遥感教程第一部分答案¶
目录
ANSWERS
` <>`__1-1 主观的。 **BACK**
` <>`__1-2 ：柱状图为双峰，即双峰。一个靠近dn值12的窄峰对应于与海洋相关的暗色调；第二个靠近28的宽峰对应于陆地上发现的色调。很少有超过50像素的dns出现。如图所示，大多数指定为灰度的值（陆地卫星的灰度值可以从0延伸到255 dns）都是深色的，因此产生的图像既不讨人喜欢，也不具有很强的信息性。然而，上面显示的3波段图像有相当多的浅灰色色调，看起来“不错”。这里的柱状图是“原始”的，即传感器系统记录的实际dn值的结果。这种dn分布已经被拉伸以覆盖更广泛的灰度范围，正如本节后面将讨论的那样，从而产生具有适当灰度对比度的图像。 **BACK**
` <>`__1-3 ：莫罗湾本身就在这个名字的中心城镇的正下方；请注意，海湾向南延伸。前景中的大岩石（莫罗岩石）很容易被发现。在图片中，沿着海滩的破碎很明显，在它的右边是沙滩（在它的右边，海滩的一部分被陆地卫星图像中出现的黑色植被覆盖着）。中央的山丘范围大致垂直于照片，在3区也很容易看到，左上角更高的山丘（主要海岸范围）也很容易看到。在靠近左中部的地方，可以在照片中看到一片宽阔的褐色荒地和一片绿色的田野。注意莫罗岩左边的五个储油罐；仔细看，因为它们也在3区可见。您可能还发现了其他共同的特性。全景地面照片拍摄点位于陆地卫星图像的左下角附近。 **BACK**
` <>`__1-4 ：粉质水（图中a）在TM波段1、2、3为中至深灰色，在4、5、7为黑色。它在6波段（热）不能与周围的水区别开来，因为所有波段都有黑色调。破胶剂（H）在1、2、3段呈白色，在4段呈斑驳的白灰色，在5和7段呈深灰色。他们在6区不可见。海滩沙（C处无植被部分）在1、2、3和7区呈白色，在4和5区呈浅灰色，在6区呈中灰色。Los Osos以纵横交错的图案（街道）为标志，1、2、3区为杂色中灰色，3、5、7区为较均匀中灰色，大的白色斑块为均匀中灰色（商务区？）6。沼泽三角洲（O）是中到中黑色的所有带，除了4，这是一个斑驳的浅和中灰色。许多被阳光照射的斜坡（d）在所有波段都呈白色（大多数在6波段中如此），但在4波段则略呈灰色。阴影（e）在所有波段中都是黑色到深灰色；但在波段4中，一些阴影斜坡是中到深灰色。 **BACK**
` <>`__1-5 ：这张陆地卫星图像是在11月中旬拍摄的。在一年中的那个时候，太阳在这个纬度的天空中处于相当低的位置，所以太阳光线以较低的角度照射进来。照射量由这个角度控制（在数学上，它随入射角的三角余弦而变化 [相对于垂直面或垂直面测量] ）；低角度减少了到达表面的辐射量或强度（部分原因是，对于一个小的立体角，它将作为垂直入射辐射的正方形投影，低角度的立体角将扩展为椭圆）。此外，在低角度，太阳辐射通过大气的路径更长（因此，吸收更多）。因此，冬季的场景整体应该更暗，相对对比度可能会低于明亮的夏季图像。冬季图像中的阴影会更宽（椭圆效果），因此在丘陵地形中，浮雕感（适用于相对高度差的术语）会更加突出。当然，在冬季，植被可能大部分处于休眠状态，降低诸如tm 1、2和3等波段的对比度，使波段4变暗，并对5-7产生一些影响。改变一天中时间的影响是两方面的：第一，太阳的仰角（角度）改变，第二太阳的方位角（指南针的入射方向）也改变。这会对山脉的外观产生深远的影响。从东南方向来的早晨方位角会引起斜坡照明的显著偏差——那些山脊向东北-西南方向延伸的斜坡，其东南方向的斜坡会被照亮，西北方向的斜坡会变暗。午后方位角强调山脉群，山峰呈西北-东南走向，相应的西南坡明亮，东北坡较暗。一般来说，所有陆地卫星图像（以及其他在早晨天桥上运行的航天器传感器的图像）在阴影中都有这种普遍的偏差；雷达图像也有选择性的起伏偏差（见第8节）。 **BACK**
` <>`__1-6 ：这是一个很好的例子，说明了图像大小（比例）和分辨率的作用。对于大多数17英寸或更小屏幕的观众来说，很难在仅占屏幕一部分的小尺寸图像中看到存储罐。但是，在地图视图中，图像占据了全屏，坦克在尺寸和对比度的增加（坦克白色被中灰色背景包围）的帮助下脱颖而出。 **BACK**
` <>`__1-7 ：这里没有启示。你可能是对的，但我们会让你一直猜测到下一节。这个问题只是确保你接受了文中提出的挑战。 **BACK**
` <>`__1-8 ：造成这种黑暗的原因可能有两个。首先，在右角，陆地已经上升到接近海岸山脉的顶峰。越高，温度就越低。第二，松树、红杉和更多的落叶植被出现在这些高海拔地区，它们通过蒸散作用进一步冷却空气。 **BACK**
