遥感数字图像处理概述
遥感数字图像处理
第一章：图像（对客观存在的物体的一种相似性的、生动的写真或描述）。
数字图像（被计算机存储、处理和使用的图像，是一种空间坐标和明暗程度都不连续的、用离散数学表示的图像）。
数字图像处理（将图像转换成一个数据矩阵存放在图像存储器中，然后再利用数字计算机，或其它的大规模集成数字器件，对图像信息进行数字运算或处理，以提高图像的质量或达到人们所预期的其它效果）。
数字化（将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程，包括“扫描”、“ 采样”与“量化”三个步骤）。
采样（在一幅图像的每个像素位置上测量灰度值）。
量化（将采样时测量的灰度值转化成整数表示）。
第二章：直方图（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）。
邻域（对于任一像素（i，j），集合{（i+p,j+q），p、q取合适的整数}叫做该像素的邻域）。
局部处理（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(i,j)中的像素值确定。
这种处理称为局部处理）。
点处理（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）。
大局处理（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）。
特征空间（把从图像提取的m 个特征量y 1 ，y 2 ，…，y m，用m维的向量Y＝[y 1 y 2 …y m ]t表示称为特征向量。
对应于各特征量的m维空间叫做特征空间）。
特征提取（获取图像特征信息的操作称作特征提取）。
第三章：像点位移（地面起伏引起投影点相对于基准面上垂直投影点的像点产生的直线位移）。
全景面（红外机械扫描仪以及采用CCD 直线阵列作为检测器的推帚式传感器的每一条扫描线都相当于中心投影，其成像面相当全景缝隙摄影机的投影面，是一个圆柱面，称之为全景面）。
内方位元素（表示摄影中心与相片之间相关位置的参数，如像主点在像平面坐标系中的坐标x 0，y 0，摄影中心到相片的垂距f）。
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。
遥感数字图像处理
遥感数字图像处理遥感数字图像处理1.图像(image)就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。
就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,就是空间坐标与图像数值不连续的、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。
3.什么就是遥感数字图像,模拟图像(图片)与遥感数字图像有什么区别？遥感数字图像就是以数字形式存储与表达的遥感图像。
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。
图像就是自然景物的反映,人眼感知的景物一般就是连续的,照相机(非数码式)拍摄形成的照片也就是连续的,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就是连续性: ①空间位置的变化就是连续的②每一空间位置上的亮度、色彩变化就是连续的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。
4.什么就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)转换与数模(D/A)转换。
图像转换的另一种含义就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、离散余弦变换与小波变换等。
②数字图像校正。
主要包括辐射校正与几何校正两种。
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。
图像增强处理不就是以图像保真度为原则,而就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.、什么就是图像增强？主要目的就是什么？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、解译与判读。
遥感数字图像处理
遥感数字图像处理1.图像(image)就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。
就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,就是空间坐标与图像数值不连续的、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。
3.什么就是遥感数字图像,模拟图像(图片)与遥感数字图像有什么区别？遥感数字图像就是以数字形式存储与表达的遥感图像。
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。
图像就是自然景物的反映,人眼感知的景物一般就是连续的,照相机(非数码式)拍摄形成的照片也就是连续的,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就是连续性: ①空间位置的变化就是连续的②每一空间位置上的亮度、色彩变化就是连续的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。
