遥感原理与应用
测时有合适的照明,可以得到充足的太阳能。
③虽然可以观测全球,但是观测间隔长,对某一地区,一颗卫星在红外波段可以取得两次资料,但是可见光波段只能取得一次资料。为了提高观测次数,只能增加卫星的数目。由于观测数目少,不利于分析变化快、生命短的小尺度过程,而且相邻两条轨道的资料也不是同一时刻的。
④卫星高度高,视野广阔,一个静止卫星可以对地球南北70°,东西140个经度,约占地球表面1/3的面积进行观测。
(2) 在对地观测中的作用: 此类卫星主要应用于陆地资源和环境探测,如Landsat系列、SPOT系列等等。 三.论述题
1、遥感图像解译标志(判读标志)有那些?结合实例说明它们如何在图像解译中的应用。 答:遥感图像解译标志(判读标志)及其实际应用如下:
①色调:即灰度。判读前通过反差调整和彩色增强后,成为目视判读的重要标志。如海滩的沙砾因含水量不同在遥感黑白像片中的色调也不同,干燥的沙砾色调发白,而潮湿的沙砾发黑。
②颜色:是目视判读最直观的标志。如在真彩色影像中,森林和农作物看上去同为绿色,由于存在微小色差,有经验的的目视解译人员仍然能够判别出树种及作物的种类。
③大小:根据地物间的相对大小,区分地物。根据物体的大小可以推断物体的属性,有些地物如湖泊和池塘主要依据它们的大小来区别。
④阴影:可判读地物的高度,但也遮挡部分地物信息。如航空像片判读时利用阴影可以了解铁塔及高层建筑物等的高度及结构。
⑤形状:目标地物在影像上呈现的外部轮廓。如飞机场和港湾设施在遥感图像中均具有特殊形状。 ⑥纹理:指目标地物内部色调有规则变化造成的影像结构。如航空像片上农田呈现条带状纹理。 ⑦位置:目标地物分布的地点。例如水田临近沟渠,位于沼泽地的土壤多数为沼泽土。
⑧图型:目标地物有规律排列而成的图形结构。如住宅区建筑群和农田与周边防护林都构成特殊的图型,在影像上很容易判出。
⑨相关布局:多个目标地物之间的空间配置关系。如学校教室与操场,货运码头与货物存储堆放区都有很强的相关性。
2、什么是计算机图像处理,它包含那些内容,如何运用计算机图像处理方法来提高遥感图像的解译效果? 答:(1)计算机图像处理指利用计算机对数字图像进行系列操作,从而获得某种预期结果的技术。根据其抽象程度可分为三个层次:图像处理、图像分析和图像理解。在系统实现层次上其结构图如下:
在具体处理时其主要内容有:图像变换,图像增强,图像复原与重建,图像编码与压缩,图像分割,二值图像处理与形状分析,图像纹理分析和模板匹配等等。
(2)对于一副遥感图像,用计算机图像处理的方法提高其解译效果的常用方法如下:
①图像变换:既可简化图像处理问题又有利于图像特征提取。常用的有傅立叶变换、沃而什变换和小波变换等等。
遥感原理与应用
②图像增强:既能改善图像的视觉效果,提高图像的清晰度,又可抑制无用信息,提高图像的使用价值。可分为空间域变换和频域变换两种。常用的有直方图修正法、中值滤波、锐化、高通滤波、Laplace增强算子、假彩色增强等等。
③图像复原与重建:尽可能恢复或者重建图像的本来面目。常用的有代数恢复法、频域恢复法和几何校正等等。
④图像编码与压缩:用尽可能少的数据表示尽可能多的影像信息,以节省存储空间,提高处理速度和传输速度。常见的有霍夫曼编码、费诺编码、香农编码、游程编码和四叉树编码等等。
⑤图像分割:把图像分为互不重叠的区域并提取出感兴趣的目标。常用的方法有边缘检测法、Hough变换法、区域分割法和区域增长法等等。
2、 下图为一个3x3的图像窗口,试问经过中位数滤波(Median Filter)后,该窗口中心像元的值,并写出计
算过程。 124 120 115 126 150 119 127 125 123 求解过程如下: 对窗口数值由小到大排序: 115 <119<120<123<124<125< 126<127<150 取排序后的中间值:124
用中间值代替原窗口中心象素值,结果如下: 124 120 115 126 124 119 127 125 123 4、简述可见光、热红外和微波遥感成像机理。
答:(1)可见光遥感成像机理如下:可见光遥感的探测波段在0.38—0.76μm之间,一般采用主动遥感方式,光源为太阳,地物反射可见光,传感器的收集器接受地物反射的可见光,由探测器将可见光信号转换为化学能或者电能,再由处理器对信号进行各种处理以获取数据,通过输出器输出为需要的格式。成像方式常见有推扫式的和扫描式的。在白天日照条件好时的成像效果好。
(2)热红外遥感成像机理如下:热红外遥感的探测波段在0.76——1000μm之间,其基本成像原理和可见光遥感成像机理大致相同,只是热红外遥感时地物即可反射能量(主要在近中红外波段),又可自身发射热辐射能量,尤其是远红外波段主要透射地物自身辐射能量,适于夜间成像。
(3)微波遥感成像机理如下:微波遥感的探测波段在1mm——10m之间,有主动遥感和被动遥感两种方式,成像仪由发射机、接收机、转换开关和天线等构成,发射机产生脉冲信号,由转换开关控制,经天线向观测区域发射脉冲信号,地物则反射脉冲信号,也有转换开关控制进入接收机,接收的信号在显示器上显示或者记录在磁带上。由于微波穿透能力很强,可以全天候进行观测。常见的微波遥感成像方式有合成孔径雷达(SAR)和相干雷达(INSAR)。