1、09級強化院地信小隊榮譽出品遙感數字圖像處理第一章一、名詞解釋數字圖像：用計算機存儲和處理的圖像，是一種空間坐標和灰度均不連續的、用離散數學表示的圖像。遙感數字圖像：以數字形式表述的遙感圖像。 不同的地物能夠反射或輻射不同波長的電磁波， 利用這種特性，遙感系統可以產生不同的遙感數字圖像。像素：是數字圖像最基本的單位。像素是A/D轉換中的取樣點，是計算機圖像處理的最小單元；每個像素具有特定的空間位置和屬性特征。遙感數字圖像處理：通過計算機圖像處理系統對遙感圖像中的像素進行的系列操作過程。 頻率域：頻率域基于傅里葉變換， 頻率域的圖像處理是對傅里葉變換后產生的反映頻率信息 的圖像進行處理。二、簡答

2、1遙感數字圖像與照片的區別（1）照片來自于模擬方式，是通過攝影系統產生的；而遙感數字圖像來自于數字方式，通過掃描和數碼相機產生；（2）照片沒有像素，沒有行列結構，沒有掃描行；遙感數字圖像中的基本構成單位就是像素，具有行和列，可能會觀察到掃描行；（3） 照片中0表示沒有數據；遙感數字圖像中0是數值，不表示沒有數據；（4）照片中任何點都沒有編號；遙感數字圖像中每個點都有確定的數字編號；（5 ）照片的攝影受到電磁波譜的成像范圍限制；遙感數字圖像可以使電磁波譜的任意范圍（6 ）一旦獲取了照片，它的顏色就是確定的；遙感數字圖像中顏色沒有特定的規劃，在處 理過程中可以根據需要通過合成產生；（7）照片只具有

3、紅、綠、藍三個通道；遙感數字圖像有多個波段。2、怎樣理解圖像處理的兩個觀點（1） 離散方法的觀點認為， 一幅圖像的存儲和表示均為數字形式，數字是離散的，因此, 使用離散方法進行圖像處理才是合理的。與該方法相關的一個概念是空間域。空間域圖像 處理以圖像平面本身為參考，直接對圖像中的像素進行處理。（2）連續方法的觀點認為，我們感興趣的圖像通常源自物理世界，它們服從可用連續數 學描述的規律，因此具有連續性，應該使用連續數學方法進行圖像處理。與該方法相關的 一個主要概念是頻率域。頻率域基于傅里葉變換，頻率域的圖像處理是對傅里葉變換后產 生的反映頻率信息的圖像進行處理。完成頻率域圖像處理后，往往要變換回

4、到空間域進行 圖像的顯示和對比。3、遙感數字圖像處理需要掌握哪些基本知識（1）物理學中電磁輻射、光學和電子光學等方面的基本知識；（2）地理學知識是有效利用遙感圖像處理技術，認識地球客觀世界的基本條件；（3）遙感數字圖像處理是信息處理的主要組成部分，只有掌握了信息論的基礎和方法，才能保證遙感數字圖像處理工作在正確的理論指導下進行；（4 ）計算機技術和地理信息系統的理論和知識。三、填空1、遙感數字圖像處理的主要內容包括（圖像增強）、（圖像校正）、（信息提取）。圖像校正也稱圖像恢復、 圖像復原，校正的方法除了圖像增強中的一些方法外，主要包括（輻射校正）和（幾何糾正）。2、 遙感數字圖像處理系統包括硬

5、件系統和軟件系統兩大部分，其中硬件系統主要由計算機、 （數字化器）、（大容量存儲器）、（顯示器）和（輸出設備）、操作臺。3、 在計算機中，基本的度量單位是（比特（位）。存儲一幅1024字節的8位圖像需要（1MB） 的存儲空間。一景正常的包括 7個波段的LANDSAT5的TM圖像文件，至少占用（200MB） 的存儲空間，4、常用的遙感圖像處理系統有（ERDAS IMAGINE遙感圖像處理系統）、（ENVI遙感圖像處理 系統）、（PCI Geomatica遙感圖像處理系統）、（ER Mapper遙感圖像處理系統）第二章一、名詞解釋電磁波譜：將各種電磁波按其波長（或頻率）的大小依次排列所構成的圖譜。

6、輻射分辨率：輻射分辨率是傳感器區分反射或發射的電磁波輻射強度差異的能力。空間分辨率：是指遙感圖像上能夠詳細區分的最小單元的尺寸或大小，即傳感器能把兩個目標物作為清晰的實體記錄下來的兩個目標物之間最小的距離。圖像分辨率：圖像上的點被映射或指定到給定的空間里的數量（通常是以英寸、 厘米、像素為單位），是圖像中的最小可分辨距離。圖像采樣：將空間上連續的圖像變換成離散點（即像素）的操作稱為采樣。簡答1、傳感器分辨率的主要指標有哪些，各有什么意義傳感器分辨率指標主要有四個：輻射分辨率、光譜分辨率、空間分辨率、時間分辨率。高的輻射分辨率可以區波長范圍越窄，光譜分即傳感器能把兩個輻射分辨率是傳感器區分反射或

7、發射的電磁波輻射強度差異的能力。 分信號強度中的微小差異。光譜分辨率是傳感器記錄的電磁波譜中特定的波長范圍和數量。辨率越高。波段數越多，光譜分辨率越高。空間分辨率是指遙感圖像上能夠詳細區分的最小單元的尺寸或大小,它是表征圖像分辨地面目標目標物作為清晰的實體記錄下來的兩個目標物之間最小的距離。細節能力的指標。環境變化的空間尺度不同，需要采用空間分辨率不同的遙感圖像。對同一目標進行重復探測時，相鄰兩次探測的時間間隔稱為時間分辨率。不同時間的遙感圖像能提供地物動態變化的信息，可用來對地物變化進行監測，也可以為某些專題要素的精確分類提供附加信息。2、什么是圖像的采樣和量化？量化級別有什么意義將空間上連

