遥感数字图像处理
遥感数字图像处理资料
第一章绪论1．遥感、遥感过程遥感：一种在远离目标，不与目标直接接触的情况下，通过传感器获取其特征信息，并对这些信息进行处理、分析和应用的综合性探测技术。
遥感过程：指遥感信息的获取、传输、处理，以及分析判读和应用的全过程。
2．遥感数字图像——以数字的形式存储的、离散的、适合于计算机处理的影像数据。
——数字图像的特点：（1）表现为二维阵列（网格），属于不可见图像（2）数字化、离散化（空间离散、亮度离散）3．遥感数字图像处理系统遥感数字图像处理：利用计算机对遥感数字图像进行一系列操作，以求达到预期目的的技术。
主要技术过程：遥感图像输入存储——〉增强——〉校正——〉解译遥感图像的数字化：指光学图像（物理图像）到数字图像的转换过程，包括采样和量化两个过程。
采样——将空间上连续的图像变换为离散的点的操作量化——将测量的灰度值用一个整数表示遥感图像的数据量估算：4．遥感数字图像的基本特点：（1）便于计算机处理和分析（2）信息损失少（3）图像抽象性强（4）图像保存方便遥感数字图像处理的特点：（1）图像信息损失小，处理精度高（2）抽象性强，再现性好（3）通用性强，灵活性高第三章遥感图像及其特征1．遥感图像的模型：可以表示为目标发射辐射量和反射辐射量之和。
2．遥感数字图像可以用多维空间来描述遥感图像空间：描述多波段遥感影像中的像素亮度值的空间分布的三维离散空间。
（行坐标X、列坐标Y、波段Z；坐标系内的每一个点代表一个像元亮度值）多光谱空间：N维坐标系，每一个坐标轴代表一个波段，坐标值为亮度值，坐标系内的每一个点代表一个像元。
3．遥感图像的信息内容——包括波谱信息、空间信息、时间信息三个方面。
（1）波谱信息：指遥感图像上不同地物之间的亮度值差异及同一地物在不同波段上的亮度值差异。
（2）空间信息：通过图像亮度值在空间上的变化反映出来的信息。
一般包括空间频率信息，边缘和线性信息、结构或纹理信息以及几何信息等。
（3）时间信息：指不同时相遥感图像的光谱信息与空间信息的差异。
遥感数字图象处理课件.ppt
加色法彩色合成与减色法彩色合成
Байду номын сангаас
加色法三原色
减色法三原色
三、光学增强处理
✓ 图像的光学增强处理方法具有精度高， 反映目标地物 更真实，图像目视效果等优点，是遥感图像处理的重 要方法之一。
✓ 计算机图像处理的优点在于速度快、操作简单、效率 高等优点，有逐步取代光学方法的趋势。
2、颜色的性质：
所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其他波长吸收的结果。 颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述。
（1）明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。物体
反射率越高，明度就越高。
（2）色调：是色彩彼此相互区分的特性。 （3）饱和度：是色彩纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，
频率是否单一的表示。
第一节 遥感图像的光学处理原理及方法
一、颜色视觉
1、亮度对比和颜色对比
（1）亮度对比：对象相对于背景的的明亮程度。改变对
比度，可以提高图象的视觉效果。 C=(L对象 – L 背景）/ L 背景
（2）颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色的相互
影响叫做颜色对比。两种颜色相互影响的结果，使每种颜 色会向其影响色的补色变化。在两种颜色的边界，对比现 象更为明显。因此，颜色的对比会产生不同的视觉效果。
③ 色度图：可以直观地表现颜色相加的 原理,更准确地表现颜色混合的规律.
CIE色度图
3、颜色相减原理
减色过程:
白色光线先后通过两块滤光片的过程.
颜色相减原理:当两块滤光片组合产生颜色混合时,入
射光通过每一滤光片时都减掉一部分辐射，最后通过的光是经过 多次减法的结果.
