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《遥感数字图像处理》*题与标准答案

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《遥感数字图像处理》*题与答案 第一部分 1.什么是图像?并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。 答:图像(image)是对客观对象的一种相似性的描述或写真。图像包含了这个客观对 象的信息。是人们最主要的信息源。 按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分, 图像可分为模拟图像和数字图像。 模拟图 像(又称光学图像)是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像, 它属于可见图像。数字图像是指被计算机储存,处理和使用的图像,是一种空间坐标和灰度 都不连续的、用离散数字表示的图像,它属于不可见图像。 2.怎样获取遥感图像? 答: 遥感图像的获取是通过遥感*台搭载的传感器成像来获取的。 根据传感器基本构造 和成像原理不同。大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。 3.说明遥感模拟图像数字化的过程。灰度等级一般都取 2 ( m 是正整数) ,说明 m ? 8 m 时的灰度情况。 答:遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。 ①采样: 将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。 空间采样可以将模拟图像 具有的连续灰度(或色彩)信息转换成为每行有 N 个像元、每列有 M 个像元的数字图像。 ②量化:遥感模拟图像经离散采样后,可得到有 M×N 个像元点组合表示的图像,但其 灰度(或色彩)仍是连续的,不能用计算机处理。应进一步离散、归并到各个区间,分别用 有限个整数来表示,称为量化。 当 m ? 8 时,则得 256 个灰度级。若一幅遥感数字图像的量化灰度级数 g=256 级,则灰 度级别有 256 个。用 0—255 的整数表示。这里 0 表示黑,255 表示白,其他值居中渐变。 由于 8bit 就能表示灰度图像像元的灰度值, 因此称 8bit 量化。 彩色图像可采用 24bit 量化, 分别给红,绿,蓝三原色 8bit,每个颜色层面数据为 0—255 级。 4.什么是遥感数字图像处理?它包括那些内容? 答:利用计算机对遥感数字图像进行一系列的操作,以求达到预期结果的技术,称作遥 感数字图像处理。 其内容有: ① 图像转换。包括模数(A/D)转换和数模(D/A)转换。图像转换的另一种含义是为 使图像处理问题简化或有利于图像特征提取等目的而实施的图像变换工作, 如二维傅里叶变 换、沃尔什-哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换和小波变换等。 ② 数字图像校正。主要包括辐射校正和几何校正两种。 ③ 数字图像增强。采用一系列技术改善图像的视觉效果,提高图像的清晰度、对比度, 突出所需信息的工作称为图像增强。 图像增强处理不是以图像保真度为原则, 而是设法有选 择地突出便于人或机器分析某些感兴趣的信息, 抑制一些无用的信息, 以提高图像的使用价 值。 ④多源信息复合(融合) 。 ⑤遥感数字图像计算机解译处理。 5.说明遥感数字图像处理与其它学科之间的关系。 答:应具备的基础理论知识有:数学、地学、信息论、计算机、GIS、现代物理学。 6.说明全数字摄影测量系统的任务和主要功能。目前,比较著名的全数字摄影测量系 统有哪些? 1/8 答:全数字摄影测量系统的任务是利用数字影像完成摄影测量作业。主要功能有:数字 影像处理、 单像量测、 多像量测、 摄影测量解算、 等值线自动绘制、 生成数字高程模型 (DEM) 与正射影像图、机助量测与解译、交互编辑等。 目前,比较著名的全数字摄影测量系统有四维公司的 JX-4、适普公司的 VirtuoZo、 莱 卡公司经销的 Helava 全数字摄影测量系统等。 第二部分 1.说明遥感图像几何变形误差的主要类型。 答: 遥感图像的几何变形误差可分为静态误差和动态误差两大类。 静态误差是指在成像 过程中, 传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差; 动态误差主要是由于 在成像过程中地球的旋转所造成的图像变形误差。 2.简述遥感数字图像几何纠正的一般过程。 答:①准备工作。 ②输入原始数字图像。 ③建立纠正变换函数。 ④确定输出影像范围。 ⑤像元几何位置变换。 ⑥像元的等灰度重采样。 ⑦输出纠正图像。 3.试述中心投影的航空像片、多光谱扫描仪图像、推扫式成像仪图像和真实孔径侧视 雷达图像各自的几何特征。 答: ①航空像片几何特征: a.地物点通过摄影中心与其成像点共一条直线。 b.投影中心到像*面的距离为物镜主距 f。 c.地面起伏使得各处影像比例尺不同。 d.地物由于成像*面倾斜其成像会发生变形。 e.具有高差的物体成像在像片上有投影差。 ②多光谱扫描仪图像几何特征: 多光谱扫描仪使用点扫描方式, 对地面景物靠扫描镜与卫星轨道相垂直方向的摆动或旋 转依次向下扫描,航向扫描则以飞行器的运行实现。几何特征有: a.点中心投影,瞬间成像一个点。垂直于飞行方向的扫描影像为圆弧,圆弧扫描线沿飞 行方向累加形成的圆柱面,构像方程在几何上等效于全景投影。 b.在每个瞬间获得的不是一条缝隙影像,而是相应于地面方形地区(如 79m×79m)的 一个像元。 c.在形成构像方程式时, 应取每个像元的瞬间位置为该片坐标原点, 因此像点坐标 x=0, y=0。 d.对于每条圆弧扫描线,其几何关系等 ③真实孔径侧视雷达图像的几何特征 效于框幅摄影机以中心线( y=0 )为基准沿旁向倾斜一个扫描角 θ 后的情况,此时 x ? 0, y ? f ? tg? 。 真实孔径侧视雷达是斜距投影,其图像的几何特征有: a.当波束照射到传感器一侧的物方斜面时, 其波束到达斜面顶部的斜距之差△R 比地距 之差(即水*距离之差)△X 要小,即△R 小于△X 时,在图像上斜面应有的投影长度被缩 2/8 短了,这种现象称为透视收缩。 b.透视收缩进一步发展, 使得波束到达顶部的斜距比到达底部的斜距更短时, 其顶部和 底部是颠倒显示的,这种现象称为顶底位移。 c.雷达阴影是由波束照射到有起伏的地形时, 在斜面的背后往往存在微波不能到达的部 分,称雷达阴影(注意雷达阴影不是太阳光阴影,二者概念截然不同) 。雷达阴影的



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