8、續的圖像變換成離散點（即像素）的操作稱為采樣。采樣時，連續的圖像空間被劃分為網格，并對各個網格內的輻射值進行測量。通過采樣，才能將連續的圖像轉換為離散的圖像，供計算機進行數字圖像處理。采樣后圖像被分割成空間上離散的像素，但其灰度值沒有改變。量化是將像素灰度值轉換成整數灰度級的過程。采樣影響著圖像細節的再現程度，間隔越大，細節損失越多，圖像的棋盤化效果越明顯。量化影響著圖像細節的可分辨程度，量化位數越高，細節的可分辨程度越高；保持圖像大小不變，降低量化位數減少了灰度級會導致假的輪廓。3、當前常用的傳感器有哪些當前常用的傳感器有：資源衛星的專題制圖儀TM、增強型專題制圖儀 ETM+、高分辨率幾何成

9、像儀HGR高分辨率立體成像系統HRS植被傳感器 VEGETATION高級空間熱輻射熱反射探測器、中等高分辨率成像光譜輻射儀MODIS甚高分辨率輻射儀 AVHRR艾克諾斯IKONOS2快鳥QuickBird、海岸帶影色掃描儀 CZCS海洋寬視場觀測傳感器SeaWIFS4、遙感圖像的主要類型有哪些？各有什么特點 根據傳感器選用的波長范圍不同，遙感圖像可以劃分為不相干圖像和相干圖像。前者為光學遙感所產生的圖像， 通過自然光源或者通過非相干輻射源得到，包括多光譜圖像、 高光譜圖像和高空間分辨率圖像，在該類圖像中，像素記錄的是各個相關物體發射的輻射能量之和； 后者則是指微波遙感所產生的圖像，圖像中像素的

10、值是一些相關物體輻射的復振幅總和。根據傳感器的空間分辨率不同，遙感圖像分為高空間分辨率圖像、中空間分辨率圖像、 低空間分辨率圖像。高空間分辨率圖像：空間分辨率小于10米。常用的傳感器有 SPOT快鳥和IKNOS等。這些傳感器往往具有較高的重訪周期(數天)，能夠反映明確的地物幾何信息，適用于對特定地區進行定點監測，當前主要應用于數字城市和工程制圖。中空間分辨率圖像：空間分辨率10 100米。例如ASTER, TM等。重訪周期為數周。具有較多的光譜信息，便于進行土地利用和土地覆蓋、資源、地表景觀等方面的研究。低空間分辨率圖像：空間分辨率大于100米。例如NOAA, MODIS等。這些傳感器往往具有

11、較高的重訪周期(數小時)，適用于進行大范圍的環境遙感監測，例如洪水、火災、云 和沙塵暴等。5、遙感數字圖像產品有哪些數據級別根據中國科學院遙感衛星地面站的資料，遙感圖像數據級別劃分如下：(1) 0級產品：未經過任何校正的原始圖像數據；(2) 1級產品：經過了初步輻射校正的圖像數據；(3) 2級產品：經過了系統級的幾何校正，即利用衛星的軌道和姿態等參數、以及地面 系統中的有關參數對原始數據進行幾何校正。產品的幾何精度由這些參數和處理模型決定；(4) 3級產品：經過了幾何精校正，即利用地面控制點對圖像進行了校正，使之具有了 更精確的地理坐標信息。產品的幾何精度要求在亞像素量級上。6、什么是遙感圖像

12、的元數據，包括哪些主要的參數元數據是關于圖像數據特征的表述， 是關于數據的數據。 元數據描述了與圖像獲取有關的參 數和獲取后所進行的后處理。例如，LANDSAT,SPOT等圖像的元數據中包括了圖像獲取的日期和時間、投影參數、幾何糾正精度、圖像分辨率、輻射校正參數等。7、通用的遙感數據存儲格式有哪三種遙感圖像包括多個波段，有多種存儲格式，但基本的通用格式有三種，即BSQ BIL和BIP格式。BSQ(ba nd seque ntial)是像素按波段順序依次排列的數據格式。即先按照波段順序分塊排列，在每個波段塊內，再按照行列順序排列。同一波段的像素保存在一個塊中，這保證了像素空間位置的連續性。BIL

13、(ba nd in terleaved by line)格式中，像素先以行為單位分塊，在每個塊內，按照波段順序排列像素。同一行不同波段的數據保存在一個數據塊中。像素的空間位置在列的方向上是連續的。BIP(ba nd in terleaved by Pixel)格式中，以像素為核心，像素的各個波段數據保存在一起，打破了像素空間位置的連續性。保持行的順序不變，在列的方向上按列分塊，每個塊內為當前像素不同波段的像素值。8 HDF圖像格式的優點是什么HDF（ Hierarchy Data Format，層次數據格式）數據格式主要用來存儲由不同計算機平臺產生 的各種類型科學數據，適用于多種計算機平臺，易

14、于擴展。它的主要目的是幫助NCSA的科學家在不同計算機平臺上實現數據共享和互操作。HDF數據結構綜合管理 2D、3D、矢量、屬性、文本等多種信息，能夠幫助人們擺脫不同數據格式之間相互轉換的繁瑣，而將更多的時間和精力用于數據分析。HDF能夠存儲不同種類的科學數據，包括圖像、多維數組、指針及文本數據。HDF格式還提供命令方式， 分析現存HDF文件的結構，并即時顯示圖像內容。 科學家可以用這種標準數據格式快速熟悉文件結構，并能立即著手對數據文件進行管理和分析。HDF文件格式的優勢在于：1 ）獨立于操作平臺的可移植性；2）超文本；3 ）自我描述性；4）可擴展性。9、GeoTIFF圖像格式的特點是什么G

