遥感原理与应用第四章作业Word文档下载推荐.docx

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成像板上排列24+2个玻璃纤维单元，每列6个纤维单元。

每个纤维单元瞬时视场为86微弧。

每个像元地面分辨率79x79m，扫描一次每个波段获6条扫描线，地面范围474x185km。

TM：

是MSS的改进，是一个高级的多光段扫描型的地球资源敏感仪。

HRV：

是一种线阵列推扫描仪，由于使用CCD元件做探测器，在瞬间能同时得到垂直航向的一天图像线，不需要用摆动的扫描镜，以推扫方式获得沿轨迹的连续图像条带。

SAR：

合成孔径雷达，用一个小天线做为单个辐射单元，沿直线不断移动，并不断发射信号，来提高雷达方位分辨率的一种技术。

INSAR：

利用SAR在平行轨道上对同一地区获取两幅（两幅以上）的单视复数影像来形成干涉，进而得到该地区的三维地表信息。

CCD：

称电荷耦合器件，是一种由硅等半导体材料制成的固体器件，受光或电激发产生的电荷靠电子或空穴运载，在固体内移动，达到一路时序输出信号。

真实孔径侧视雷达：

天线装在飞机侧面，发射机向侧向面内发射一束脉冲，被地物反射后，由天线接收，回波信号经电子处理器处理后形成的图象线被记录。

全景畸变：

全景摄影机的像距不变，物距随扫描角增大而增大，由此所产生影像由中心到两边比例尺逐渐缩小的畸变。

合成孔径侧视雷达：

是一个小天线作为单个辐射单元，将此单元沿一直线不断移动，在移动中选择若干个位置，在每个位置上发生一个信号，接收相应发生位置的回波信号储存记录下来。

距离分辨率：

脉冲发射的方向上，能分辨两个目标的最小距离。

方位分辨率：

雷达飞行方向上，能分辨两个目标的最小距离。

斜距投影：

侧试雷达图像在垂直方向的像点位置是靠飞机的目标的斜距来确定。

多中心投影：

用以表示具有多个投影中心的遥感图像的几何特性的一种投影方式。

二、问答题

1、目前遥感中使用的传感器可分为哪几种？

答：

1、摄影类型传感器2、扫描成像类型传感器3、雷达成像类型传感器4、非图像类型传感器；

遥感传感器包括：

1、收集器2、探测器3、处理器4、输出器。

2.实现扫描线衔接应满足的条件是什么？

Wt=β*H要满足摄影飞机飞行速度与摄影高度的比值不变。

3.叙述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.物面扫描的成像仪为何会产生全景畸变？

当观测视线倾斜时，地面分辨率随扫描角发生变化，而使扫描影像产生畸变。

5.SPOT卫星上的HRV推扫式扫描仪、TM专题制图仪、MSS多光谱扫描仪有何不同？

HRV推扫式扫描仪是对像面扫描成像，TM是多光谱扫描仪对物面扫描成像。

TM是MSS的改进，扫描行垂直于飞行轨道，往返方向都对地面扫描，具有更高的空间分辨率，更高的频谱选择性，更好的几何真度，更高的辐射准确度和分辨率。

6.侧视雷达影像的分辨力、比例尺、投影性质和投影差与中心投影航空或航天像片影像有何不同？

答：

侧视雷达影像的分辨率包括距离分辨率和方位分辨率两种。

前者与距离无关，若要提高距离分辨率，需减少脉冲宽度，但这样使作用距离减小。

目前一般采用脉冲压缩技术来提高距离分辨率。

要提高方位分辨率，需采用波长较短的电磁波，加大天线孔径和缩短观测距离，这几项措施无论在飞机上还是卫星上使用都受到限制。

目前是利用合成孔径侧视雷达来提高侧视雷达的方位分辨率。

侧视雷达在垂直飞行方向上的比例尺由小变大，而中心投影的比例尺与飞机的航高和倾角有关；

侧视雷达图像在垂直于飞行方向的像点位置是以飞机的目标的斜距来确定，所用的是斜距投影；

侧视雷达图像中高差产生的投影差与中心投影影像投影差位移的方向相反，位移量也不同。

三、能力训练题

1、搜索网站资源，至少选择5种高分辨率测绘卫星或者资源卫星，针对这些卫星的典型应用或者主要特点，下载多种样例影像，并利用数字图像处理软件，裁剪样本影像，并针对这些样例影像的图像特征和主要应用，进行分析比较。