减法三原色:黄、品红、青
遥感数字图像处理教程
遥感数字图像处理教程第一章名词解释1、遥感数字图像（P1）:以数字形式存储和表达的遥感图像2、A/D 转换（P1）：把模拟图像转变成数字图像称为模/数转换，记作A/D 转换3、D/A 转换（P1）：把数字图像转 变成模拟图像称为数/模转换，记作D/A 转换简答题1、模拟图像（照片）与遥感数字图像有什么区别？ （P2） 答表1.1遥感数字图像与印刷照片的区别颜色没有特定的规则，在处理过程「二可以根据需 要通过合成产生多个波段（3-8000） 2、怎么理解图像处理的两个观点？ （P7）答：两种观点是：离散方法的观点和连续方法的观点。
1 .离散方法：图像的存储和表示均为数字形式，数字是离散的，因此，使用离散 方法进行图像处理才是合理的。
与该方法相关的一个概念是空间域。
空间域图像 处理以图像平面本身为参考，直接对图像中的像素进行处理。
2 .连续方法：图像通常源自物理世界，它们服从可用连续数学描述的规律，因此 具有连续性，应该使用连续数学方法进行图像处理。
与该方法相关的一个主要概 念是频率域。
频率域基于傅里叶变换，频率域的图像处理是对傅里叶变换后产生 的反映频率信息的图像进行处理。
完成频率域图像处理后，往往要变换回到空间 域进行图像的显示和对比。
四、论述题1、什么是遥感数字图像处理，主要内容有哪些？ （P2）答：遥感数字图像处理是通过计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系列 操作的过程。
（1）图像增强：使用多种方法去除噪声，增强显示图像整体或突出图像中的特 定地物的信息，使图像更容易理解、解释和判读。
例：例如灰度拉伸、平滑、锐 化、彩色合成、主成分（K-L ）变换、K-T 变换、代数运算、图像融合照片来自于模拟方式通过摄影系统产生没有像素没有行列结构没有才」推行o 表示投有数据任何点，都没有编号摄影受电黑波谱的成像范围限制遛感数字图像 来自干数字方式 通过扫描和数码相机产生 基本利成单位是像素 具有行和列 可能会观察到扫描行 。
遥感数字图像处理(ERDAS)
• 色彩变换（RGB-IHS）
– 将图像从红绿蓝彩色空间转换到以亮度、色度、 饱和度为定位参数的彩色空间，以便使图像颜 色与人眼看到的更接近。
• 指数计算
– 应用一定的数学方法，将遥感图像中不同波段 的灰度值进行各种组合运算，计算反映矿物及 植被等的常用比率和指数（植被指数，裸露指 数等）
傅立叶变换
植被指数： 水体指数： 建筑指数：
专题制图输出
根据工作需要和制图区域的地别特点，进行地图四面的整体设计，设计内 容也括图幅大小尺寸、图面布置方式、地图比例尺、图名及图例说明等； 需要淮备专题制图输出的数据层，也就是要在窗口中打开有关的图像或图 形文件； 启动地图编辑器，正式开始制作专题地图； 确走地图的内图框，同时确定输出地图所也含的实际区域范围，生成基本 的的制图输出图面内容： 在主要图面内容周围，放置图廓线、格网线、坐标注记，以及图名、图例、 比例尺、指北针等图廓外要素； 设首打印机，打印输出地图。
20 20
250/500/1000
产品
蓝
绿
红
近红外
短波红外
中波红外
热红外
全色
Landsat-7
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Landsat-5
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Spot-4
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Modis
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产品
多光谱数据
PAN数据
备注
全景范围
SPOT-2/4
数字图像处理技术在遥感图像解译中的应用
数字图像处理技术在遥感图像解译中的应用摘要：随着遥感技术的快速发展，数字图像处理技术在遥感图像解译中的应用变得越来越广泛。
数字图像处理技术可以提取和分析遥感图像中的各种信息，帮助用户更好地理解并解释遥感图像。
本文将介绍数字图像处理技术在遥感图像解译中的应用，包括图像增强、目标检测和分类以及影像图像处理等方面的内容。
1. 引言遥感图像解译是对获取的遥感图像进行信息提取和分析，以获取地表或大气某些特征的过程。
数字图像处理技术作为一种重要的数据分析工具，可以在遥感图像解译中发挥重要作用。
数字图像处理技术可以对遥感图像进行增强、分割、分类等处理，从而提取出有用的信息。
2. 图像增强图像增强是数字图像处理技术中的一种重要操作，它可以改善遥感图像的视觉质量和信息内容。
图像增强技术主要包括灰度变换、直方图均衡化、空域滤波和频域滤波等方法。
通过这些方法，可以提高遥感图像的对比度、去除噪声以及增强图像的细节等。
例如，当遥感图像中存在较强的噪声时，可以应用空域滤波方法来抑制噪声并增强图像的细节。
3. 目标检测和分类目标检测和分类是遥感图像解译的重要任务之一。
数字图像处理技术可以用来检测和分类遥感图像中的地物目标。
目标检测是指在遥感图像中自动识别和定位感兴趣目标的过程，而目标分类则是将感兴趣目标分为不同的类别。
目标检测和分类依赖于特征提取和分类器的选择。