15、eoTIFF利用了 TIFF的可擴展性，在其基礎上加了一系列標志地理信息的標簽（Tag），來描述衛星成像系統、航空攝影、地圖信息和DEM等。GeoTIFF設計使得標準的地圖坐標系定義 可以隨意存儲為單一的注冊標簽。GeoTIF F也支持非標準坐標系的描述，為了在不同的坐標系間轉換，可以通過使用34個另設的TIFF標簽來實現。然而，為了在各種不同的客戶端和GeoTIFF提供者間正確交換，最好要建立一個通用的系統來描述地圖投影。GeoTIFF描述地理信息條理清晰、結構嚴謹，而且容易實現與其他遙感影像格式的轉換， 因此，GeoTIFF圖像格式應用十分廣泛，絕大多數遙感和GIS軟件都支持讀寫GeoTI

16、FF格式的圖像，比如 ArcGIS，ERDAS IMAGINE和ENVI等。在圖像處理中，將經過幾何糾正的圖像 保存為GEOTIFF可以方便的在 GIS軟件中打開，并與已有的矢量圖進行疊加顯示。10、怎么計算圖像文件的大小圖像文件的大小（字節）按照下面的公式計算：圖像行數x圖像列數x每個像素的字節數 x波段數x輔助參數其中，輔助參數一般為 1。一些系統如ERDAS在圖像文件中加入了圖像金字塔索引等 信息，該值為1.4。每個像素的字節數與存儲有關，8位數為1個字節。以8位量化產生的圖像，每個像素值為 0 255,占用一個字節。16位數占用兩個字節，以此類推。三、填空1、遙感系統是一個從地面到空中

17、直至空間，從信息收集、存貯、傳輸處理到分析判讀、應用的技術體系，主要包括（遙感試驗）、（信息獲取）、（信息傳輸）、（信息處理）、（信息應用）等五部分。2、 按工作方式是否具有人工輻射源，傳感器可分為（主動方式）和（被動方式）兩類，按數據的記錄方式，傳感器可分為（成像方式）和（非成像方式）兩大類。3、 光學-機械掃描儀和多光譜掃描儀靠一個平面反射鏡的旋轉或擺動對地面作（舷向掃描） （在垂直于飛行方向的直線上掃描），獲得地面舷向一條細帶的信息，然后再通過飛行器的向前飛行產生（航向掃描）（在飛行方向上掃描），由這兩個方向的掃描便可得一定寬度的地 面條帶的信息，經過掃描儀內部的處理，在終端可形成一幅反

18、映這個地面條帶的影像。4、 固體掃描儀（CCD掃描儀）的成像是（推掃式）掃描成像，它省去了復雜的光學機械，有超小型、（速度快）、功率損耗低、壽命長、簡單可靠、（動態范圍寬）的特點。5、按使用的工作波段，可分為紫外、可見光、紅外、微波、多波段等傳感器。紫外傳感器的探測波段在（50nm380nm）之間；可見光傳感器的探測波段在（380nm760nm ）之間；紅外傳感器的探測波段在（760nm1.0 x 106nm）之間；微波傳感器的探測波段在（1.0 X106nm1.0 x 109nm）之間；多波段傳感器使用的波段在可見光波段和紅外波段范圍內，由 若干個窄波段組成。6、 輻射分辨率在可見、近紅外波

19、段用（噪聲等效反射率）表示，在熱紅外波段用（ 噪聲等 效溫差）、最小可探測溫差和最小可分辨溫差表示。7、通過成像方式獲取的圖像是連續的，無法直接進行計算機處理。此外，有些遙感圖像是通過攝影方式獲取的，保存在膠片上。只有對這些獲取的圖像（或模擬圖像）進行數字化后， 才能產生數字圖像。數字化包括兩個過程：（采樣）和（量化）。&一幅數字圖像為8位量化，量化后的像素灰度級取值范圍是（0-255）的整數。設該數字圖像為600行600列，則圖像所需要的存儲空間為（360000）字節。9、根據（傳感器選用的波長范圍）不同，遙感圖像可以劃分為不相干圖像和相干圖像。10、（高光譜圖像）圖像，每個采樣位置具有幾十

20、甚至幾百個波段，遠遠超出人眼的分辨能 力，具有很高的地物識別能力，適合于進行地物的遙感反演研究。11、 遙感圖像數據中的 2級產品經過了系統級的（幾何校正），即利用（衛星的軌道和姿態） 等參數、以及地面系統中的有關參數對原始數據進行處理。12、 遙感圖像數據中的 3級產品：經過了（幾何精校正）,即利用（地面控制點）對圖像進 行了校正，使之具有了更精確的地理坐標信息。13、 LANDSAT,SPO等圖像的元數據中包括了（圖像獲取的日期和時間）、（投影參數）、（幾 何糾正精度）、（圖像分辨率）、（輻射校正參數）等。14、 設圖像數據為 N列，M行，K個波段。（BIL數據排列遵循以下規律：第一行第一

21、波段，第一行第二波段，第一行第K波段，第 m行第一波段，第 m行第二波段，第 m行第K波段。（BSQ數據排列遵循以下規律：第一波段為第一塊，第二波段為第二塊，,第K波段為第K塊。每個波段塊中，像素按行列順序存儲。15、ENVI和ER Map per遙感軟件使用（BSQ格式保存圖像數據。16、 一個HDF文件應包括一個（文件頭（File Header）、一個或多個（描述塊（Data Descriptor Block）、若干個數據對象 （Data Object）。17、 GeoTIFF目前支持三種坐標空間：（柵格空間（Raster Space）、設備空間（Device Space） 和（模型空間（

