 （6）定位和绘制训练样区。 （7）检查每个训练样区的各波段频率直方图。 （8）调整和去除双峰频率分布。 （9）合并训练数据信息并用于分类程序，进行计算机监督分类过程。
正和配准。
3） 植被指数构建。如NDVI植被指数。 4） 不同时相数据差值进行变化检测。 （答题要点：不同时相数据6分、数据预处理6分、正确构建植被指数6分、变化检测6分，如有
其它合理的答案可酌情加分） 解题思路：
第3/3页
由于NDVI可以消除大部分与仪器定标、太阳角、地形、云阴影和大气条件相关辐照度的变化的
影像，增强了对植被的响应能力，是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子。 垂直植被指数
PVI的显著特点是较好地滤除了土壤背景的影响，且对大气效应的敏感程度也小于其他植被
指数，所以被广泛应用于大面积农作物估产研究。 土壤调整植被指数
3）条带噪音消除（4分）
随着航天遥感技术的不断发展，对传感器的观测频率、扫描范围和空间分辨率的需求也越来越高
。为了满足这一需求，目前卫星平台上的多数传感器采用多个探测器并列扫描的方式或CCD线
阵推扫方式。如果各个探测器的响应存在一定的差异，所获得的图像就会沿探测器阵列方向的
条带。TM、MODIS为横向条带，CCD推扫图像为纵向条带。
几何畸变常常来源于传感器平台的纬度、高度、速度的变化，并受到诸如全景畸变、地球曲率、
大气反射、地形的高低以及传感器的IFOV在扫描过程中所具有的非线性特征等多种因素的影响
。几何校正的目的就是纠正这些因素的畸变，以使校正后的图像具有最大的几何精度。 在几何校正中，经常采用最近邻法、双线性内插法或三次卷积法对图像重采样来实现几何校正。
为了得到无几何失真的图像，在雷达显示器的扫描电路中增加延时电路补偿，或在光学处理中加 几何校正，可以逐行校正得到地距图像。不过这只是对平地图像的处理，如果遇到山地，即是地
距显示也无法保证图像无几何形变。
2） 雷达图像的透视收缩、阴影和叠掩 （7分）
雷达是按时间序列记录回波信号，入射角与地面坡角的不同组合，会出现不同程度的透视收缩 现象。即在有地形起伏时，面向雷达一侧的斜坡在图像上被压缩，而另一侧则被延长。
解题思路：
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9. 当我们获取到一张遥感图像后，首先要对遥感图像进行预处理，校正在图像数据获取过程中
所出现的图像畸变并恢复图像质量。
遥感图像的预处理有哪几个步骤，请详细描述其原理并介绍主要方法。(12分)
参考答案：图像校正和恢复主要包括图像的几何校正、辐射校正和噪声消除。
1）几何校正（4分）
解题思路：
6. 雷达图像的几何畸变有哪些？并简单介绍之。(10分)
参考答案：近距离压缩、透视压缩、阴影、叠掩 近距离压缩：相同的地距，近距的斜距小于远距的斜距。斜距显示的图像上产生近距离压缩
。 透视压缩：在雷达图像上指在面朝雷达波束的一面出现的视界中地物被压缩的现象。
阴影：电磁波为直线传播，当雷达波束受山峰等高大目标阻挡时，这些目标的背面就接收不 到微波，因此，也就不会有雷达回波，结果在图像的相应位置上出现暗区，即为雷达阴影。 叠掩：顶部先成像，并向近射程方向位移。这种雷达回波的超前现象，便形成了雷达图像的顶底 位移，即叠掩现象。
年级 考试时间
土壤调整植被指数减少了土壤和植被冠层背景的双层干扰。
解题思路：
2. 线性阵列的推扫式扫描方式较挥帚式扫描方式具有哪些优点。(8分)
