2011年北京师范大学849遥感概论考研专业课真题及答案

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点这里,看更多考研真题中公考研,让考研变得简单!更多资料,请关注中公考研网考研学习中,专业课占的分值较大。对于考研专业课复习一定要引起高度的重视,中公考研为大家整理了2011年北京师范大学849遥感概论考研专业课真题及答案,并且可以提供北京师范大学考研专业课辅导,希望更多考生能够在专业课上赢得高分,升入理想的院校。2011年真题科目:849遥感概论一、名词解释(8*5分)1、辐射通量密度2、方位分辨率3、天顶角4、误差矩阵5、斑点6、重采样7、土壤线8、地面控制点二、简答题(8*10分)1、请说明为什么在晴朗的条件下,天空是蓝色的,但是朝霞和晚霞是红色的?2、请简述影响遥感图像几何精校正精度的主要因素?3、请说明植被在SAR图像上主要特征和主要影响因素?4、请简述湿润土壤和干燥土壤在热红外遥感图像上白天和夜间的色调差异,并说明为什么?5、为什么NDVI能够反映植被长势特征?6、在遥感数据处理中,应该先进行辐射校正还是几何校正,为什么?7、利用最大似然估计算法说明监督分类的步骤?8、请根据基尔霍夫辐射定律说明物体的反射率与发射率的关系?三、论述题(30分)某课题拟进行城市中的植被分布特征对城市热岛效应的影响的研究,并从数据分析、数据处理、数据分析方面仔细说明工作流程和技术思路。2011年参考答案一名词解释辐射通量密度:指面辐射源在单位时间内,从单位面积上辐射出的辐射能量方位分辨率:指沿一条航向线(方位线)可分辨的两点间的最小距离。天顶角:太阳/观测天顶角——指太阳入射/观测方向与当地天顶方向的夹角。误差矩阵:用来表示精度评价的一种标准格式。误差矩阵是n行n列的矩阵,n表示类别的点这里,看更多考研真题中公考研,让考研变得简单!更多资料,请关注中公考研网数量。斑点:斑点是SAR成像系统的一大特色,源自基本分辨单元内地物的随机散射,在图像上表现为信号相关(如在空间上相关)的小斑点,它既降低了图像的画面质量,又严重影响图像的自动分割、分类、目标检测以及其它定量专题信息的提取重采样:在产生转换函数后,一个所谓的重采样过程被用来决定从原始图像里填充到输出矩阵中的像元值土壤线:在近红外-红光通道的二维坐标中,土壤(植被背景)光谱特性的变化,表现为一个有近于原点发射的只限,称为土壤线。地面控制点:几何纠正中选择的具有明确标识和坐标信息的地面基准点。二简答题1晴朗的条件下主要是瑞利散射,散射强度和波长四次方成反比,所以波长越小散射越大。所以白天天空主要是蓝色。而早上和傍晚太阳天顶角比较大,太阳光穿过大气到达地面的路径变长,蓝光已经被散射掉了,剩下的就是红光的散射,所以是红色的。2(以下是精校正相关的东西,你可以从控制点、多项式纠正模型,重采样方法这些上来说明影响,不同的方法选取都会导致精度的变化。)几何精校正:利用地面控制点(在遥感影像上或地图上容易识别的点所对应的地面的实际位置)进行的几何校正。利用地面控制点纠正的方法地面控制点的选取在图像上有明显、清晰的定位识别标志,如道路交叉点,建筑边界等地面控制点上的地物不随时间而变化,以保证两幅不同时段的图像或地图几何纠正时能同时识别出来在没有做过地形纠正的图像上选控制点时,应在同一地形高度上进行地面控制点应均匀的分布在整幅图像内,且要有一定的数量保证。地面控制点的数量、分布、精度直接影响几何纠正的效果。多项式纠正模型地面控制点确定后,要在图像与图像或地图上分别独处各个控制点在图像上的像元坐标及其参考图像或地图上的坐标;然后选择合适的左边变换函数式(数学纠正模型),建立图像坐标与其参考坐标之间的关系式(多项式纠正模型);用所选定的控制点坐标按最小二乘法回归求出多项式系数;然后计算每个地面控制点的均方根误差,既可检查有较大误差的地面控制点,有可得到累计的总体均方根误差;指定一个可接受的最大均方根误差,如果总均方根误差超限了,则需删除具有最大均方根误差的控制点,或调整控制点,或改选坐标变换函数式,重新计算,直到满足精度。