要求提交电子文档，并发送给助教。

1.QuickBird卫星

特点及应用：

QucikBird最高分辨率可达到0.61m,可用于制作1：

2000比例尺的地形图。

QucikBird卫星提供全色，多光谱数据，三波段融合彩色数据，全色及多光谱捆绑数据，四波段融合彩色数据。

QuickBird高分辨率的图像特点为测绘制图提供了史无前例的从国家到城市的准确有效生产地图的机会。

其样品影像如下：

（0.6m多光谱样品图）

（Quickbird全色波段样品图）

2.WorldView-2卫星

更灵活的运转，更高容量，更快回访，更精确的拍摄多波段，高清晰影像，新的彩色波段分析。

最为全球仅有的8波段商业卫星，其制作影像地图的细节更加清晰。

可广泛应用与大比例尺测图。

其样品图像如下：

（0.5m多光谱样品图）

（0.5m全色波段）

3.IKONOS卫星

IKONOS是可采集1米分辨率全色和4米分辨率多光谱影像的商业卫星，同时全色和多光谱影像可融合成1米分辨率的彩色影像。

时至今日IKONOS已采集超过2.5亿平方公里涉及每个大洲的影像，许多影像被中央和地方政府广泛用于国家防御，军队制图，海空运输等领域。

从681千米高度的轨道上，IKONOS的重访周期为3天，并且可从卫星直接向全球12地面站地传输数据。

IKONOS卫星的成功发射不仅实现了提供高清晰度且分辨率达1米的卫星影像，而且开拓了一个新的更快捷,

更经济获得最新基础地理信息的途径，更是创立了崭新的商业化卫星影像的标准。

其样品图像为：

（1m多光谱图像）

（Ikonos全色波段影像）

4.GeoEye-1卫星

真正的半米卫星，全色分辨率达到0.41m,多光谱分辨率1.65m,

定位精度达到3m,有大规模测图能力，重访周期短，制图精度高，最大成图比例达到1：

2000.

（Geoeye-1多种图像及其对比）

5.Alos卫星

Alos卫星是日本发射的对地观测卫星，有三个星载传感器，全色遥感立体测绘仪（PRISM），主要用于数字高程测绘；

先进的可见光与近红外辐射计-2（AVNIR-2）,用于精确陆地观测；

相控阵型L波段合成孔径雷达（PALSAR），用于全天候对地观测。

（2.5m多光谱样品影像）

（2.5m全色影像样品）

对比与分析：

根据所选的卫星及影像特点来看，很明显全色波段的影像在细节方面较多光谱影像更为突出。

多光谱影像的颜色表达更为直观。

从图像的分辨率来看，上述几颗卫星都具有相当高的分辨率，但从图像的细致程度来看，Geoeye的0.41m分辨率显然最为突出，而Worldview的8波段多光谱图像在色彩融合方面最有优势。

第四章：

一、名词解释

光学影像：

一种以胶片或者其他的光学成像载体的形式记录的影像。

数字影像：

以数字形式记录的影像。

空间域图像：

用空间坐标xy的函数表示的形式。

有光学影像和数字影像。

频率域图像：

以频率域坐标表示的影像形式。

图像采样：

图像空间坐标（x，y）的数字化。

灰度量化：

幅度（光密度）数字化。

ERDAS：

美国ERDAS公司开发的一种遥感图像处理系统。

BSQ：

按波段记载数据文件，每个文件记载某一个波段图像数据的一种遥感数据格式。

BIL：

一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式。

二、问答题

1、叙述光学影像与数字影像的关系和不同点。

1）联系：

他们都是以空间域为表现形式的影像；

2）光学影像:

可以看成是一个二维的连续光密度通过率函数，相片上的密度随xy变化而变化，是一条连续的曲线，密度函数非负且有限。

而数字影像是一个二维的离散光密度函数，数字影像处理要比光学影像简捷快速，而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，成本低，具有普遍性。

2、怎样才能将光学影像变成数字影像?