参考答案：线性阵列的推扫式扫描方式较挥帚式扫描方式具有以下优点： ①线性阵列系统可以为每个探测器提供较长的停留时间，一遍更充分地测量每个地面分辨单元的 能量。因此，它能够有更强的记录信号和更大的感应范围，增加了相对信噪比，从而得到更高的 空间分辨率和辐射分辨率。 ②记录每行数据的探测元件间有固定关系，且它消除了因扫描过程中扫描镜速度变化所引起的几 何误差，具有更大的稳定性。因此，线性阵列系统的几何完整性更好、几何精度更高。
雷达是一个测距系统，发射雷达脉冲的曲率使近目标（即髙目标的顶部）回波先到达，远目标（ 即髙目标的底部）回波后到达。因而顶部先成像，并向近射程方向位移。这种雷达回波的超前
现象，便形成了雷达图像的顶底位移，即叠掩现象。 电磁波为直线传播，当雷达波束受山峰等高大目标阻挡时，这些目标的背面就接收不到微波，
因此，也就不会有雷达回波，结果在图像的相应位置上出现暗区，此即为雷达阴影。（8分）
解题思路：
8. 雷达图像具有哪些几何畸变特征，对其分别描述。(12分) 参考答案：1）斜距显示的近距离压缩（5分）
雷达图像中沿着距离向的比例尺就复杂了，因为雷达图像在距离向上有两种显示方式。近距的斜 距小于远距的斜距，这就是斜距显示的图像上近距离压缩的原因，这种压缩会造成图像几何畸变 ，是正方形的几何体目标成为菱形。
在光谱响应比较均匀的水体、雪、沙漠等地面目标上，条带现象尤为严重，这不仅严重地影响了 遥感图像质量和可视性，而且给遥感资料的定标处理造成了极大困难，因此在对数据进行定量分 析应用之前，必须消除这种影响。 目前，消除条带噪音常用的方法有：矩匹配法、直方图匹配法和均匀区法等。（答到正确的方法 ， 解题思路：
③CCD是固态微电子装置，一般它们体积小、重量轻、能耗低。
④没有挥帚式扫描的机械运动部件，线性系统稳定性更好，且结构的可靠性高，使用寿命更长。
解题思路：
3. 写出雷达的应用（4个及4个以上）(8分) 参考答案：1）在地质中，用来探测地质构造和岩性 2）在水文中，可以流域测绘，洪水测绘，水面范围测绘，测定土壤湿度，雪水当量等。 3）在农业中，可以用来进行旱情监测，作物含水量监测，生长和收获进程监测等。 4）在林业中，可以用来进行采伐作业监测，火灾监测，生物量估测，树木年龄估测等 5）在测绘与制图中，可以用来进行云区地貌测绘，土地利用测绘，城市扩展监测等。
[2016年秋季]
姓名 学号 学习中心 专业
遥感原理与应用(专升本)2016年秋季考试
总分： 100 分 得分： 0 分
Biblioteka Baidu一、问答题
1. 写出四种以上植被指数模型，并简单介绍。(8分) 参考答案：比值植被指数 RVI比用单波段信息检测植被更为稳定，因为RVI强化了植被在近红
外和红外波段反射率的差异。被广泛用于估算和检测绿色植物生物量。 归一化差值植被指数
（答到正确的方法，4分） 2）辐射校正（4分）
影响系统测得的辐射率的因素包括地面照明条件、大气条件、传感器拍摄的几何特征、传感器的 响应特性等。 在大多数应用中，通常需要进行太阳高度角校正、日地距离校正和大气纠正。 太阳高度角校正是用于标准化地球和太阳间的相对位置的季节变化；日地距离校正则是用于标准 化地球和太阳间的距离的季节变化。通过太阳高度角校正和日地距离校正，将不同太阳高度角照 射条件下、不同日地距离的图像数据的像元亮度值，标准化到假设太阳在天顶时的像元亮度值。 大气效果同样影响了太阳光照的变化，一方面，大气削弱了照射在地表物体上的能量；另一方面 ，大气本身作为一个反射体，增加了散射量，从而增大了传感器探测到的、与地物特征无关的 辐射。
10. 草地畜牧业是我国西部地区的重要经济产业，一直以来政府和科研人员致力于通过示范区探
索和推广天然草场围封改良、补播改良、优质人工草地建植等措施来提高草场利用率和维持草地 生态系统的可持续发展。传统的不同草场长势对比分析需要进行实地详细调查，采取牧草刈割等