` <>`__1-9 ：在波段2和3中，注意到两个非常亮的小斑块，形状相当矩形。这些可能是沙坑和/或岩石露头。在第5和第7波段，它们看起来最暗。第5波段比第7波段轻一些，尽管特征对比度大致相同。这可能与以下三个因素中的一个或多个有关：辐射水平实际上在5中更亮；波段5探测器的增益稍高；或者，当图像投影到屏幕上或打印在纸上时，有一个逐渐变暗的灰度阶跃的条形标度（如新的Jer所示用于校准（照片）密度级别的SEY图像-如果在两个正在比较的图像中这些不完全相同，则效果将是色调级别的整体差异（对于一个波段场景相对而言，所有特征都以灰度级别升高或降低）。另一个）。 **BACK**
` <>`__1-10 ：首先，在陆地卫星出现的早期，人们（主要是地质学家）在陆地卫星图像上发现了线性特征或“线性体”，许多人将其称为“地质性质”。有些图像有数百个这样的功能，但现场检查往往找不到它们。纽约地质调查局的yngvar isachsen博士研究了这一现象（如果所有这些都是真的作为断层/裂缝有效的话，石油和矿产公司将有一个新的、超强大的勘探能力），并在阿迪朗达克山脉的一幅图像中发现，在地质学上不到一半是有效的。这些断裂或断层系统之所以清晰可见，主要是因为它们控制了沿地貌的侵蚀，形成了笔直的山谷（通过阴影突出），或者是充满水的拉长洼地。另一种常见的断层表现是由于水分集中，植被沿着断层排列。断层通常也将不同性质/成分的岩石并列，从而产生产生直线的音调不连续。线性边界也产生在两个颜色/成分不同的地质单元（地层）之间的边界（接触面）。常见的非地质线包括：道路、铁路、围栏线；农田边界；电报和电力线；树篱排。 **BACK**
` <>`__1-11 ： 这个答案最早是在1998年提出的，使用的是第一原理（思维实验），而不是检查实际产品。立即阅读此说明： 标准FCC的红色和粉色区域现在变成深到浅蓝色。现在，面向阳光的山坡变得更黄了，但这里和那里都有紫色的痕迹。现场不会有太多真正的红色。沙粒和破碎带继续变白，但伴随着绿色。海水将继续变暗，但总体上呈弱绿色，除了淤泥将变得更绿。 In late 2002, the writer decided to make a false color composite, using stretched input images for band 4 = blue; band 2 = green; band 1 = red, to see how close the above predicted version approached a real outcome. Examine this image:
从广义上讲，大多数预测都是有效的。但作家对黄色的统治感到惊讶。在重新检查延伸的2和3波段时，大部分山丘和乡村都有类似的灰色色调，有点亮。因此，当呈现为绿色和红色时，组合应该是黄色的。海洋没有绿色的覆盖物，但淤泥有。
指定用于生成此图像的配色方案使用idrisi的“颜色组合”选项。出于好奇，应用了第二种完全不同的颜色模式（idrisi称之为定性256），结果如下：
这与标准的假彩色渲染大不相同。有些颜色图案似乎没什么意义。黑色斑块大多是异常的。陆地上的绿色主要与山坡上的后坡有关。
从这些表现形式中学到的教训是，人们应该尽可能实际地使颜色合成来测试预测，并且尝试各种颜色分配和使用不同的延伸是富有成效的。有些结果比其他结果更好（更可信）。 **BACK**
` <>`__1-12 ：同样，这有点主观。很明显，在设置新的最大最小限制之前，简单的线性拉伸在改善图像方面没有太大的作用。但这张新照片仍然没有很强的对比度。从一开始，饱和度和直方图均衡延伸的线性关系较好。饱和的伸展使山坡显得有点太亮了。通过一个轻微的边缘，我判断直方图均衡拉伸最好，因为它有一个更好的平衡对比。这些扩展是用idrisi处理程序完成的。我对其他图像的经验是，通常（并非总是）柱状图均衡拉伸会产生更好的最终产品。 **BACK**
` <>`__1-13 ：低带通滤波器图像类似于TM波段1-3，但有点暗。它看起来也有点模糊。但它可以用来拍航空照片。边缘增强的图像绝对更清晰，就好像图像分辨率得到了提高。高带通图像与我们看到的任何其他图像都有很大的不同，并且看起来相当“嘈杂”。城镇里的道路轮廓分明。但是，山上的每一个斜坡和沟壑也显示出突出山峰和河道所带来的线形。在寻找断层和断裂模式的过程中，这种类型的图像有着许多相交的直线段，很难解释。注意在海洋和海湾水域如何强调水平扫描线。为了评估高通和边缘增强图像，应该注意的是，idrisi程序中使用的过滤器在生成令人满意的最终产品方面通常做不到很好的工作，这里的情况也是如此。**BACK**