22、Model Space）。18、 經過幾何糾正后，圖像文件坐標用地圖坐標來表示，按照選用的投影和坐標系不同，表示方法不同。以我國常用的高斯一克呂格投影為例，地圖坐標使用（直角坐標系）表示，單位為（米）。最小值在（左下角），且不為0。18、設有圖像文件為 200行，200列，8位量化，共7個波段，輔助參數為 1，則該圖像文 件的大小為（280000字節）。19、 標記圖像文件格式 TIFF （Tag Image File Format）是Mac中廣泛使用的圖像格式，它由 Aldus和微軟聯合開發，它的特點是（圖像格式復雜）、（存貯信息多）。第三章一、名詞解釋遙感圖像模型：傳感器探測地物電磁波輻射

23、能量所得到的遙感圖像從理論角度歸納出的一個 具有普遍意義的模型。直方圖：對于數字圖像來說，直方圖實際就是圖像灰度值的概率密度函數的離散化圖形。窗口 ：對于圖像中的任一像素(x,y),以此為中心，按上下左右對稱所設定的像素范圍，稱 為窗口。濾波：濾波是把某種信號處理成為另一種信號的過程。紋理：紋理通常被定義為圖像的某種局部性質，或是對局部區域中像素之間關系的一種度量。二、簡答1. 遙感圖像模型是什么，有什么意義？遙感圖像模型是傳感器探測地物電磁波輻射能量所得到的遙感圖像從理論角度歸納出的一 個具有普遍意義的模型。遙感圖像模型從理論上對遙感圖像的意義進行了解釋。單波段圖像可以表述為一個函數。適應于

24、不同的需要， 在數學方式上遙感數字圖像有確定性表示和統計性表示。統計特征是遙感圖像的基本特征，通過多波段統計特征的分析和紋理分析，可以快速地提取圖像中的有效信息。2. 遙感圖像怎么數字表示？表示圖像的基本方法有兩類，即確定的與統計的。 確定的表示法是寫出圖像函數表達式，對于數字圖像，則表示成矩陣或向量形式。統計的表示法則是用一種平均特征來表示圖像。3. 圖像的統計特征有什么作用？對于單波段圖像而言，統計特征反映像素值平均信息，反映像素值變化信息。遙感圖像處理 往往是多波段數據的處理，處理中不僅要考慮單個波段圖像的統計特征， 也要考慮波段間存 在的關聯，多波段圖像之間的統計特征不僅是圖像分析的重

25、要參數，而且也是圖像合成方案的主要依據之一。4. 圖像直方圖有怎樣的性質？直方圖反映了圖像中的灰度分布規律；任何一幅特定的圖像都有唯一的直方圖與之對應，但不同的圖像可以有相同的直方圖；如果一幅圖像僅包括兩個不相連的區域，并且每個區域的直方圖已知，則整幅圖像的直方圖是這兩個區域的直方圖之和；由于遙感圖像數據的隨機性，一般情況下，遙感圖像數據與自然界的其它現象一樣，服從或接近于正態分布。5. 如何根據圖像直方圖判斷圖像質量？根據直方圖的形態可以大致推斷圖像的反差，然后可通過有目的地改變直方圖形態來改善圖像的對比度。一般來說，如果圖像的直方圖形態接近正態分布，則這樣的圖像反差適中；如果直方圖峰值位置

26、偏向灰度值大的一邊，圖像偏亮；如果峰值位置偏向灰度值小的一邊，圖像偏暗； 峰值變化過陡、過窄，則說明圖像的灰度值過于集中，反差小。6. 窗口和鄰域有什么區別？對于圖像中的任一像素 (x,y)，以此為中心，按上下左右對稱所設定的像素范圍，稱為窗口。窗口多為矩形，行列數為奇數，并按照行數x列數的方式來命名。例如， 3x3窗口，5x5窗口等。3x3表示由3行和3列像素構成的矩形范圍。中心像素周圍的行列稱為該像素的鄰域。鄰域按照與中心像素相鄰的行列總數來命名。例如，對于3x3窗口而言，如果考慮中心像素周圍的所有像素，那么相鄰的總的行列數為8，稱為8鄰域。如果認為上下左右的像素是相鄰像素，那么總的行列數

27、為4，則稱為4 鄰域。7什么是卷積運算？卷積是空間域上針對特定窗口進行的運算，是圖像平滑、銳化中使用的基本的計算方法。設窗口大小為 mx n, (i,j)是中心像素，f(x,y)是圖像像素值，g (i,j)是運算結果，是窗 口模板(或稱為卷積核， kernel),那么，卷積計算的公式為：對于整個圖像，從左上角開始，由左到右、由上到下按照窗口大小順序進行遍歷，即可完成整個圖像的卷積計算。 對于圖像邊緣，由于無法滿足窗口對中心像素的要求， 其窗口外部的 像素值可以用如下任意一種方法來處理： 1）設為0值；2）按對稱原則從圖像中取值； 3） 保留原值，不進行計算。8什么是濾波？狹義地說，濾波是指改變

28、信號中各個頻率分量的相對大小、或者分離出來加以抑制、甚至全部濾除某些頻率分量的過程。廣義地說，濾波是把某種信號處理成為另一種信號的過程。從計算上來看，濾波；-是頻率函數與信號-的頻譜之間的相乘計算：9什么是紋理？包括哪些基本類型？紋理通常被定義為圖像的某種局部性質 ，或是對局部區域中像素之間關系的一種度量。 通 常認為，紋理是由紋理基元按某種確定性的規律或只是按某種統計規律重復排列組成的。紋理可分為人工紋理和自然紋理。10.自相關函數如何用于圖像的識別？首先計算典型地物的自相關函數，然后計算圖像的自相關函數，并與計算的典型地物的自相關函數的結果進行比較，如果相近，則歸于一類。三、填空1、 遙感