把一个连续的光密度函数变成一个离散的光密度函数，经过图像数字化，图像采样，灰度级量化过程处理。

3、叙述空间域图像与频率域图像的关系和不同点。

空间域图像以空间坐标（x，y）的函数，频率域是频率坐标Vx，Vy的函数，用F（Vx，Vy）表示。

4、如何实现空间域图像与频率域图像间的相互转换？

采用傅里叶变换和逆变换。

图像从空间域变为频率域是采用傅立叶变换，反之采用逆变换。

5、你所知道的遥感图像的存贮格式有哪些？

BSQ,BIL,TIFF,BMP。

6、遥感图像处理软件应具备哪些基本功能？

图像文件管理、图像处理、图像校正、多影像处理、图像信息获取、图像分类、遥感专题图的制作。

三、能力训练题

1、查阅资料或搜索网站资源，调查分析国内外主要的遥感图像处理软件。

现以制作武汉大学影像地图为需求，在充分分析利用遥感影像制作正射影像地图技术需求的基础上，请编写购买遥感图像处理软件的论证报告。

随着遥感技术的发展，目前市场上遥感软件琳琅满目。

国内软件首当其冲就是CASMIMAGEINFO和泰坦遥感图像处理软件（TitanImage），以Titan为例，它是在充分吸收了国内外优秀遥感软件优点的基础上，由北京东方泰坦科技股份有限公司研发的完全自主知识产权的新一代优秀的国产遥感图像处理软件平台。

主要特点：

1、强大的数据支持能力2、丰富高效的遥感图像处理功能3、方便友好的操作方式4、强大的GIS功能5、丰富的二次开发函数库6、紧密的更新升级机制。

其主要的板块有：

1.影像处理工具箱模块，涵盖了常规影像处理功能，包括：

大气校正、影像增强、影像滤波、影像变换、影像分类、影像融合、投影设置与变换、常用影像操作和其他影像处理等功能，是一个强大的影像数据处理模块。

2.无人机数据处理，以无人机所获取影像为主要数据源，提供从相机畸变校正、空中三角测量到镶嵌成果生成的一整套解决方案，适合常规模式下的标准产品生产和应急模式下的快速影像处理。

3.雷达处理系统，根据雷达影像的传感器特征和雷达影像自身特点，设计了专门的雷达影像处理模块，用于雷达影像分析和处理操作，模块主要包括雷达数据的读取、入射角计算、纹理分析、坐标转换、模拟SAR影像、雷达影像的几何校正及多种雷达影像处理算法。

4.高光谱数据处理，将野外光谱数据分析技术与遥感数据的提取技术有机地统一起来，既能处理遥感图像数据又能分析野外实测光谱数据，可更精准地提取高光谱遥感图像数据中的各种信息。

软件主要侧重于典型地物（岩石（矿物）、土壤与植被）的野外光谱数据分析，通过数据的光谱曲线特征、傅里叶波形、二维散点图，波形参数与曲线特征的关系等研究不同地物的可识别特征。

5.泰坦影像分类模块，主要采用的是面向对象分类技术，图像分析的基本处理单元不是单个像素，而是影像分割后提取的影像对象。

相对于单个像素，均质的影像对象提供的除光谱特征外，还有形状、纹理等特征信息。

利用这些信息，可使地物目标分类识别更加详细、准确。

6.泰坦三维可视化处理，能把海量影像数据、地形数据、矢量数据、道路、植被、地物模型和动态模型等叠加到数字地球上，从而在数字地球上实现浏览，查看三维虚拟景观的功能。

7.流程化定制模块，提供一个工作流处理的定制工具，提供了遥感图像常用操作和处理算法，用户只需根据数据处理的要求，很方便地定制所需的数据处理流程，系统即可根据用户的要求自动、批量地处理图像数据。

用户也可以根据数据处理要求的变化而相应地更改数据处理流程。

国外的软件包括：

ERDAS，ENVI，PCI，像素工厂,ERMAPPER等等，书本上以对ERDAS，ENVI，PCI进行了介绍，在此不再赘述。

仅以ERMAPPER为例，它主要的特点：

1.独特的软件设计思想，算法概念贯穿整个图像处理过程，更适用于大型工程的图像处理作业.2.遥感、GIS、数据库全面集成3.数据高比例压缩算法的应用，最大幅度的节约用户硬件投资4.全模块设计，满足用户各方面需求5.完美良好的用户界面，易于使用的操作向导。

6.方便创新的用户开发环境。

主要功能有：

小波压缩技术，图像拼接、匀色功能，地理配准，坐标、投影变换，批处理，三维显示，空间增强及滤波，图像分析，分类技术，栅格化及等高线的生成，专题制图等。

利用遥感影像制作正射影像地图技术：

为了制作满足需要的数字正射影像图，必须分别对两部分数据进行正射纠正和配准，再进行分辨率融合，形成高分辨率空间信息和多光谱彩色信息的融合影像数据。

所以所选取的软件必须包含以下几个功能：

1.全色波段卫星影像正射纠正2.多光谱影像数据配准3.影像分辨率融合4.影像增强与调色5.数字正射影像制图