遥感与数字图像处理基础知识
一、名词解释：
数字影像：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、以离散数学原理表达的图像。
空间域图像：由图像像元组成的空间
频率域图像：以空间频率（即波数）为自变量描述图像的特征 图像采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样 灰度量化：将像素灰度值转换为整数灰度级的过程
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
二、填空题：
1、光学图像是一个 _____二维的连续的光密度______ 函数。 2、数字图像是一个 _____二维的离散的光密度______ 函数。
3、光学图像转换成数字影像的过程包括 ________采样和量化_______ 等步骤。
4、一般来说，采样间距越大，图像数据量___越少_____，质量_____越差_____；反之亦然。 5、遥感分类中按遥感平台可分为＿＿航天遥感＿＿、＿＿航空遥感＿＿和＿＿地面遥感＿＿。按传感器的探测波段可分为：＿＿可见光遥感＿＿＿、＿＿红外遥感＿＿＿和＿＿微波遥感＿＿。按工作方式可分为：＿＿主动遥感＿＿＿和＿＿被动遥感＿＿。
6、遥感机理是通过利用＿＿传感器＿＿主动或被动地接受地面目标＿＿太阳辐射的反射＿＿或＿＿自身反射＿＿的＿＿电磁波＿＿，通过＿＿非接触传感器＿＿所传递的信息来识别目标，从而达到＿＿遥测目标地物的几何与物理特性＿＿的目的。 7、黑体的性质是吸收率为＿1＿＿，反射率为＿0＿＿。
8、水体的反射主要集中在＿＿蓝绿＿＿波段，其它波段吸收都很强，近红外吸收更强。 9、常见的遥感平台有＿＿地面平台＿＿、＿＿航天平台＿＿、＿＿航空平台＿＿、＿＿＿＿＿和＿＿宇航平台＿＿等。
10、通常把电磁波通过大气层时较少被反射、吸收或散射的，通过率较高的波段称为＿大气窗口＿＿。
11、ETM的全称是＿＿（Enhanced Thematic Mapper）增强型专题制图仪＿＿。
12、数字图像处理的主要内容有＿＿图像增强＿＿、＿＿图像校正＿＿、＿＿信息提取＿＿等。
13、电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，便构成了电磁波谱，电磁波谱以频率从高到低排列，可以划分为 射线、X射线、＿＿紫外线＿＿＿＿、＿＿可见光＿＿＿＿、＿＿＿红外线＿＿＿、＿＿＿微波＿＿＿、无线电波。
三、不定项选择题：(单项或多项选择) 1、数字图像的________。
①空间坐标是离散的，灰度是连续的 ②灰度是离散的，空间坐标是连续的 ③两者都是连续的 ④两者都是离散的 2、采样是对图像________。
①取地类的样本 ②空间坐标离散化 ③灰度离散化 3、量化是对图像________。
①空间坐标离散化 ②灰度离散化 ③以上两者。 4、图像数字化时最佳采样间隔的大小________。
①任意确定 ②取决于图像频谱的截止频率 ③依据成图比例尺而定。 5、图像灰度量化用6比特编码时，量化等级为________。 ①32个 ②64个 ③128个 ④256个 6、BSQ是数字图像的________。
①连续记录格式 ②行、波段交叉记录格式 ③像元、波段交叉记录格式。 7、数字图像的优点包括________。
①便于计算机处理与分析 ②不会因为保存、运输而造成图像信息的损失 ③空间坐标和灰度是连续的 8、绝对黑体的＿＿＿。
①反射率等于1 ②反射率等于0 ③吸收率等于1 ④吸收率等于0 9、大气窗口是指＿＿＿。
①没有云的天空区域 ②电磁波能穿过大气层的局部天空区域 ③电磁波能穿过大气的电磁波谱段 ④没有障碍物阻挡的天空区域。 10、TM专题制图仪有＿＿＿。
①4个波段 ②6个波段 ③7个波段 ④9个波段
四、问答题：
1、怎样才能将光学影像变成数字影像？
具体来说，就是把一幅将模拟图像经过采样和量化，以二维的数字阵列记录其能量分布，即为数字图像
2、模数变换的两个过程：采样和量化，分别是什么含义？
3、什么是空间分辨率、光谱分辨率、时间分辨率？
空间分辨率：是遥感图像上能详细区分的最小单元的尺寸或大小
光谱分辨率：是传感器记录的电磁光谱中特定波长的范围和数量
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
辐射校正
一、名词解释：
1、辐射误差：传感器所得到的目标测量值与目标的光谱反射率或光谱亮度等物理量之间的差值称为辐射误差
2、辐射校正：消除图像数据中依附在辐亮度中的各种失真的过程称为辐射校正 二、问答题：
1、辐射误差产生的主要原因是什么?