29、圖像可以表示為某一時刻，在不同波長 和不同極化（偏振）方向 上所收集到的位于坐標（）的目標物的電磁波輻射能量：式中，為（目標的反射率）；是黑體的（電磁波發射能力）；為（入射的輻射量）；表示（極化方向），主要用于微波成像；代表波長；為成像 時間。2、 在同一地區的隨（時間）、（波段）和（極化方向）不同而獲得的多個圖像的組合，叫做 多源圖像。3、 遙感圖像處理后產生的圖像函數具有（連續性），（定義域的限定性），（函數值的限定性）， （函數值物理意義的明確性 ）的特點。4、在圖像處理中，為了便于問題的分析，需要用數學方式來表示圖像。表示圖像的基本方 法有兩類，即（確定的）與（統計的）。5、圖像的確定

30、性表示形式有（ 矩陣）和（向量）。6、 單波段圖像的統計特征有，反映像素值（平均信息）統計第四章一、名詞解釋灰色梯尺：黑白系列的非彩色可以用一條灰色色帶表示，一端是純黑色，另一端是純白色， 稱為灰色梯尺。偽彩色合成：是把單波段灰度圖像中的不同灰度級按特定的函數關系變換成彩色，然后進行彩色圖像顯示的方法。真彩色合成：如果彩色合成中選擇的波段的波長與紅綠藍的波長相同或近似，那么得到的圖像的顏色與真彩色近似，這種合成方式稱為真彩色合成。密度分割法：是對單波段遙感圖像按灰度分級，對每級賦予不同的色彩， 使之變為一幅彩色圖像直方圖均衡化：對原始圖像中的像素灰度做某種映射變換，使變換后圖像灰度的概率密度是

31、 均勻分布的，即變換后圖像是一幅灰度級均勻分布的圖像。二、簡答1. 圖像增強的意義？用來改善圖像的對比度，突出感興趣的地物信息，提高圖像的目視解釋效果。從一般意 義上看，圖像增強是使得圖像看起來更好的圖像處理方法。2. 為什么要進行數字圖像的顯示？顯示的值與存儲的值相同嗎？二者什么關系？遙感數字圖像處理來說，圖像的顯示非常重要，這是因為，遙感圖像具有的信息遠遠多于 人的肉眼觀察到的內容，計算機并不能智能的獲取這些信息，只有把原始的、正在處理中的和處理后的數字圖像變成模擬圖像顯示出來，才能利用視覺去感受、檢查、分析圖像處理效果，發現感興趣的地物和處理過程中存在的問題。所以，圖像顯示在圖像處理中是

32、必不可少的。圖像的顯示過程是將數字圖像從一組離散數據還原為一幅可見圖像的過程。3. 常用的顏色模型有哪些，各有什么特點？1）RGB模型，這種模型用在彩色監視器和彩色攝像機等領域，當彩色圖像中的部分地物 隱藏在陰影中時不適用；2）CMY模型，用在彩色打印機上；3） YIQ模型，用于彩色電視廣播。其中，Y相當于亮度，而I和Q是被稱為正交的兩個顏色分量。主要優點是去掉了亮度（Y）和顏色信息（I和Q）間的緊密聯系。4） HIS模型，用于圖像的顯示和處理，其中I是強度。強度成份（I）在圖像中與顏色信息無關；色調和飽和度成份與人們獲得顏色的方式密切相關。這些特征使HIS模型成為一個理想的研究圖像處理運算法

33、則的工具，是面向彩色圖像處理的最常用的顏色模型。4. 圖像處理對顯示設備有什么要求？首先選擇合適的計算機以及輸出設備，然后固定計算機操作的工作環境（照明條件、顯示器位置等），接著對顯示器進行校正，使屏幕顯示達到工作要求，并建立和調用顯示器相應 的Profile文件，最后對打印機進行校準，建立并調用其Profile文件。5. 為什么要進行彩色合成？有哪些主要的合成方法？人眼對黑白密度的分辨能力有限，大致只有10個灰度級，而對彩色圖像的分辨能力則要高得多。如果以平均分辨率的計算，人眼可察覺出數百種顏色差別。這還僅僅是色調一個要素，如果加上顏色的其他兩個要素：飽和度和亮度，人眼能夠辨別彩色差異的級數

34、要遠遠大于黑白差異的級數。為了充分利用色彩在遙感圖像判讀中的優勢，常常首先對多波段圖像進行彩色合成得到彩色圖像，然后再進行其他的處理。彩色合成包括偽彩色合成、真彩色合成、假彩色合成和模擬真彩色合成四種方法。6. 假彩色合成與偽彩色合成的差異是什么？偽彩色合成是將單波段灰度圖像轉變為彩色圖像的方法，假彩色合成與偽彩色不同之處 在于，假彩色合成使用的數據是多個波段。7. 怎么用SPOT的多光譜數據來模擬真彩色圖像的顯示？色用XS2表示，綠色用（XS1 + XS2+ XS3） /3的波段運算來實現，藍色采用XS1波段代替。該方法實際上是將原來的綠波段（0.50-0.59卩爼）當作藍波段（該波段靠近藍

35、波段的光譜范圍），紅波段（0.61-0.68 m仍采用原來的波段，綠波段用綠波段、紅波段、紅外波段的算 術平均值來代替。8. 圖像拉伸有哪些方法，優點是什么？包括灰度拉伸、圖像均衡化、直方圖規定化。拉伸是最基本的圖像處理方法，主要用來改善圖像顯示的對比度。 如果對比度比較低， 那么就無法清楚的表現出圖像中地物之間的差異，因此，往往需要在顯示的時候進行拉伸處理。拉伸按照波段進行，它通過處理波段中單個像素值來實現增強的效果。9. 多波段圖像線性拉伸的步驟是什么？設定增強后圖像范圍；計算線性拉伸公式；對各個波段進行線性拉伸；進行彩色合成10. 對一個波段的圖像進行直方圖均衡化的具體步驟是什么？（1）