数字图像处理技术可以通过应用边缘检测、纹理分析、颜色特征提取等方法来提取目标特征，并应用分类算法来自动识别和分类地物目标。
4. 影像图像处理影像图像处理是遥感图像解译中的一个重要方面。
遥感图像通常具有高分辨率和大量的信息，因此需要应用数字图像处理技术来处理和分析这些图像。
例如，图像拼接技术可以将多幅低分辨率图像拼接成一幅高分辨率图像，从而提高地物目标的识别能力。
图像匹配和配准技术可以将多幅遥感图像进行配准，以便进行地物变化监测和地表覆盖分类等应用。
5. 数字图像处理技术的挑战和发展方向虽然数字图像处理技术在遥感图像解译中取得了显著成果，但仍然存在一些挑战。
第四章遥感数字图像处理
41
分辨率设置
如何设置分辨率
过程: （1）空间采样 （2）属性量化
42
例：将一张1:50000的航空图像扫描成分辨率是2米的 数字化图(1pix=2m) 。 1:50000 lcm=500m 1cm内要有250个pix pix边长=1cm/250pix=0.004cm=0.001575inch
二值数字图像：[0-1] 一个bit存储 单波段数字图像：[0-255] 一个字节（8位） 彩色数字图像： [0-255] [0-255][0-255] 三个数字层 多波段数字图像：[0-255] ……[0-255] 多个数字层
40
航空像片的数字化
非数字式遥感图像（通常为航空摄影像片），进行数字图像 处理、解译前，需转换为数字图像 方法：黑白扫描/彩色扫描 扫描时需注意： （1）扫描的空间分辨率
• 从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对 应一个波长值，是光谱色。
• 有时刺激人眼的光波不是单一波长，而是一些波 长的组合，也可构成一些颜色，但它们找不到对 应的波长值，不叫光谱色。
9
4.1.1 颜色视觉(三)——颜色的性质：饱 和度(Saturation)
• 彩色纯洁的程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一 的表示。对于光源，发出的若是单色光就是最饱和的彩 色，如激光。对于物体颜色，如果物体对光谱反射性有很 高的选择性，只反射很窄的波段则饱和度高。
• 颜色描述对遥感图象很重要，颜色变换是遥感图 象处理的重要方法。
• 所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其它 波长吸收的结果
• 颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述
数字图像处理技术在遥感信息分析中的应用
数字图像处理技术在遥感信息分析中的应用引言：随着遥感技术的快速发展，数字图像处理技术逐渐成为遥感信息分析中的核心应用之一。
数字图像处理技术可以对遥感图像进行预处理、特征提取、分类与分析，为遥感信息分析和应用提供基础支撑。
本文将详细介绍数字图像处理技术在遥感信息分析中的应用，包括图像预处理、特征提取与选择、遥感图像分类等方面。
1. 图像预处理图像预处理是数字图像处理技术在遥感信息分析中的首要步骤。
遥感图像通常受到大气、云层、阳光等因素的影响，会产生噪声、辐射校正问题、几何畸变等。
数字图像处理技术可以通过增强对比度、减少噪声、去除云层和阴影等操作来改善图像质量。
常见的图像预处理方法包括直方图均衡化、滤波、去噪、几何校正等。
通过图像预处理，可以提高遥感图像的质量，为后续的特征提取和分类分析打下基础。
2. 特征提取与选择特征提取与选择是遥感信息分析中的重要环节，也是数字图像处理技术的核心任务之一。
遥感图像中包含大量的地物信息，如植被、水体、建筑等，通过提取和选择适当的特征，可以有效地描述这些地物的属性。
数字图像处理技术可以通过色彩模型转换、边缘检测、纹理分析等方法，提取出表征地物的特征。
此外，特征选择也是必要的，可以通过特征选择算法来筛选出最具有分类能力的特征子集，以降低计算复杂性和提高分类精度。
3. 遥感图像分类遥感图像分类是数字图像处理技术在遥感信息分析中的重要应用之一。
遥感图像分类的目标是将遥感图像中的像素划分为不同的类别，如水体、植被、建筑等。
数字图像处理技术可以通过机器学习算法、人工神经网络等方法来进行图像分类。
常见的分类算法包括最大似然法、支持向量机、随机森林等。
通过遥感图像分类，可以实现对遥感图像的自动解译，方便地获取地物信息和变化状况，为资源管理、环境监测等领域提供支持。
4. 图像变化检测图像变化检测是数字图像处理技术在遥感信息分析中的另一个重要应用。
遥感图像序列能够提供不同时间点的地物信息，通过比较不同时间点的遥感图像，可以检测到地物的变化情况，如植被生长、建筑物拆除等。
遥感数字图像处理重点整理
遥感数字图像处理第一章《概论》1、图像定义：IMAGE，指通过镜头等设备得到的视觉形象（或以某一技术手段再现于二维画面上的视觉信息），是二维数据阵列的光学模拟。
分类：按人眼的视觉可视性：可见图像（照片、素描、油画……）不可见图像（不可见光成像如紫外线、红外线、不可见测量值如温度、人口密度等的分布图）图像的敏感程度和空间坐标的连续性：数字图像（指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度不连续、以离散数字原理表达的图像，不见图像）模拟图像（又称光学图像，指空间坐标的明暗程度连续变化的、计算机无法直接处理的图像，可见图像）模拟图像——>数字图像：模/数转换（A/D转换）数字图像——>模拟图像：数/模转换（D/A转换）2、像素定义：是A/D转换的取样点，是计算机图像处理的最小单元，每个像素具有特定的空间位置和属性特征。