` <>`__1-14 ：关键词是“相关”或更好的“去相关”。几个TM波段，特别是1、2和3是强相关的，这意味着一个波段中的变化在另一个波段中是紧密匹配的，因此色调模式或灰度水平可能无法显示足够的差异来分离每个波段中具有相似响应的特征。主成分分析通过移动轴来解决这一问题，这些轴显示出与新的空间位置之间的强相关性，这些新空间位置会导致不同波段之间的灰度水平存在显著差异（去相关），从而导致识别。新图像包含了交叉相关所考虑的所有波段的影响。一种被称为去相关拉伸的特殊处理方法是取三个PCA图像（通常是1、2、3），操纵它们的特征向量，然后将它们转换成被拉伸的RGB（红-绿-蓝）图像。因此，去相关效应被转换回更传统的图像类型。 **BACK**
` <>`__1-15 ：它类似于前三个TM波段，类似于有点暗的航空照片。但是，由于海浪和沙子太暗，这个版本可能没有足够的对比度。 **BACK**
` <>`__1-16 ：在主要成分2图像中，海洋更加明亮，并显示了在广阔区域内不同泥沙模式的一些建议。波是PC 2图像中最亮的功能。Los Osos镇的一部分非常明亮，呈方形，与TM图像中看到的街道布局类似。莫罗湾也很明亮。1号公路以北的丘陵和山脉显示了大量较小的色调图案，它们在灰度上的变化比TM图像中明显的多。注意阴影已经消失了。公路以南的大部分农村地区颜色较深，其图案与任何单独的TM波段图像都没有明显的相关性。三角洲比较亮，但高尔夫球场比较暗。 **BACK**
` <>`__1-17 ：两件事：莫罗岩附近有一些热流出物的迹象，第二，右下象限有一个不规则形状的光（白色）色调图案，似乎与TM图像和颜色合成中的任何特定特征都不相关。 **BACK**
` <>`__1-18 ：从TM波段4到波段2的比率应区分。4波段的植被应该非常明亮，而铜色带则是绿色的，相当明亮。这个比例在色调或灰度上应该很轻。但是，对于染色而言，它的反射率在波段4中会较低，而在2中会较低（中灰色），因此，该比值应该是中等暗，但可能比使用波段3时的灰度高。 **BACK**
` <>`__1-19 ：比率图像与PC 3非常相似。 **BACK**
` <>`__1-20 ：如果使用四个或更多条带制作簇，则不能在传统的三轴图中显示，而是将在数学空间（4个或更多维度）中概念性地绘制。这只能显示为数字。但由此产生的无监督图像很可能显示出定义更好（未识别）的类，因此这种多波段分类通常更为优越，对于解释人员来说，它可以更好地帮助定义存在的类及其空间分布。不幸的是，用于进行这些无监督分类的idrisi的最新版本最多只能有3个类；它确实有一个可以处理4个以上波段的特殊程序（isoclus），但其说明手册没有指定执行此操作所涉及的步骤。作者已经看到使用所有7个TM波段的无监督程序在不同的图像处理程序上运行，并且可以保证输入>3个波段的优越性。 **BACK**
` <>`__1-21 ：乍一看，波段1、2、3和4、7、1的无监督分类都是一个大杂烩，与迄今为止确定的特征没有任何明显的相关性，而不是单个波段和颜色组合。这一点尤其适用于大多数丘陵到山区的乡村，在那里，杂色通常不符合任何有意义的东西。在1、2、3区，城镇一般都是蓝色的，但相同或相似的蓝色散布在附近的山坡上，在那里它们不属于。在1，2，3，公海是一个均匀的黑色和主要的淤泥模式明亮的红色。但是，断路器和沙子都是绿色的，有些植被区也是绿色的。4，7，1的海洋有相当大的橙色，这可能是一些更广泛的淤泥模式。总的来说，我的印象是，3波段的无监督分类仅是最低限度的帮助，特别是与即将显示的有监督分类相比，在某种程度上与7波段的无监督分类相比，我们无法在此描绘。 **BACK**
` <>`__1-22 ：除波浪外，所有与水有关的类都有几乎相同的特征。这个标志要亮得多，与它在大多数波段的高反射相一致；这泡沫状的水大大散射了光线，使它呈现出白色的外观。其他命名类的签名肯定与非波浪型水的签名不同。仅考虑波段3：其dns将是a）水12；b）城镇32-39；c）沼泽27；d）太阳坡41；阴影14（注意阴影和开放海水之间7个波段的差异）。对于图中绘制的水特征，波段6的所有值都趋向于大约112；该热波段显示大多数类别的亮度相似，因此需要特殊的对比度拉伸来显示小的差异作为独特的灰度水平。 **BACK**
` <>`__1-23 ：最明显的区别是沼泽三角洲。在最大似然图像中，它是更均匀的橙色；在最小距离处，在远离沼泽的几个区域中出现了一些橙色斑点。地图在最小距离分类中，灌木类被更细分，而该地图显示的是更干净的土地。最小距离图中的阴影会更分散，与其他几个类混合在一起。 **BACK**
第1节中提出的其余问题与“考试”有关，可通过第1-20页的“此处”链接访问。这些问题被链接到一个单独的答卷上。