36、統計原圖像每一灰度級的像素數和累積像素數。（2）計算每一灰度級xa均衡化后對應的新值，并對其四舍五入取整，得到新灰度級xb。（3）以新值替代原灰度值，形成均衡化后的新圖像。（4）根據原圖像像素統計值對應找到新圖像像素統計值，作出新直方圖。三、填空1、 圖像的顯示過程是將數字圖像（一組離散數據）還原為（一幅可見圖像）的過程。2、 顏色是外界光刺激作用于人的視覺器官而產生的主觀感覺，分為兩大類：（非彩色（消色） 和（彩色）。3、 彩色有三個基本屬性：（色調）、（明度）和（色度）4、 常用的顏色空間模型有：（RGB（紅/綠/藍）模型）、（CMYK（青/洋紅/黃/黑）模型）、（LAB （也稱CIELA

37、B目標色調說明標準）模型 ）和（HIS （色調/亮度/飽和度）模型）5、 HIS顏色模型的重要性在于兩方面，（強度成份（I）在圖像中與顏色信息無關）和（色調和飽和度成份與人們獲得顏色的方式密切相關）6、 圖像的彩色顯示主要有兩種方法，（電子顯示法）和（用彩色硬拷貝設備進行彩色顯示）7、彩色合成包括（偽彩色合成）、（真彩色合成）、（假彩色合成）和（模擬真彩色合成）這 四種方法&偽彩色合成是把（單波段）灰度圖像中的（不同灰度級）按特定的（函數關系）變換成 彩色，然后進行彩色圖像顯示的方法，主要通過（密度分割）方法來實現9、 假彩色合成與偽彩色不同之處在于，假彩色合成使用的數據是（多個波段）。10、

38、密度分割法是對單波段遙感圖像按（ 灰度）分級，對每級賦予（不同的色彩）,使之變 為一幅彩色圖像。11、在LANDSAT的TM圖像中，波段（2綠波段（0.52-0.60詢），波段（3紅波段 （0.63-0.69艸），波段（4近紅外波段（0.76-0.90叩），對4、3、2波段分別賦予紅、綠、藍色合成的假彩色圖像稱為標準假彩色圖像12、 圖像拉伸處理主要包括（灰度拉伸）、（圖像均衡化）和（直方圖規定化）13、 拉伸是最基本的圖像處理方法，主要用來（改善圖像顯示的對比度）14、 灰度拉伸分為（線性拉伸）和（非線性拉伸）兩種方法15、（灰度窗口切片）是為了將某一區間的灰度級和其他部分（背景）分開16、

39、 灰度窗口切片有兩種，一種是（清除背景），一種是（保留背景）17、 如果拉伸函數是非線性的，即為非線性拉伸。常用的非線性函數有（指數函數）、（對數 函數）、（平方根）、（高斯函數）等。18、 直方圖均衡化的基本思想是對原始圖像中的像素灰度做某種（映射變換），使變換后圖 像灰度的概率密度是（均勻分布的），即變換后圖像是一幅灰度級均勻分布的圖像。19、直方圖規定化的原理是對兩個直方圖都作（ 均衡化），變成（歸一化的）直方圖20、 直方圖規定化又稱為直方圖匹配，這種方法經常作為（圖像鑲嵌）或（應用遙感圖像 進行動態變化研究）的預處理工作第五章一、名詞解釋、輻亮度：沿輻射方向的、單位面積、單位立體角上

40、的輻射通量。大氣窗口：電磁輻射能夠透過大氣層而未被完全反射、散射和吸收的波譜范圍。輻射誤差：傳感器所得到的目標測量值與目標的光譜反射率或光譜輻亮度等物理量之間的差 值稱為輻射誤差。程輻射：傳感器接收的大氣散射部分的電磁波稱為程輻射，或路徑輻射（path radianee ）。幾何精糾正：又稱為幾何配準（registration），是把不同傳感器具有幾何精度的圖像、地圖或數據集中的相同地物元素精確地彼此匹配、疊加在一起的過程。二、簡答1. 輻射校正的目的是什么？輻射校正的目的是：盡可能消除因傳感器自身條件、薄霧等大氣條件、太陽位置和角 度條件及某些不可避免的噪聲引起的傳感器的測量值與目標的光譜反

41、射率或光譜輻亮 度等物理量之間的差異，盡可能恢復圖像的本來面目，為遙感圖像的分割、分類、解譯 等后續工作打下基礎。2. 輻射校正的主要內容是什么？在太陽一一大氣一一目標一一大氣一一傳感器的輻射傳輸過程中存在有許多干擾因素，使得接收的信號不能準確的反映地表物理特征（光譜反射率、光譜輻射亮度等）。這些因素歸結為以下四個方面：（1） 大氣分子及氣溶膠的Rayleigh散射與Mie散射；分子及氣溶膠的吸收、散射以及 散射吸收的耦合作用；（2）表面因素的貢獻。在一般的遙感應用中，認為地球表面為朗伯體，反射與方向無關，這個假設是一種近似，事實上任何表面在物理特性與物質結構上都不是理想朗伯體，因此認為地面是

42、朗伯體會帶來誤差。另外一個因素是，由于大氣散射的存在， 鄰近像元的反射也會進入目標視場從而影響輻射量，這部分貢獻被稱為交叉輻射；（3）地形因素的貢獻，目標高度與坡向也會對輻射造成影響。（4）太陽輻射光譜的影響。因而，為了正確反映目標物的反射和輻射特性，必須消除圖像記錄值中的各種干擾項，這就是輻射校正的主要內容。3. 輻射誤差產生的主要原因有哪些？輻射誤差產生的原因有兩種：傳感器響應特性和外界（自然）環境，后者包括大氣（霧和 云）和太陽照射等。傳感器響應特性可分為： 光學攝影機引起的和光電掃描儀引起的輻射誤 差。前者主要是由光學鏡頭中心和邊緣的透射強度不一致造成的，后者包括光電轉換誤差和探測器增