3、遥感数字图像定义：数字形式的遥感图像，不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。
像素值：称为亮度值（或灰度值、DN值），量化的（整数）灰度就是数字量值。
亮度值的高低由遥感传感器所探测到的地物电磁波的辐射强度决定。
具有相对应的意义，仅在图像内才能进行相互比较。
遥感数字图像与照片的差异照片遥感数字图像来自于模拟方式来自于数字方式通过摄影系统产生通过扫面和数码照相机产生没有像素基本构成单位是像素没有行列结构具有行和列没有扫描行可能会观察到扫描行0表示没有数据0是数值，不表示没有数据任何点都没有编号每个点都有确定的数字编号摄影受电磁光谱的成像范围限制可以是电磁光谱的任意范围一旦获取了照片，颜色就是确定的颜色没有特定的规则，在处理过程中可以根据需要通过合成产生具有红、绿、蓝3个通道多个波段（3-8000）4、遥感数字图像处理定义：是利用计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系统操作的过程。
传统的模拟图像受媒介大小的限制无法完全表述这些信息，也很难进行信息的进一步处理，只有经数字化后才能有效地进行信息分析和处理，数字图像处理极大地提高了图像处理的精度和信息提取的效率。
第4章遥感图像数字处理的基础知识
河北联合大学
内容提纲
➢ 图像的表示形式 ➢ 遥感数字图像的存贮 ➢ 遥感数字图像处理系统 ➢ 彩色的基本原理
4.1 图像的表示形式
❖遥感图像的表示形式：遥感传感器记录地物 电磁波的形式
▪ 光学图像：胶片或其它光学成像载体形式 ▪ 数字图像：数字形式
1.光学图像
❖ BMP文件的图像深度可选lbit、4bit、8bit及24bit。 BMP文件存储数据时，图像的扫描方式是按从左到右、 从下到上的顺序。
文件头 调色板 图像数据
TIFF
❖ 标签化图象文件格式，Taggen-Image File Format (TIFF)
❖ 由Aldus公司与Microsoft公司共同开发设计的图像文 件格式。TIFF格式可以存储多幅图像，TIFF图像数 据可分割成几个部分分别存档，还能够提供多种不同 的压缩数据的方法。
透射光栅
反射光栅
4.3.1 可见光与色彩
1. 人眼的视觉
（1）人眼的结构
➢ 视锥细胞：明视觉，感觉颜色； ➢ 视杆细胞：暗视觉，感觉光线明暗。
（2）人眼对颜色的分辨能力
在光亮的条件下，能分辨各种颜色，在亮度降到一定 程度，呈现明暗不同的灰阶带。
正常人眼可分辨的颜色种类可达几十万种以上。对于 灰度图像，一般人眼能分辨的灰度级仅为15～25种。
4.3.1 可见光与色彩
2.色彩概念
❖ 色调（H：Hue）：色彩相互区分的特性。 ❖ 明度（L：Lightness）：光作用于人眼时引起的明亮程度
的感觉，范围为从黑到白。 ❖ 亮度（V：Value或I：Intensity）：颜色的相对明暗程度，
范围为灰色部分，小于明度的范围。 ❖ 饱和度（S：Saturation）：彩色浓淡的程度，即渗白程度。
遥感数字图像处理
遥感数字图像处理1. 概述遥感数字图像处理是指利用遥感技术获取的各种遥感数据，如航空影像、卫星影像等，进行数字化处理和分析的过程。
遥感数字图像处理在地理信息系统（GIS）领域有着广泛的应用，能够提取出地表覆盖类型、地形和植被等丰富的地理信息，为环境监测、资源管理、农业和城市规划等领域提供重要的数据支持。
2. 遥感数字图像处理的步骤遥感数字图像处理主要包括以下几个步骤：2.1 数据获取数据获取是遥感数字图像处理的第一步，通过卫星、航拍等遥感设备获取地理信息数据。
这些数据以数字图像的形式存在，包括多光谱、高光谱、雷达和激光雷达等数据。
2.2 数据预处理数据预处理是为了消除图像中的噪声和伪影，以及纠正图像的几何和辐射畸变。
常见的数据预处理方法包括辐射校正、几何校正、大气校正等。
2.3 图像增强图像增强是为了使图像更加清晰，突出地物的特征。
常用的图像增强方法包括直方图均衡化、滤波、锐化等。
2.4 特征提取特征提取是为了从图像中提取出具有区别性的特征，以便进行后续的分类和识别。
常见的特征提取方法包括纹理特征、形状特征、频域特征等。
2.5 图像分类图像分类是将图像中的像素划分为不同的类别。
常用的图像分类方法包括基于像元的分类、基于对象的分类、基于深度学习的分类等。
2.6 图像分割图像分割是将图像划分为不同的区域或对象。
常用的图像分割方法包括阈值分割、边缘分割、区域生长等。
2.7 地物提取地物提取是从图像中提取出感兴趣的地物或地物属性。
常见的地物提取方法包括目标检测、目标识别、地物面积计算等。
2.8 结果评价结果评价是对处理结果进行准确性和可靠性的评估。
常用的结果评价方法包括混淆矩阵、精度评定、误差矩阵等。
3. 遥感数字图像处理的应用遥感数字图像处理在各个领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：3.1 环境监测遥感数字图像处理可以用于环境监测，如水质监测、土壤污染监测等。