多项式纠正模型确定后,对全幅图像的各像元进行坐标变换,重新定位,以达到纠正的目的。重采样、内插方法重新定位后的像元在原图像中分布是不均匀的,因此需要根据输出图像上的各像元在输入图像中的位置,对原始图像按一定规则重新采样,进行亮度值的插值计算,建立新的图像矩阵。常用的内插方法:【1】最邻近法:将最邻近的像元值赋予新像元。优点:输出图像仍保持原来的像元值,简单,处理速度快。点这里,看更多考研真题中公考研,让考研变得简单!更多资料,请关注中公考研网缺点:最大可能产生半个像元的位置偏移,可能造成输出图像中某些地物的不连贯。【2】双线性内插法:使用邻近4个点的像元值,按照其距内插点的距离赋予不同的权重,进行线性内插。优点:具有平均化的滤波效果,边缘受到平滑作用,而产生一个比较连贯的输出图像。缺点:破坏了原来的像元值,在后来的波谱识别分类分析中会引起一些问题。【3】三次卷积内插法:使用内差点周围16个像元值,用三次卷积函数进行内插。优点:对边缘有所增强,并具有均衡化和清晰化的效果缺点:破坏了原来的像元值,计算量大。利用地面控制点纠正的方法的缺点【1】对图像亮度值的重采样改变了原图像的数据,影响到图像分类的结果。当采样间隔增大,其分辨率会降低,某些地物信息会随之完全丢失。【2】应用多项式纠正模型无法纠正地形引起的位移。【3】为了得到较小的残余误差,一般需要大量的地面控制点,需要较多的人工时间。对于控制点选取困难的图像,也可选用数据影响匹配与相关技术法。基于灰度的影像匹配需要先从参考图像中提取目标区作为匹配的模板,再将其在待配准的图像中滑动,通过相似性度量来寻找最佳匹配点;基于特征的影像匹配是先从两幅图像中提取出灰度变化明显的某些特征作为匹配单元,再在两幅图像对应的特征集中利用特征匹配算法将存在匹配关系的特征对选择出来,对于非特征像素点利用插值等方法做处理,以实现两幅图像间的逐像素的配准。3植被的散射特性(下面是主要影响因素,结合着就能说出植被的主要特征了)粗糙度:微粗糙度仅与植物本身参数有关,图像亮度主要受波长、俯角影响;中等粗糙度与植物密度、高差及分布有关,多与图像纹理有直接关系;宏粗糙度为前两者与地形起伏叠加的综合反映,其图像强度主要受地面坡度影响。观测方向和俯角:合适的观测方向可以在图像上清晰的显示自然植被的界线,耕地的图型,并可利用阴影估计植株的高度;合适的俯角可以减少土壤特性对于植被分析的影响。含水量增加,散射系数增大;波长增大,散射系数减小;植被特殊去极化效应(由于表面粗糙度和非均质体引起的多次散射与体散射可造成极化方式的转换而产生正交极化的回波),使多极化图像鉴别植物类型更为有效。L波段的SAR图像对森林蓄积量的估算具有特殊的能力。雷达回波强度的影响因素雷达回波强度与后向散射系数直接相关,而雷达后向散射系数受到雷达遥感系统参数以点这里,看更多考研真题中公考研,让考研变得简单!更多资料,请关注中公考研网及地表特性的影响。雷达遥感系统参数【1】波长或频率雷达遥感系统所选择的波长长短,一方面决定了表面粗糙度的大小和入射波穿透深度的能力(波长越长对地物的穿透能力越强);另一方面,波长不同,地物目标的复介电常数不同。对于不同的雷达波长,同一目标的影像特征不一样。【2】俯角(入射角)和照射带宽度俯角:雷达波束与飞行水平面见的夹角。入射角:雷达波束与水平地面法线间的夹角。局地入射角:雷达波束与实际地面发现的夹角。照射带宽度:雷达波束的宽度在距离向上对应于一定俯角范围,在这一范围内,雷达波束照射的地面宽度。入射角越小,回波强度越大,垂直入射时出现最大的后向散射截面。图像的近距点对应俯角大,回波强度大,同一目标处于不同俯角区,其回波大小可能不同。俯角决定入射波的表面粗糙度,从而影响表面散射特征。【3】极化方式:极化状况不同,图象中的信息状况不同。在分析和解译一幅图象前,应知道其极化性质。极化方式是否改变取决于被照射目标的物理和电特性。雷达波遇目标平面而反射,其极化状况在反射时会发生改变。