43、益變化引起的誤差。4. 簡述大氣中的顆粒種類與波長的關系？在選擇性散射中，按大氣中的顆粒大小不同，散射分為瑞利散射（Rayleigh）和米氏散射（Mie）。瑞利散射由遠小于光的波長的氣體分子引起，大小與波長的四次方成反比；米氏散射由大小與波長相當的顆粒（氣溶膠：如煙、水蒸汽和霾）引起，也稱為氣溶膠散射，其大小與波長成反比。非選擇性散射由塵埃、霧、云以及大小超過光波長10倍的顆粒引起，對各種波長予以同等散射。5. 以LANDSAT5勺TM傳感器為例，說明大氣頂面反射率的計算過程？對于TM傳感器，衛星接收的輻亮度與圖像亮度DN之間的關系為：La = Gain x DM + Bias其中，DN為圖像

44、亮度值。傳感器的特性影響到DN值的正確性和均一性；L為輻亮度，單位為；Gain為增益，單位為 ；;增益=(Lmax-Lmin)/255 ,Lmax和Lmin分別是最大和最小光譜輻射值，單位與增益相同。Bias為偏置，單位為-J：；偏置=Lmin。一旦計算了輻亮度，就可以通過下面的公式計算大氣上界的反射率值：7T 厶 d2P =其中，廠：行星反射率，無量綱；D:日地距離參數，無量綱；ESUN太陽光譜輻射量，單位為 廠 。0：太陽天頂角，度。該值 =90-太陽高度角。太陽高度角從圖像數據的頭文件中讀取或根據 衛星的過境時間計算。6. 地面輻射校正的主要內容是什么？地面輻射校正主要包括太陽輻射校正和

45、地形校正。太陽輻射校正，主要校正由太陽高度角(sun Elevation )導致的輻射誤差，即將太陽光線傾斜照射時獲取的圖像校正為太陽光線垂直照射時獲取的圖像。如果地形不平坦，受坡度和坡向的影響， 傳感器獲得的能量也會變化。一個區域所獲得的能量會因陰影而有所減少。由地形或云投射的陰影影響著成片的連續的像素。樹、作物行、巖石露頭或其他小物體也能產生陰影，但僅影響單獨的像素。 這兩種類型的陰影會降低各個波長的亮度值。地表反射到傳感器的太陽輻亮度和地表坡度有關。對由此產生的輻射誤差，可以利用地表法線向量與太陽入射向量之間的夾角來校正。對于多個波段圖像，利用波段比值也可以消除地表坡度的影響。7. 簡單

46、大氣校正的方法有哪些？基本的假設是什么？大氣散射校正主要有三種方法：統計學方法、輻射傳遞方程計算法、波段對比法。統計學方法需要與衛星同步在野外進行光譜測量，輻射傳遞方程計算法需要測定具體天氣條件下的大氣參數，這兩種方法所需費用較高。實際工作中，特別是資源的遙感分類中常采用波段對比法。波段對比法的理論依據在于大氣散射的選擇性，即大氣散射對短波影響大， 對長波影響小。以陸地資源衛星 TM圖像為例，1波段受散射影響最嚴重，其次為 2波段、3波段，而 7波段受散射影響最小。為處理方便，可以把近紅外圖像看作無散射影響的標準圖像，通過 對不同波段的對比分析計算出大氣干擾值。一般通過兩種方法進行計算：回歸分

47、析法和直方圖法。8. 遙感圖像幾何精糾正的目的和原理是什么？幾何精糾正又稱為幾何配準(registration ),是把不同傳感器具有幾何精度的圖像、地圖 或數據集中的相同地物元素精確地彼此匹配、疊加在一起的過程。遙感圖像的幾何精糾正解決遙感圖像與地圖投影的匹配問題，其重要性主要體現在以下三個方面：第一，只有在進行糾正后，才能對圖像信息進行各種分析， 制作滿足量測和定位要求的各類遙感專題圖；第二，在同一地域，應用不同傳感器、不同光譜范圍以及不同成像時間的各種圖像數據進行計算機 自動分類、地物特征的變化監測或其它應用處理時，必須進行圖像間的空間配準，保證不同 圖像間的幾何一致性；第三，利用遙感圖

48、像進行地形圖測圖或更新要求遙感圖像具有較高的 地理坐標精度。幾何精糾正的基本原理是回避成像的空間幾何過程，直接利用地面控制點數據對遙感圖像的幾何畸變本身進行數學模擬，并且認為遙感圖像的總體畸變可以看作是擠壓、扭曲、縮放、偏移以及更高次的基本變形的綜合作用的結果。因此，校正前后圖像相應點的坐標關系可以用一個適當的數學模型來表示。9什么是圖像的重采樣？常用的重采樣方法有哪些？各有什么特點？待糾正的數字圖像本身屬于規則的離散采樣，非采樣點上的灰度值需要通過采樣點（已知像素）內插來獲取，即重采樣。常用的重采樣方法有最近鄰方法、雙線性內插方法和三次卷積內插方法。最近鄰重采樣算法簡單， 最大的優點是保持像

49、素值不變。但是，糾正后的圖像可能具有不連續性，會影響制圖效果。當相鄰像素的灰度值差異較大時，可能會產生較大的誤差。雙線性內插方法簡單且具有一定的精度，一般能得到滿意的插值效果。缺點是方法具有低通濾波的性質，會損失圖像中的一些邊緣或線性信息，導致圖像模糊。三次卷積內插方法產生的圖像比較平滑，缺點是計算量很大。10.怎么進行多源圖像的幾何配準？多圖像幾何配準就是指將多圖像的同名圖像通過幾何變換實現重疊，通常稱作相對配準； 將相對配準后的多圖像納入某一地圖坐標系統，稱作絕對配準。多項式和共線方程都可以實現多圖像的幾何配準。例如，采用多項式糾正法，一旦在多圖像上選擇分布均勻、足夠數量的一些同名圖像作為