通过遥感图像，可以获取水体和土地的信息，分析水质和土壤的污染程度。
遥感——数字图像处理名词解释及简单整理
Unit 11、图像是对客观存在的物体的一种相似性的、生动的写真或描述。
2、图像处理的内容它是研究图像的获取、传输、存储、变换、显示、理解与综合利用的一门崭新学科。
根据抽象程度不同可分为三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。
Unit 21、图像数字化是将一幅画面转化成计算机能处理的形式——数字图像的过程。
它包括采样和量化两个过程。
像素的位置和灰度就是像素的属性。
2、将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。
采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数。
3、将像素灰度转换成离散的整数值的过程叫量化。
4、表示像素明暗程度的整数称为像素的灰度级（或灰度值或灰度）。
5、一幅大小为M×N、灰度级数为G的图像所需的存储空间，即图像的数据量，大小为M×N×g （bit）6、数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像。
7、对比度是指一幅图象中灰度反差的大小。
对比度=最大亮度/最小亮度8、清晰度由图像边缘灰度变化的速度来描述。
9、灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的频率。
以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率，绘制频率同灰度级的关系图就是灰度直方图。
10、简述灰度直方图的应用。
1）.数字化参数（判断量化是否恰当）。
2）. 边界阈值选取（确定图像二值化的阈值）。
3）. 利用直方图统计图像中物体的面积。
4）. 计算图像信息量H（熵）。
5）. 利用直方图分析图像的特性。
6）. 利用直方图进行图像增强。
11、对于任一像素（i，j），该像素周围的像素构成的集合{（i+p,j+q），p、q取合适的整数}，叫做该像素的邻域。
12、对输入图像IP（i,j）处理时，某一输出像素JP(i,j)值由输入图像像素（i,j)及其邻域N(IP(i,j))中的像素值确定。
这种处理称为局部处理。
13、在局部处理中，当输出值JP(i,j)仅与IP(i,j)有关，则称为点处理。
14、在局部处理中，输出像素JP(i,j)的值取决于输入图像大范围或全部像素的值，这种处理称为大局处理。
遥感数字图像处理：遥感数字图像处理(62页)
不同波谱分辨率对水铝 反射光谱的获取
时间分辨率
■ 时间分辨率指对同一地点进行遥感来样的时间间隔， 即采样的时间频率，也称重访周期。
■ 遥感的时间分辨率范围较大。以卫星遥感来说，静止 气象卫星（地球同步气象卫星）的时间分辨率为 1次 /0.5小时；太阳同步气象卫星的时间分辨率 2次／天； Landsat为1次／16天；中巴（西）合作的CBERS为1次 ／26天等。还有更长周期甚至不定周期的。
微波遥感与成像
在电磁波谱中，波长在1mm～
1m的波段范围称微波。该 范围内又可再分为毫米波、 厘米波和分米波。在微波 技术上，还可将厘米波分 成更窄的波段范围，并用 特定的字母表示
谱带名称
Ka K
Ku X
微波遥感是指通过微波传
C
感器获取从目标地物发射 或反射的微波辐射，经过 判读处理来识别地物的技
几种遥感图像处理系统简介
■ PCI ■ ERDAS ■ ENVI
PCI简介
■ PCI是加拿大PCI公司的产品，可进行遥感图像的处 理，也可应用于地球物理数据图像、医学图像、雷 达数据图像、光学图像的处理，并能够进行分 析 、制图等工作。它的应用领域非常广泛。
■ PCI拥有最齐全的功能模块：常规处理模块、几 何校正、大气校正、多光谱分析、高光谱分析、 摄影测量、雷达成像系统、雷达分析、极化雷达 分析、干涉雷达分析、地形地貌分析、矢量应用、 神经网络分析、区域分析、GIS联接、正射影像 图生成及DEM提取（航片、光学卫星、雷达卫 星）、三维图像生成、丰富的可供二次开发调用 的函数库、制图、数据输入/输出等四百多个软 件包。
多波段数字图像的数据格式
■BIP方式（band interleaved by pixel） 在一行中，每个像元按光谱波段次序进 行排列，然后对该行的全部像元进行这 种波段次序排列，最后对各行进行重复。
遥感数字图像处理教程_03遥感图像的类型
HDF目的：提供一种通用结构
• 通过文件进行信息交换的机制 • 存贮各种不同的数据到单一的文件中，而非 多个分离的文件 • 将一些常规格式进行标准化，比如raster image、多维数组 • 鼓励使用公用格式，减少使用专有格式 • 可以用于存贮任何数据类型
特
• • • • • •
点
支持多种数据类型 支持元数据，是自描述格式 支持对大数据集的存贮和访问 平台无关 扩展性强 与现有的一些标准格式兼容
第二章 遥感数字图像的获取和存储
• 2.1 遥感图像的获取和数字化 • 2.2 常用遥感平台及其传感器特征
• 2.3 遥感图像的类型
• 2.4 遥感数字图像的级别和数据格式
• 2.5 数字图像分辨率
2.3遥感图像的类型
• 2.3.1 不相干图像 光学遥感 • 2.3.2相干图像 微波遥感