手段获取鲜重或干重分析。随着空间信息技术(遥感、GIS、GPS)的发展，3S技术应用于大、中 尺度的草场监测、分析和研究,近年来不断取得进展。 请选择合适的植被指数，利用遥感手段为草场提供一个草地覆盖监测方案。(12分) 参考答案：1） 不同时相的遥感数据采集。可以使用TM数据等。 2） 数据预处理。如果数据未经过辐射校正需要进行辐射校正，并选择地面控制点进行几何精校
2）可以动态记录现象
航空遥感可以通过连续记录将动态现象用图像的形式记录下来。这个特点被广泛地用于洪水、 交通、滥油和森林火灾等动态现象的监测。
3）扩大了光谱感应范围
和肉眼相比，航空遥感通过特殊的胶片或雷达等其他传感器，可以记录更大波段范围地信息。如
红外感光胶片感光范围为0.3~0.9 ；经加石英透镜改善影像质量后可得到感光范围为0.3~0.4
4. 航空遥感是很常见的遥感形式，与地面观测相比，有哪些优点。(10分)
参考答案：航空遥感是很常见的遥感形式，与地面观测相比，有以下优点：
1）可以居高临下地观察
航空遥感可以提供大面积鸟瞰图，可使我们看到空间脉络的地面特征。而通过地面观察得到这样 的图是非常困难的。此外，它能将地面观察到的各种特征同时记录在一张图上，不同专业的人可 以从同一张图上提取自己感兴趣的信息。
解题思路：
7. 比较监督分类与非监督分类的优缺点。(10分)
参考答案：相比于非监督分类，监督分类的优点在于：①它不需要迭代计算，因而电脑的计算量 相对较小，速度较快；②由于其训练样本是人工选取的，类特征受到分析者先验知识的限制，因 而分类精度一般较高。监督分类的缺点在于：训练区的选取任务繁重且需要技巧，并要求分析者 具有对目标区域的地理及遥感的先验知识。 与监督分类相比，非监督分类的优势在于：①不需要人工的选择训练区，操作更为简便； ②不需要分析者具备相关的先验知识；③其数据的内在结构由算法决定，而不受外界知识的约束 。非监督分类的缺点则体现在：①分类结果的精度依赖于所提供或生产的初始分割参数，一般低 于监督分类的精度；②没有考虑空间关联信息，因此也对噪声更加敏感。
的紫外摄影。
4）可以提高空间分辨率和几何保真
对航空摄影而言，如果对摄影机、胶片和飞行参数选用得当，在航空像片上可以得到更多的空间
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细节。如果有合适的地面参照数据，从航片上海可以获取地物精确地位置、距离、方位、高度、 体积和坡度等量测数据。 解题思路：
5. 写出监督分类中训练数据选择的步骤。(10分) 参考答案：（1）收集信息，包括分类地区的地图和航片等。 （2）进行野外调查获取研究区域的第一手信息。 （3）设计野外调查路线和内容。 （4）分类数字影像预分析。 （5）找出潜在的训练样区。 （6）定位和绘制训练样区。 （7）检查每个训练样区的各波段频率直方图。 （8）调整和去除双峰频率分布。 （9）合并训练数据信息并用于分类程序，进行计算机监督分类过程。
正和配准。
3） 植被指数构建。如NDVI植被指数。 4） 不同时相数据差值进行变化检测。 （答题要点：不同时相数据6分、数据预处理6分、正确构建植被指数6分、变化检测6分，如有
其它合理的答案可酌情加分） 解题思路：
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由于NDVI可以消除大部分与仪器定标、太阳角、地形、云阴影和大气条件相关辐照度的变化的
影像，增强了对植被的响应能力，是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子。 垂直植被指数
