单元6 数字高程模型及其应用。
1,什么是dtm?什么是dem?
2,获取建立数字高程模型的数据点有哪些方法?
3,数字高程模型应用有哪些算法?
4,什么是坡度?什么是坡向? 什么是地表粗糙度(破碎度)?
5,简述dem的主要应用方向。
答案:1,dtm (digital terrain model, dtm)是利用一个任意坐标系中大量选择的已知x、y、z的坐标点对连续地面的一种模拟表示,是地形表面形态属性信息的数字表达,是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。如地面温度、降雨、地球磁力、重力、土地利用、土壤类型等其他地面诸特征。
x、y表示该点的平面坐标,z值可以表示高程、坡度、温度等信息。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型,dem是dtm的一个子集,是dtm的基础数据,最核心部分,可以从中提取出各种地形信息,如高度、坡度、坡向、粗糙度,并进行通视分析,流域结构生成等应用分析。
2,地面测量、现有地图数字化、空间传感器、数字摄影测量方法。
3,地形剖面的面积计算和体积计算、将xy方形格网点的地面坐标换算成像片坐标、求数字高程模型的中心投影影像、数字坡度模型及地面坡度分类、由dem求真实的地表面积、挖方或填方计算。
4,坡度定义为地表单元的法向与z轴的夹角,即切平面与水平面的夹角。坡向是地表单元的法向量在水平面上的投影与x轴之间的夹角。地表粗糙度(破碎度)是反映地表的起伏变化和侵蚀程度的指标,一般定义为地表单元的曲面面积与其水平面上的投影面积之比。
5,dem的主要应用方向有:(1)基于dem的信息提取。如提取坡度、坡向、地表粗糙度、高程变异分析、地貌形态的自动分类等。
(2)等高线的绘制。(3)基于dem的可视化分析。如剖面分析、通视分析、地形三维图绘制、地貌晕渲图绘制、模拟飞行等。
(4)流域水文特征及土木工程。
单元7 像片纠正与正射影像图制作。
1,什么是像片纠正?为什么要进行像片纠正?
2,像片纠正的分类?
3,数字微分纠正的基本任务是什么?间接法数字微分纠正的步骤是什么?
4,什么是数字正射影像图?它的特点是什么?
5,如何检验正射影像的几何精度?
6,简述正射影像匀光处理的定义与目的。
7,什么是立体正射影像对?它有什么优点?简述立体正射影像对的制作过程。
答案:1,摄影测量工作中,对航摄像片进行投影变换,消除由于摄影时像片倾斜引起的像点位移,并将其归化为规定的比例尺图像的技术叫做像片纠正。与像片平面图相比较,航摄像片存在着以下问题:
(1)像片倾斜引起的像点位移动(2)地面起伏引起的像点位移(3)摄站点之间由于航高差引起的各张像片间的比例尺与成图比例尺不一致。因此必须进行像片纠正。
2,像片纠正按其原理和方法,可分为常规纠正、微分纠正和数字纠正。
3,数字微分纠正的基本任务是根据有关的参数和数字地面模型(dtm),利用相应的构像方程式,或按一定的数学模型用控制点解算,从原始的非正射投影的数字影像获取正射影像,这种过程是将影像化为很多微小的区域逐一进行,且使用的是数字方式处理。
间接法数字微分纠正的步骤是:计算地面点坐标、计算像点坐标、灰度内插和灰度赋值。
4,数字正射影像图(digital orthophoto map,缩写dom)是利用数字高程模型(dem)对经扫描处理的数字化航空像片,经逐像元进行投影差改正、镶嵌,按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数字正射影像数据集。它是同时具有地图几何精度和影像特征的图像,具有精度高、信息丰富、直观真实等优点。
5,通过以下步骤检查:野外检测、与等高线图、线划地图套合目视检查、立体像对制作两幅正射影像,量测同名点的视差。
6,受光学航空遥感影像获取的时间、外部光照条件以及其他内外部因素的影响,导致获取的影像在色彩上存在不同程度的差异,这种差异会不同程度地影响到后续数字正射影像生产及其他的影像工程应用中对影像的使用效果,因此需要对影像进行色彩平衡处理,即匀光处理。
7,为了从立体观察中获得直观立体感,可以为正射影像制作出一幅立体匹配片,正射影像和相应的立体匹配片共同称为立体正射影像对。
立体正射影像对的优点是制作方便、便于定向和量测、量测设备简单。
立体正射影像对的制作过程主要分三步:正射影像制作、求斜投影的地面点坐标、制作匹配片。
单元8 遥感基础。
1,遥感的基本概念是什么?
2,简述遥感技术的分类。
3,遥感传感器主要由哪几部分组成?
4,什么是大气窗口?大气窗口对于遥感探测有何意义?
5,简述遥感技术的特点。
6,简述遥感图像预处理的内容。
7,遥感图像的分辨率包含哪些内容?