• 不相干图像 • 光学遥感所产生的图像，通过自然光源或 者通过非相干辐射源得到。
Flight Area: Changzhou area of Jiangsu Province, China. Flight Time: September 9, 1999. Spectral Channels: 80 Spectral range: 400nm--850nm Spectral sampling: 1.86nm Spectral resolutt7
• 2.4.2 元数据
• 2.4.3 常用遥感图像数据格式
BSQ（Band SeQuential）：按照波段顺序依 次记录各波段的图像 BIP（Band Interleaved by Pixel）：每个 像元按波段次序交叉排序 BIL（Band Interleaved Line）：逐行按波 段次序排列 其他常见图像数据格式：BMP, TIFF, GIF, PCX, PSD, MrSID, HDF, ……
测绘技术遥感数字图像处理流程
测绘技术遥感数字图像处理流程一、引言随着科技的不断进步和数字化浪潮的涌现，测绘技术在遥感领域的应用日益广泛。
遥感数字图像处理流程作为测绘技术的关键环节之一，对于提取地理信息、进行环境监测和资源管理等方面具有重要意义。
本文将围绕测绘技术遥感数字图像处理流程展开论述，介绍其基本概念、相关技术和应用领域。
二、遥感数字图像处理流程的概念遥感数字图像处理流程是指利用遥感技术获取的数字图像进行预处理、特征提取、分类与识别等一系列处理的过程。
它主要包括数据获取、数据预处理、特征提取与选择、分类与识别等环节。
1. 数据获取数据获取是遥感数字图像处理流程的第一步，主要通过遥感卫星、航空遥感和无人机等平台获取遥感影像数据。
这些数据以数字形式记录了地球表面的各种信息，包括光谱信息、空间信息、时间信息等。
2. 数据预处理数据预处理是指对获取到的原始图像进行纠正、校正和增强处理，以消除影像中的噪声、提高影像的质量和可用性。
常见的数据预处理方法包括辐射校正、几何校正、大气校正和增强处理等。
3. 特征提取与选择特征提取与选择是遥感数字图像处理流程中的核心环节，旨在从遥感影像中提取出反映地物和地区信息的特征。
特征可以包括光谱特征、纹理特征、形状特征等多种类型，通过合理选择和组合这些特征，可以对不同地物进行分类和识别。
4. 分类与识别分类与识别是遥感数字图像处理流程中的最终目标，主要通过将图像中的像素点或区域划分为不同的类别或进行目标识别。
常用的分类方法有基于像元的分类、基于对象的分类和基于深度学习的分类等。
三、遥感数字图像处理流程的相关技术1. 辐射校正技术辐射校正技术是数据预处理环节中常用的一种技术，其目的是消除影像中的大气、地表反射等因素对光谱反射率的影响，使得不同数据源和不同时段的遥感影像具备可比性。
常用的辐射校正方法有大气校正模型、规范作用法等。
2. 图像分类技术图像分类技术是遥感数字图像处理流程中的重要环节，主要用于将遥感影像中的像素点或区域划分为不同的类别。
第10章 遥感数字图像处理
6
数字图像
7
数字图像
8
遥感数字图像
特点：(与光学图像相比) • 便于计算机处理 数字存储方式 • 获取、传输、分发等过程中没有信息损失 • 抽象性强（表示在计算机里是很抽象 的 “数据流”） 数字形式表示，便于建立分析模型，进行 计算机解译和采用遥感图像专家系统。
9
遥感数字图像的表示方法
38
三次卷积法
优点： 缺点：
1 与其它重采样方法相比，均
值和标准偏差与原始象元的相 一致 2 改变象元大小时使用（改变 幅度更大时）
1 数据的值可能被改变
2 计算费时
3 可以锐化图像、平滑噪声，
实际的效应与数据有关
39
三次卷积法处理效果
原始图像
几何纠正（三次卷积）
40
10.2.3 辐射校正（Radiometric correction ）
定量信息提取； 不同时相间的定量比较； 不同波段间的运算；
50
大气校正方法
1 公式法（较准确）；
简单的相对大气校正方法：
2 回归分析法； 3 直方图校正法；
51
直方图校正方法
直方图校正方法：
从图像象元亮度值中减去一个辐射偏置量，辐射偏置量等于图像直方 图中最小的亮度值；
前提（假设）：水体（或阴影）等物体的灰度值为0，大气散射导致
原始图像
纠正后图像（最邻近插值）
34
双线性内插法
• 取(x，y)点周围的4邻点，在y方向(或x方向)内插
二次，再在x方向(或y方向)内插一次，得到(x，y)
点的亮度值f(x，y)，该方法称双线性内插法.
35
双线性（bilinear）
优点 缺点： 象元值被平均化，某 些地物边缘更平滑，某 些极值可能丢失
遥感数字图像处理
遥感数字图像处理1.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。
2.数字图像指数字存储的、用计算机直接处理的图像，是空间坐标和图像数值不连续的、用离散数值表示的图像，在计算机内部,数字图像表现为二维阵列(网格），属于不可见图像.3.什么是遥感数字图像，模拟图像(图片)与遥感数字图像有什么区别？遥感数字图像是以数字形式存储和表达的遥感图像。
模拟图像：又称光学图像，以胶片、相纸等硬拷贝形式存储的图像。
图像是自然景物的反映，人眼感知的景物一般是连续的,照相机（非数码式）拍摄形成的照片也是连续的,两者均称之为模拟图像。