PVI的显著特点是较好地滤除了土壤背景的影响，且对大气效应的敏感程度也小于其他植被
指数，所以被广泛应用于大面积农作物估产研究。 土壤调整植被指数
3）条带噪音消除（4分）
随着航天遥感技术的不断发展，对传感器的观测频率、扫描范围和空间分辨率的需求也越来越高
。为了满足这一需求，目前卫星平台上的多数传感器采用多个探测器并列扫描的方式或CCD线
阵推扫方式。如果各个探测器的响应存在一定的差异，所获得的图像就会沿探测器阵列方向的
条带。TM、MODIS为横向条带，CCD推扫图像为纵向条带。
几何畸变常常来源于传感器平台的纬度、高度、速度的变化，并受到诸如全景畸变、地球曲率、
大气反射、地形的高低以及传感器的IFOV在扫描过程中所具有的非线性特征等多种因素的影响
。几何校正的目的就是纠正这些因素的畸变，以使校正后的图像具有最大的几何精度。 在几何校正中，经常采用最近邻法、双线性内插法或三次卷积法对图像重采样来实现几何校正。
为了得到无几何失真的图像，在雷达显示器的扫描电路中增加延时电路补偿，或在光学处理中加 几何校正，可以逐行校正得到地距图像。不过这只是对平地图像的处理，如果遇到山地，即是地
距显示也无法保证图像无几何形变。
2） 雷达图像的透视收缩、阴影和叠掩 （7分）
雷达是按时间序列记录回波信号，入射角与地面坡角的不同组合，会出现不同程度的透视收缩 现象。即在有地形起伏时，面向雷达一侧的斜坡在图像上被压缩，而另一侧则被延长。
解题思路：
第2/3页
9. 当我们获取到一张遥感图像后，首先要对遥感图像进行预处理，校正在图像数据获取过程中
所出现的图像畸变并恢复图像质量。
遥感图像的预处理有哪几个步骤，请详细描述其原理并介绍主要方法。(12分)
参考答案：图像校正和恢复主要包括图像的几何校正、辐射校正和噪声消除。
1）几何校正（4分）
解题思路：
6. 雷达图像的几何畸变有哪些？并简单介绍之。(10分)
参考答案：近距离压缩、透视压缩、阴影、叠掩 近距离压缩：相同的地距，近距的斜距小于远距的斜距。斜距显示的图像上产生近距离压缩
。 透视压缩：在雷达图像上指在面朝雷达波束的一面出现的视界中地物被压缩的现象。
阴影：电磁波为直线传播，当雷达波束受山峰等高大目标阻挡时，这些目标的背面就接收不 到微波，因此，也就不会有雷达回波，结果在图像的相应位置上出现暗区，即为雷达阴影。 叠掩：顶部先成像，并向近射程方向位移。这种雷达回波的超前现象，便形成了雷达图像的顶底 位移，即叠掩现象。
年级 考试时间
土壤调整植被指数减少了土壤和植被冠层背景的双层干扰。
解题思路：
2. 线性阵列的推扫式扫描方式较挥帚式扫描方式具有哪些优点。(8分)
参考答案：线性阵列的推扫式扫描方式较挥帚式扫描方式具有以下优点： ①线性阵列系统可以为每个探测器提供较长的停留时间，一遍更充分地测量每个地面分辨单元的 能量。因此，它能够有更强的记录信号和更大的感应范围，增加了相对信噪比，从而得到更高的 空间分辨率和辐射分辨率。 ②记录每行数据的探测元件间有固定关系，且它消除了因扫描过程中扫描镜速度变化所引起的几 何误差，具有更大的稳定性。因此，线性阵列系统的几何完整性更好、几何精度更高。
雷达是一个测距系统，发射雷达脉冲的曲率使近目标（即髙目标的顶部）回波先到达，远目标（ 即髙目标的底部）回波后到达。因而顶部先成像，并向近射程方向位移。这种雷达回波的超前
现象，便形成了雷达图像的顶底位移，即叠掩现象。 电磁波为直线传播，当雷达波束受山峰等高大目标阻挡时，这些目标的背面就接收不到微波，
因此，也就不会有雷达回波，结果在图像的相应位置上出现暗区，此即为雷达阴影。（8分）
解题思路：
8. 雷达图像具有哪些几何畸变特征，对其分别描述。(12分) 参考答案：1）斜距显示的近距离压缩（5分）