50、相互匹配的控制點，就可根據控制點計算多項式系數，實現一幅圖像對另一幅圖像的幾何糾正，從而達到多圖像的幾何配準。但在許多情況下，很難找到準確可靠的控制點，所以多圖像的幾何配準， 通常都采用相關函數進行自動配準。多圖像自動配準的基本假設是相同的地物具有相似的光譜特征。通過對兩個圖像作相對移動，找出其相似性量度值最大、或差別最小的位置作為圖像配準的位置。三、填空1. 輻射校正包括三部分的內容：（傳感器端的輻射校正）、（大氣校正）和（地表輻射校正）。2. 傳感器所能接收的太陽光包括（太陽光直射到地表后地表的反射輻射）、被大氣散射輻射的太陽光在地表的反射輻射、（大氣的上行散射輻射（程輻射或稱為路徑輻射，

51、pathirradiance）、三部分。3. 條紋誤差判定和消除的常用方法有：平均值法、（直方圖法）、及在垂直掃描線方向上采用（最近鄰點法、或三次褶積法等。4. 斑點誤差主要由噪聲或磁帶的（誤碼率）等造成，在圖像中往往是分散的和孤立的。5. 大氣散射校正主要有三種方法：（1）（統計學方法）（2）（輻射傳遞方程計算法）（3）（波 段對比法、。6. 在可見光和近紅外，大氣的影響主要來自于（氣溶膠引起的散射）；在熱紅外，大氣的影響主要來自于（水蒸汽的吸收、。7. 專業的遙感圖像處理系統多提供了大氣校正模型，例如，ERDAS和Geomatica系統中的（ACTOR模型，ENVI系統中的（Flash）模

52、型。8. 太陽輻射校正，主要校正由（ 太陽高度角（sunElevation）、導致的輻射誤差，即將太陽 光線傾斜照射時獲取的圖像校正為太陽光線垂直照射時獲取的圖像。9. 遙感圖像的幾何誤差可分為（ 靜態誤差、和（動態誤差、兩大類。前者可分為內部誤差和外部誤差兩類。內部誤差主要是由于（傳感器自身的）性能、技術指標偏離標稱數值造成的。外部變形誤差指的是傳感器本身處在正常工作的條件下，由傳感器以外的各因素所造成的誤差。10. 幾何精糾正以基礎數據集（BASE作為參照。如果基礎數據集是圖像，該過程稱為（ 相對糾正），即以一景圖像作為基礎，糾正其他的圖像，這是圖像一圖像的糾正；如果基 礎數據是標準的地圖

53、，則稱為（絕對糾正），即以地圖作為基礎，糾正圖像，這是圖像地圖的糾正，常用于GIS的應用中。11. 圖像的幾何糾正內容包括：（1）（系統幾何糾正）（2）（投影變形糾正）（3）（幾何精糾 正）。12. 幾何精糾正的基本技術是（ 同名坐標變換方法）。13. 控制點數目的最小值按未知系數的多少來確定。k階多項式控制點的最少數目為（k+1）（k+ 2）/2 ）。14. 重采樣過程包括兩步：（像素位置變換）和（像素值變換）。15. 在直接法中，像元的（坐標位置）發生了變化，但是（像元值）不變，所得到的數據無 法用規則矩陣表示。間接法又稱為灰度重采樣方法，得到的數據可以用規則矩陣表示， 便于進行處理，在實

54、踐中經常采用。16. 為了正確評價目標的反射或輻射特性，必須清除這些失真。 消除圖像數據中依附在輻亮度中的各種失真的過程稱為（輻射量校正（Radiometric Calibration,簡稱輻射校正 。17. （反照率）指的是界面反射的輻照度與內部反射的輻照度之和與入射的輻照度的比值。18. 大氣的散射與輻射光波長有密切的關系，對短波長的散射比長波長的散射要（強）得多。分子散射的強度與（波長的四次方）成（反比）。氣溶膠的散射強度隨波長的變化與（粒子尺度）分布有關。19. 為了盡量減少（太陽高度角）和（方位角）引起的輻射誤差，遙感衛星大多設計在同一個地方時間通過當地上空，但由于季節的變化和地理經

55、緯度的變化，兩者的變化是不可避免的。20. 輻射校正后的數據，可以是（輻亮度），也可以是（反射率）。前者有量綱，后者是相對 的百分比。一、名詞解釋傅立葉變換：指非周期函數的正弦和或余弦乘以加權函數的積分表示主成分變換：是基于變量之間的相關關系， 在盡量不丟失信息前提下的一種線性變換的方法， 主要用于數據壓縮和信息增強。在遙感軟件中，主成分變換常被稱為K L變換。纓帽變換：旋轉坐標空間，但旋轉后的坐標軸不是指到主成分的方向，而是指到另外的方向，這些方向與地物有密切的關系，特別是與植物生長過程和土壤有關。植被指數：根據地物光譜反射率的差異作比值運算可以突出圖像中植被的特征、提取植被類別或估算綠色生物量，能夠提取植被的算法稱為植被指數HIS彩色變換：通過構建H （色調）、丨（強度）、S （飽和度）模型來進行的彩色變換二、簡答1. 傅立葉變換的基本性質有哪些？（1 ）對稱性：函數的偶函數分量將對應于傅立葉變換后的偶函數分量，奇函數分量也對應于奇函數分量，但是要引入系數j。（2）加法定理：時域中的加法對應于頻域內的加法。（3）位移定理：函數位移的變化不會改變其傅立葉變換的幅值，但會產生一個相位變化。（4）相似性定理：“窄”函數對應于一個“寬”傅立葉變換，“寬”函數對應于一個“窄”傅立葉變換（所謂的寬、窄是指函數在坐標軸方向上的延伸情況）。（5）卷積定理：時間域中的