广义的模拟图像还包括绘画。
区别:模拟图像的显著特点是连续性：①空间位置的变化是连续的②每一空间位置上的亮度、色彩变化是连续的③符合数学上微积分连续性的定义数字图像的特点：便于计算机处理与分析；图像信息损失低；抽象性强。
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..什么是图像增强？主要目的是什么?主要有哪些方法？图像增强：使用多种处理方法压抑、去除噪声，增强显示图像整体或突出图像中特定地物的信息，使图像更容易理解、解译和判读。
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遥感数字图像处理1.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。
2.数字图像指数字存储的、用计算机直接处理的图像，是空间坐标和图像数值不连续的、用离散数值表示的图像，在计算机内部，数字图像表现为二维阵列（网格），属于不可见图像。
3.什么是遥感数字图像，模拟图像（图片）与遥感数字图像有什么区别？遥感数字图像是以数字形式存储和表达的遥感图像。
模拟图像：又称光学图像，以胶片、相纸等硬拷贝形式存储的图像。
图像是自然景物的反映，人眼感知的景物一般是连续的，照相机（非数码式）拍摄形成的照片也是连续的，两者均称之为模拟图像。
广义的模拟图像还包括绘画。
区别：模拟图像的显著特点是连续性：①空间位置的变化是连续的②每一空间位置上的亮度、色彩变化是连续的③符合数学上微积分连续性的定义数字图像的特点：便于计算机处理与分析；图像信息损失低；抽象性强。
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..什么是图像增强？主要目的是什么？主要有哪些方法？图像增强：使用多种处理方法压抑、去除噪声，增强显示图像整体或突出图像中特定地物的信息，使图像更容易理解、解译和判读。
主要目的：1.采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度；2.将图像转换成一种更适合于人或机器进行分析处理的形式。
主要方法：彩色合成、图像拉伸、波段运算、图像平滑、锐化、图像融合等6.数字图像最基本的单位是像素利用计算机技术，模拟图像与数字图像之间可以相互转换。
7.遥感是通过非接触传感器获取测量对象信息的过程，是信息的获取、传输、处理以及分析判读和应用的过程。
遥感的实施依赖于遥感系统。
8.按工作方式是否具有人工辐射源，遥感传感器类型分被动方式和主动方式两种，遥感相应的分为被动遥感和主动遥感。
根据数据记录方式，遥感传感器类型分为成像方式和非成像方式两大类。
按使用的工作波段，可将传感器分为紫外、可见光、红外、微波、多波段等类型。
9.传感器的分辨率：指传感器区分自然特征相似或光谱特征相似的相邻地物的能力辐射分辨率：传感器能区分所接收到的电磁波辐射强的差异的能力。
谱分辨率：是传感器记录电磁波的波长范围和数量。
波长范围越窄，波段数越多，谱分辨率越高。
空间分辨率：指遥感图像上能详细区分的最小单元的尺度或大小。
时间分辨率:传感器对同一空间区域进行重复探测时，相邻两次遥感观测的最小时间间隔。
10.元数据：是关于图像数据特征的表述，是关于数据的数据。
11.遥感数字图象数据产品级别及特点（1）0级产品：未经过任何校正的原始图像数据；（2）1级产品：经过了初步辐射校正的图像数据；（3）2级产品：经过了系统级的几何校正，即利用卫星的轨道和姿态等参数、以及地面系统中的有关参数对原始数据进行几何校正。
产品的几何精度由这些参数和处理模型决定；（4）3级产品：经过了几何精校正，即利用地面控制点对图像进行了校正，使之具有了更精确的地理坐标信息。
产品的几何精度要求在亚像素量级上。
12.BSQ格式：是像素按波段顺序依次排列的数据格式BIL格式:像素先以行为单位分块，在每个块内，按波段顺序排列像素BIP格式：以像素为核心，统一像素不同波段数据保存在一起，打破了像素空间位置的连续性。
每个块内为当前像素不同波段的像素值。
13.传感器的最大信息容量与辐射分辨率、波谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率有关，在进行图像分析处理时，他通过研究对象的三个地学属性(空间、波段核辐射、时相)来体现对图像的具体要求。
14.什么是图像的采样和量化？量化级别有什么意义？不同的采样和量化对图像的影响是什么？采样：将空间上连续的图像变换成离散点（即像素）的操作量化：将像素灰度值转换成整数灰度级的过程。
意义：采样影响着图像细节的再现程度，间隔越大，细节损失越多，图像的棋盘化效果越明显。
量化影响着图像细节的可分辨程度，量化位数越高，细节的可分辨程度越高；保持图像大小不变，降低量化位数减少了灰度级会导致假的轮廓。
影响：？？？15.遥感图像主要类型有哪些？各有什么特点？根据传感器选用的波长范围不同，遥感图像可以划分为不相干图像和相干图像。
前者为光学遥感所产生的图像，通过自然光源或者通过非相干辐射源得到，包括多光谱图像、高光谱图像和高空间分辨率图像，在该类图像中，像素记录的是各个相关物体发射的辐射能量之和；后者则是指微波遥感所产生的图像，图像中像素的值是一些相关物体辐射的复振幅总和。