若发射和接收的电磁波同为水平状况,则得到同极化图象HH;若同为垂直状况,则得到同极化图象VV;发射H,接收V,得到交叉极化图象HV;发射V,接收H,得到交叉极化图象VH;不同极化方向会导致目标对电磁波的不同响应,使雷达回波强度不同,并影响到对不同方位信息的表现能力。利用不同极化方式图像的差异,可以更好的观测和确定目标特性和结构,提高图像的识别能力和精度。地表特性(雷达遥感参数一旦确定,雷达回波强度主要与地表特性有关)【1】复介电常数:介电常数(实部)+能量损耗与衰减(虚部)复介电常数越高,对雷达波束的反射作用越强,穿透作用越小,色调越浅。与水分含量相联系,复介点常数越高,水分含量越高。(金属或含水量高的物体电导率高,介电常数大、渗透小,反射率高)点这里,看更多考研真题中公考研,让考研变得简单!更多资料,请关注中公考研网【2】地形坡度:影响到雷达波束的局地入射角。斜坡较平地或陡坡的入射角小,回波强度大;地形坡度产生的阴影效果增强了图像的表面状态。【3】表面粗糙度:一般随表面粗糙度的增加,雷达回波强度受入射角影响程度减弱;但是粗糙表面对频率的依赖性却很强。表面粗糙度反映了辐射区的散射程度,它与雷达系统的俯角和波长有关。4一般地物白天受太阳辐射影响,温度较高、呈暖色调;夜间物质散热,温度较低,呈冷色调。(结合水说土壤)土壤的发射辐射是由土壤温度状况决定的。土壤温度与水分的蒸腾散失、风化和化学溶解、微生物活性以及有机质的分解速度有关,并与植物生长有关。影响土壤热特性的最主要因素:土壤水分,土壤空气湿度。水体:比热大,热惯量大,对红外几乎全部吸收,自身辐射发射率高;热对流方式传递温度,所以表面温度较为均一;昼夜温度变化慢而小。白天睡热容大,升温慢,比周围土壤岩石温度低,呈冷色调;夜晚水储热能力强,热量不易很快散失,比周围土壤、岩石温度高,呈暖色调。5先说两个波段的作用健康的绿色植被在近红外波段通常反射40%-50%的能量,而在可见光范围内只能反射10%-20%的能量,因为植被中的叶绿素吸收多数的可见光。而枯萎及干死植被中叶绿素含量大量减少,因此在可见光波段,其反射率比健康植被高。但在近红外波段,其反射率比健康植被低。而裸露土壤的反射率通常在可见光高于健康植被,但低于干死及枯萎植被;在近红外,则明显低于健康植被。健康绿色植被、干死或枯萎植被以及裸土土壤的典型波谱反射特征曲线的差异是计算许多植被指数的基础。在植被指数中,通常选用对绿色植物(叶绿素引起的)强吸收的可见光红波段和对绿色植物(叶内组织引起的)高反射的近红外波段。这两个波段不仅是植物光谱中的最典型的波段,而且它们对同一生物物理现象的光谱响应截然相反,故它们的多种组合对增强或揭示隐含信息将是有利的。▲NDVI的优势:它是植被生长状态及植被覆盖度的最佳指示因子,它与LAI、绿色生物量、植被覆盖度、光合作用有关。因此又被认为是反映生物量和植被监测的指标。经比值处理后,部分消除了太阳高度角、卫星扫描角及地形、云和阴影、大气程辐射的影响。NDVI减少了因遥感器标定衰退对单波段的影响。对于陆地表面主要覆盖而言,云、水、雪在可见光波段比近红外波段有较高的反射作用,因而其NDVI值为负值;岩石、裸土在两波段有相似的反射作用,NDVI值近于0;而在有植被覆盖的情况下,NDVI为正值,并随着植被覆盖度增大,其NDVI值越大。可见,几种典型的地面覆盖类型在大尺度NDVI图像上区分鲜明,植被得到有效的突出。因此,它特别适合全球或各大陆等大尺度的植被动态监测。点这里,看更多考研真题中公考研,让考研变得简单!更多资料,请关注中公考研网6一般情况下先进行辐射纠正,再进行几何纠正。原因在于,在几何纠正的过程中需要对像元进行灰度重采样,若不先进行辐射纠正,那么参与重采样计算的像元值并不是准确的,从而给几何纠正的带来较大的误差。7(一)监督分类监督分类:通过选择代表各类别的已知样本(训练区)的象元光谱特征,事先取得个类别的参数,确定判别函数,从而进行分类。步骤:【1】选择训练样本和提取统计信息:训练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