①传感器本身的性能引起的辐射误差 ②大气的散射和吸收引起的辐射误差
③地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差
2、因大气辐射引起的辐射误差，其相应的校正方法有哪些?
①基于辐射传输方程的大气校正
②基于地面场地数据或辅助数据进行辐射校正 ③利用特殊波段进行大气校正
3、太阳高度和地形校正的目的是什么？
太阳高度校正：将不同太阳高度角照射下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。
日地距离校正：用于标准化地球和太阳间的距离的季节变化
几何校正
一、填空题：
1、多项式拟合法纠正中，项数N与其阶数n的关系＿＿＿＿＿＿＿6n＿＿＿＿＿＿＿。 2、多项式拟合法纠正中控制点的数量要求，一次项最少需要＿3＿个控制点，二次项最少项需要＿6＿个控制点，三次项最少需要＿10＿个控制点。
二、不定项选择题：(单项或多项选择)
1、通过多项式进行几何校正时，需要在待校正图像与参考图像之间选择同名控制点，其选取原则包括________。
①易于识别并且不随时间变化的点，如道路交叉点、河流拐弯处、水域的边界、机场等
②特征变化大的地区应多选些
③图像边缘部分要选取控制点，以避免外推 ④同名控制点要在图像上均匀分布 2、多项式纠正用一次项时必须有＿＿＿。
①1个控制点 ②2个控制点 ③3个控制点 ④4个控制点 3、多项式纠正用二次项时必须有＿＿＿。
①3个控制点 ②4个控制点 ③5个控制点 ④6个控制点 4、多项式纠正用一次项可以改正图像的＿＿＿。
①线性变形误差 ②非线性变形误差 ③前两者
四、问答题：
1、说明遥感图像几何变形误差的主要来源。
①传感器成像方式引起的图像变形 ②传感器外方位元素变化的影响 ③地形起伏引起的像点位移 ④地球曲率引起的图像变形 ⑤大气折射引起的图像变形 ⑥地球自转的影响
2、试述多项式纠正法纠正卫星图像的原理和步骤。 原理：
a回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身进行数学模拟
b把遥感图像的总体变形看作是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲以及更高次的基本变形的综合作用结果
c把原始图像变形看成是某种曲面，输出图像作为规则平面。从理论上讲，任何曲面都能以适当高次的多项式来拟合。用一个适当的多项式来描述纠正前后图像相应点之间的坐标关系.
步骤：
a确定纠正的多项式模型
b选择若干个控制点，利用有限个地面控制点的已知坐标，解求多项式的系数 c将各像元的坐标代入多项式进行计算，便可求得纠正后的坐标 d位置进行变换，变换的同时进行灰度重采样 e对结果进行精度评定
3、几何校正中常用的灰度重采样方法有哪三种？
①最邻近像元采样法 ②双线性内插法 ③双三次卷积重采样法
图像增强
一、名词解释：
灰度直方图：是指反映一幅图像各灰度级像元出现的频率 线性拉伸：采用线性或分段线性的函数改善图像对比度 平滑：为了抑制噪声、改善图像质量所做的处理称为图像平滑 锐化：是增强图像的边缘或轮廓的处理
滤波：是把某种信号处理成为另一种信号的过程。
高通滤波：保留图像高频部分削弱低频部分的处理 起锐化作用 低通滤波：保留图像低频部分抑制高频部分的处理 起平滑作用
植被指数：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，能够提取植被的算法称为植被指数
中值滤波：对一个滑动窗口内的诸像素灰度值排序，用中值代替窗口中心像素的原来灰度值
二、填空题：
1、低通滤波是使____高频分量___受到抑制而让____低频分量____顺利通过，从而实现图像平滑。
2、高通滤波是使___低频分量____受到抑制而让____高频分量____顺利通过，从而实现边缘增强。
3、空间滤波是以重点突出图像上的某些特征为目地的采用空间域中的邻域处理方法，主要包括___平滑____和___锐化____。采用的计算方法是___卷积____运算。
3、平滑的作用是，图像中某些亮度变化过大的区域，或出现不该有的亮点（“噪声”），采用平滑的方法减小变化，使亮度平缓或去掉不必要的“噪声”点。具体方法有__空间域图像平滑___和__频率域图像平滑__。
7、在IHS色彩空间中， 颜色的性质由＿色度＿、＿明度＿、＿饱和度＿来描述。 8、遥感图像的增强处理包括＿＿空间域＿＿、＿＿频率域＿＿、＿＿彩色增强＿＿、＿＿图像的代数运算＿＿等。
9、遥感图像的大气校正中，常用的方法有＿黑暗象元法＿、＿不变目标法＿、＿直方图匹配法＿。
10、HIS中的H指＿色度＿，I指＿明度＿，S指＿饱和度＿。