根据传感器的空间分辨率不同，遥感图像分为高空间分辨率图像、中空间分辨率图像、低空间分辨率图像。
高空间分辨率图像：空间分辨率小于10米。
常用的传感器有SPOT，快鸟和IKNOS等。
这些传感器往往具有较高的重访周期（数天），能够反映明确的地物几何信息，适用于对特定地区进行定点监测，当前主要应用于数字城市和工程制图。
中空间分辨率图像：空间分辨率10－100米。
例如ASTER, TM等。
重访周期为数周。
具有较多的光谱信息，便于进行土地利用和土地覆盖、资源、地表景观等方面的研究。
低空间分辨率图像：空间分辨率大于100米。
例如NOAA，MODIS等。
这些传感器往往具有较高的重访周期（数小时），适用于进行大范围的环境遥感监测，例如洪水、火灾、云和沙尘暴等。
16.怎样计算遥感图像文件大小？P34图像文件的大小（字节）按照下面的公式计算：图像行数x图像列数x每个像素的字节数x波段数x辅助参数。
其中，辅助参数一般为1。
一些系统如ERDAS，在图像文件中加入了图像金字塔索引等信息，该值为1.4。
每个像素的字节数与存储有关，8位数为1个字节。
以8位量化产生的图像，每个像素值为0－255，占用一个字节。
16位数占用两个字节，以此类推。
17.遥感图像像素的属性特征有哪些？18.典型的遥感应用。
陆地遥感：陆地的植被，土壤、地质地貌、矿物、地表覆盖等，图像的识别、分类和生化成分的反演。
水色遥感：水体中光学活性物质的反演计算。
大气遥感：大气中气体成分浓度的反演计算。
19.反应图像平均值信息的统计参数：均值、中值、众数、矩。
20.直方图性质直方图：是灰度级的函数，描述的是图像中各个灰度级像素的个数。
Hi=ni/Na)性质：1）反映了图像灰度的分布规律 2）任何一幅特定的图像都有唯一的直方图与之对应，但不同的图像可以有相同的直方图。
3）如果一幅图像仅包括连个不相连的区域，并且每个区域的直方图已知，则整幅图像的直方图就是这两个区域的直方图之和。
4）直方图的形态与正太分布的曲线形态类似。
参数：矩、纹理指标、互信息21.遥感数字图像有哪些表达方式？图像的确定性表示：矩阵表示、向量表示图像的统计表示22.纹理特征用来对纹理性质进行描述，传统的纹理特征描述方法：统计方法、结构方法。
23.图像的显示过程是将数字图像从一组离散数据还原为一幅可见图像过程。
24.遥感数字图像处理在三个空间上进行：（1）图像空间：图像具有二维坐标，是数字的直观表达，地物在图像空间中能直观的表示出来。
利用图像合成可以产生不同的表示方式，便于进行视觉对比。
（2）光谱空间：光谱是区分、识别地物的基本依据，不同的地物具有不同的光谱。
在光谱空间，可以分析当前像素的光谱，也可以对不同像素、不同地物的光谱进行对比。
（3）特征空间：在特征空间中，同类的像素点往往聚在一起，不同的特征空间表达了像素间的不同关系；利用特征空间可以进行遥感信息的有效提取、遥感图像分类和模式识别。
25.色彩三个主要相关要素：光源、物体和观察者。
彩色是指除黑白系列以外的颜色。
26.与硬件设备有关的模型有：（1）RGB模型，在彩色监视器和彩色摄像机等领域，用于图像显示；（2）CMY模型，在彩色打印机上，用于图像的打印输出；（3）YIQ模型，用于彩色电视广播；（4）HIS模型，用于图像的显示和处理。
27.图像的彩色合成1.图像的彩色合成（1）人眼对黑白密度的分辨能力有限，大致只有十个灰度级，对彩色图像的分辨能力则要高得多；如果加上颜色的其他两个要素---饱和度和亮度，人眼能够辩别彩色差异的级数要远远大于黑白差异的级数。
为了充分利用色彩在遥感图像判读中的优势，常常首先对多波段的图像进行彩色合成得到彩色图像，按后再进行其它的处理。
（2）彩色图像可以分为真彩色图像和假彩色图像。
真彩色图像上的颜色与人眼视觉所看到的真实地物的自然颜色基本一致，假彩色图像是图像上的色彩与实际地物色相不一致的图像。
2.伪彩色合成（1）伪彩色合成是按特定的数学关系把单波段灰度图像的灰度级变换成彩色，然后进行彩色显示的方法，其目的是通过数据的彩色表达来增强区分地物的能力。
将单色映射成彩色有多种方法，对于指定的数据，最佳的映射方法需要通过实验来确定。
（2）通过密度份额方法进行伪彩色合成。
（3）密度分割是将单波段遥感图像按灰度分级，对每级赋予不同的色彩，使之变成彩色图像的处理方法。
级别和色彩之间有多种映射关系可供选择。
3.真彩色合成如果彩色合成中选择波段的波长与红绿蓝的波长相同或近似，那么合成后图像的颜色就会与真彩色近似，这种合成方式称为真彩色合成。
使用镇彩色合成的优点是合成后图像的颜色更接近于自然色，对人与地物的视觉感觉相一致，更容易对地物进行识别。
4、假彩色合成（1）假彩色合成是人工合成的非物体原有天然颜色的颜色，假彩色合成是一种最常用的图像合成方法，用来提高图像对特定对象类型的显示效果。
与伪彩色不同之处在于，家彩色合成使用的数据来自于多个波段。
（2）家彩色合成选用的波段应该以地物的光谱特征作为出发点，通过不同的波段合成方式来突出不同的地物信息。
28.图像拉伸有哪些方法，优点是什么？包括灰度拉伸、图像均衡化、直方图规定化。
拉伸是最基本的图像处理方法，主要用来改善图像显示的对比度。
如果对比度比较低，那么就无法清楚的表现出图像中地物之间的差异，因此，往往需要在显示的时候进行拉伸处理。
拉伸按照波段进行，它通过处理波段中单个像素值来实现增强的效果。