雷达图像中沿着距离向的比例尺就复杂了，因为雷达图像在距离向上有两种显示方式。近距的斜 距小于远距的斜距，这就是斜距显示的图像上近距离压缩的原因，这种压缩会造成图像几何畸变 ，是正方形的几何体目标成为菱形。
在光谱响应比较均匀的水体、雪、沙漠等地面目标上，条带现象尤为严重，这不仅严重地影响了 遥感图像质量和可视性，而且给遥感资料的定标处理造成了极大困难，因此在对数据进行定量分 析应用之前，必须消除这种影响。 目前，消除条带噪音常用的方法有：矩匹配法、直方图匹配法和均匀区法等。（答到正确的方法 ， 解题思路：
③CCD是固态微电子装置，一般它们体积小、重量轻、能耗低。
④没有挥帚式扫描的机械运动部件，线性系统稳定性更好，且结构的可靠性高，使用寿命更长。
解题思路：
3. 写出雷达的应用（4个及4个以上）(8分) 参考答案：1）在地质中，用来探测地质构造和岩性 2）在水文中，可以流域测绘，洪水测绘，水面范围测绘，测定土壤湿度，雪水当量等。 3）在农业中，可以用来进行旱情监测，作物含水量监测，生长和收获进程监测等。 4）在林业中，可以用来进行采伐作业监测，火灾监测，生物量估测，树木年龄估测等 5）在测绘与制图中，可以用来进行云区地貌测绘，土地利用测绘，城市扩展监测等。
[2016年秋季]
姓名 学号 学习中心 专业
遥感原理与应用(专升本)2016年秋季考试
总分： 100 分 得分： 0 分
Biblioteka Baidu一、问答题
1. 写出四种以上植被指数模型，并简单介绍。(8分) 参考答案：比值植被指数 RVI比用单波段信息检测植被更为稳定，因为RVI强化了植被在近红
外和红外波段反射率的差异。被广泛用于估算和检测绿色植物生物量。 归一化差值植被指数
（答到正确的方法，4分） 2）辐射校正（4分）
影响系统测得的辐射率的因素包括地面照明条件、大气条件、传感器拍摄的几何特征、传感器的 响应特性等。 在大多数应用中，通常需要进行太阳高度角校正、日地距离校正和大气纠正。 太阳高度角校正是用于标准化地球和太阳间的相对位置的季节变化；日地距离校正则是用于标准 化地球和太阳间的距离的季节变化。通过太阳高度角校正和日地距离校正，将不同太阳高度角照 射条件下、不同日地距离的图像数据的像元亮度值，标准化到假设太阳在天顶时的像元亮度值。 大气效果同样影响了太阳光照的变化，一方面，大气削弱了照射在地表物体上的能量；另一方面 ，大气本身作为一个反射体，增加了散射量，从而增大了传感器探测到的、与地物特征无关的 辐射。
10. 草地畜牧业是我国西部地区的重要经济产业，一直以来政府和科研人员致力于通过示范区探
索和推广天然草场围封改良、补播改良、优质人工草地建植等措施来提高草场利用率和维持草地 生态系统的可持续发展。传统的不同草场长势对比分析需要进行实地详细调查，采取牧草刈割等
手段获取鲜重或干重分析。随着空间信息技术(遥感、GIS、GPS)的发展，3S技术应用于大、中 尺度的草场监测、分析和研究,近年来不断取得进展。 请选择合适的植被指数，利用遥感手段为草场提供一个草地覆盖监测方案。(12分) 参考答案：1） 不同时相的遥感数据采集。可以使用TM数据等。 2） 数据预处理。如果数据未经过辐射校正需要进行辐射校正，并选择地面控制点进行几何精校
2）可以动态记录现象
航空遥感可以通过连续记录将动态现象用图像的形式记录下来。这个特点被广泛地用于洪水、 交通、滥油和森林火灾等动态现象的监测。
3）扩大了光谱感应范围
和肉眼相比，航空遥感通过特殊的胶片或雷达等其他传感器，可以记录更大波段范围地信息。如
红外感光胶片感光范围为0.3~0.9 ；经加石英透镜改善影像质量后可得到感光范围为0.3~0.4