8,简述当代遥感对地观测技术的发展特点。
答案:1,遥感是指借助对电磁波敏感的仪器,在不与探测目标接触的情况下,记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息,揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。即遥远的感知。
2,按传感器的运载工具或遥感平台的不同,可以分为地面遥感、航空遥感和航天遥感三类。按传感器记录方式的不同,分为图像方式和非图像方式,根据传感器工作方式的不同,图像方式和非图像方式又分别分为主动方式和被动方式。
3,收集器、探测器、处理器、记录器。
4,电磁波必须透过大气层才能到达卫星遥感器并被接收和形成数据记录,由于地球表面大气中各种粒子与天体辐射的相互作用(主要是吸收和反射),大部分波段范围内的天体辐射无法到达地面,人们把能够到达地面的波形形象地称为“大气窗口”。
5,覆盖范围广、信息量大、具有连续观测的特点。
6,数据转换、数据压缩、数据校正(辐射校正和几何校正)。
7,空间分辨率、时间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率、温度分辨率。
8,多传感技术、遥感的高分辨率特点、遥感的多时相特征。
单元9 遥感图像的成像原理与处理。
1,什么是亮度对比?颜色的性质由什么来描述?
2,简析遥感图像预处理的定义与内容。
3,什么是图像畸变?什么是图像复原?
4,辐射校正的定义和目的是什么?
5,太阳同步轨道和地球同步轨道的区别是什么?
6,大气散射作用对图像的影响是什么?
7,简述遥感图像的变形误差。
8,在遥感图像几何校正中,地面控制点的选取准则是什么?
9,遥感图像几何校正的一般步骤是什么?
10,几何校正与配准的区别是什么?
11,什么是地图投影?
12,图像增强的定义是什么?
13,直方图匹配的定义与作用是什么?
14,什么是高通滤波?
15,试述遥感图像多源信息复合的定义、内容及目的。
16,遥感图像多源信息复合有哪几种?
17,什么是相对配准?什么是绝对配准?
答案:1,亮度对比即视场中对象与背景的亮度差与背景亮度之比。颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述。
2,在遥感图象处理中,把基本的和比较简单的图象恢复处理统称为预处理。预处理一般包括对成像时照明条件的差异、大气影响、系统噪声和仪器误差以及系统的几何畸变等的改正或补偿。
3,通常对造成图像质量下降的这类问题称为图像畸变。对一个退化的图像进行处理,使它恢复到原始目标的状态称为图像复原。
4,消除图像数据中依附在辐射亮度中的各种失真的过程称为辐射校正。目的:尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声引起的传感器的测量值与目标光谱反射或辐射等物理量之间的差异;尽可能恢复图像的本来面目,为遥感图像的识别、分类、解译等后续工作打下基础。
5,太阳同步轨道,能保证卫星每天在特定的时刻经过指定地区,这当然便于我们获得最好的太阳光条件,从而得到高质量的地面目标图像,这就是气象卫星、资源卫星通常选择太阳同步轨道的原因。这对照相侦察卫星、气象卫星、资源卫星都很有利,因为每次对某地拍摄的**都是在同一照度下取得的,通过对比,可以获得更多的信息。
与之相对的地球同步轨道,卫星在顺行轨道上绕地球运行时,其运行周期(绕地球一圈的时间)与地球的自转周期相同。这种卫星轨道叫地球同步轨道。 对应的卫星叫地球静止卫星轨道。
如果地球同步轨道卫星正好在地球赤道上空离地面35786千米的轨道上绕地球运行,由于它绕地球运行的角速度与地球自转的角速度相同,从地面上看去它好像是静止的,这种卫星轨道叫地球静止卫星轨道。地球同步卫星常用于通讯、气象、广播电视、导弹预警、数据中继等方面,以实现对同一地区的连续工作。
6,散射作用对图像将产生三种后果:损失某些短波段的地面有效信息;产生邻近像元之间辐射性质的相互干扰;与云层反射一起形成天空光。
7,遥感图像的变形误差分为静态误差和动态误差。其中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;动态误差是指成像中由于地球旋转所造成的图像变形误差。
8,一般来说,控制点应选取影像上易分辨且较精细的特征点,这很容易通过目视方法辨别,如道路交叉点、河流弯曲或分叉处、海岸线弯曲处、湖泊边缘、飞机场、城廓边缘等。特征变化大的地区应多选些。影像边缘部分一定要选取控制点,以避免外推。
此外,尽可能满幅均匀选取,特征实在不明显的大面积区域(如沙漠),可用求延长线交点的办法来弥补,但应尽可能避免这样做,以避免造**为的误差。
9,确定校正方法;确定校正式;验证校正方法、校正式的有效性;重采样、内插。
10,几何校正和配准的异同:实际上两者的过程完全一样,只有意义和目的不同。配准只要求一图像与另一幅图像配准,而不在乎该参考图像的几何精度高与否,只求两图像的对应位置坐标一致。
而几何纠正,要求参考图像的几何精度要很高,达到一定的要求。如果配准的参考图像几何精度很高,那么他同时也进行了几何纠正。
11,地图投影就是把地球参考椭球体曲面按一定的规律投影转化为地图平面。
12,将原来不清晰的图像变清晰或把我们感兴趣的有用信息强调出来(同时抑制不感兴趣的特征)的图像处理方法叫做图像增强。增强是相对或选择性的,即信息得以增强的同时,另一些信息被压缩了。
13,直方图匹配是使图象的直方图与另一幅图象或特定函数形式的直方图相匹配。通过直方图匹配可以部分消除由于太阳高度角或大气影响造成的相邻图象的效果差异。
14,高通滤波(high-pass filter) 是一种过滤方式,规则为高频信号能正常通过,而低于设定临界值的低频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序(目的)而改变。它有的时候也被叫做低频去除过滤(low-cut filter)。
高通滤波是低通滤波的对立。
摄影测量重点
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