4.什么就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)转换与数模(D/A)转换。
图像转换的另一种含义就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、离散余弦变换与小波变换等。
②数字图像校正。
主要包括辐射校正与几何校正两种。
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。
图像增强处理不就是以图像保真度为原则,而就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.、什么就是图像增强？主要目的就是什么？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、解译与判读。
遥感数字图像处理
遥感数字图像处理第一章1.图像是对客观对象一种相似性的描述或写真，它包含了被描述或写真对象的信息，是人们最主要的信息源。
根据人眼的视觉可视性将图像分为可见图像和不可见图像。
按图像的明暗程度和空间坐标的连续性，将图像分为数字图像和模拟图像。
2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均不连续、以离散数学原理表达的图像。
数字图像最基本的单位是像素。
3遥感数字图像是数字形式的遥感图像。
4遥感数字图像处理，是利用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。
主要内容：（1）图像增强：灰度拉伸、平滑、锐化、彩色合成、主成分变换、K-T变换、代数运算、图像融合等压抑、去除噪声，增强整体图像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（2）图像校正（3）信息提取5遥感数字图像处理系统：硬件系统（计算机、数字化设备、大容量存储设备、显示器和输出设备、操作台）、软件系统（ERDAS IMAGING最突出的特色是专家模拟系统、可视化建模工具以及与ArcGIS软件的高度集成、ENVI 最突出的特色是具有丰富的高光谱数据处理工具和内嵌的IDL开发语言、PCI Geomatica最特出的特色是功能丰富的工具箱和建模系统、ER Mapper遥感图像处理系统最大特点是基于算法的图像处理）6遥感基本知识：物理学、地学、数学、信息理论、计算机技术和地理信息系统第二章1遥感是遥感信息的获取、传输、处理以及分析判读和应用的过程2遥感系统是一个从地面到空中乃至整个空间，从信息收集、存储、传输、处理到分析、判读、应用的技术体系，主要包括遥感实验、信息获取、信息传输、信息处理、信息应用等5个部分。
3传感器是收集和记录电磁辐射能量信息的装置。
按工作方式分为被动、主动方式，按数据的记录方式，分为成像和非成像方式。
4摄影成像：传感器主要是摄影机，在快门打开的一瞬间几乎同时收集目标上所有的反射光，聚焦到胶片上成为衣服影响，并记录下来。
遥感数字图像处理概述PPT课件
22
（2） 图像显示模块 图像显示的主要形式：
• 软拷贝形式 • 硬拷贝形式 （3）图像存储模块 • 常用硬盘、软盘、U盘、活动硬盘、光盘、磁带等 • 在海量图像存储备份系统中，采用磁盘阵列、磁带库、 光 盘塔等存储设备。
23
（4） 图像通信模块
12
1.2 遥感数字图像处理
图像处理
模拟图像处理 数字图像处理
14
1.2.1 遥感数字图像处理的内容
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。如图1.2.1所示。
高
抽 象语 程义 度 低
高层 中层 低层
展 数字图像处理的两种观点： （1）离散方法 在空间域内进行处理，以图像平面本身作为参考，直接
对图像中的像素进行处理，其算法易于实现。 （2）连续方法 在频率域内进行处理，即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 25
• 往要变换至空间域进行图像的显示和对比。
26
1.4 基础理论和基本知识要求
性质和应用。
16
• 图像增强 介绍各种增强方
法及其应用。增强图 像的有用信息，消弱 噪声的干扰。
• 图像的恢复与重建
把退化、模糊了的图像复原.包 括图像辐射校正和几何校正等内容。
由断层扫描重建二、三维图像。
17
• 图像编码
简化图像的表示，压缩图像的数据，便于存储和传 输。
256K
21k
• 图像分割
遥感数字图像处理是多学科相互渗透的产物，它 与模式识别、计算机图形学、计算机视觉等学科既相 互联系又相互区别。
遥感数字图像处理
遥感数字图像处理南京信息⼯程⼤学复习参考资料——数字图像处理绪论遥感数字图像：以栅格形式组织，每⼀个栅格即是⼀个象元，每⼀个象元有⼀个值，记录地表反射发射的能量。
数字图像：⼀种空间坐标和灰度值均不连续，以离散数学原理表达的图像。
模拟图像：⼀种空间坐标和灰度连续变化，计算机⽆法直接处理的图像。
分辨率：在显⽰设备上的象元数或影像中单个象元所代表的地物⾯积。
相同空间分辨率的影像可以⽤不同的⽐例尺表⽰。
数字图像处理：⽤计算机处理或解译图像从⽽获得某种预期效果。
包括：1.图像校正2.图像增强3.图像分类、参数反演第⼀章图像校正图像校正定义：机载和星载传感器记录的影像数据包含有⼏何和象元灰度的误差，纠正这些误差的过程叫做图像校正。
辐射误差：象元值不能真实反映地表物反射、辐射的能量。
辐射校正：消除图像数据中依附在辐射亮度⾥的各种失真的过程。
影响因素：1.传感器故障或灵敏度2.地形影响3.⼤⽓影响⼏何校正：在象元相对位置和地物相对位置的不正确产⽣的误差，对这个误差校正的过程。
产⽣⼏何畸变的因素：1.传感器：内部因素（像主点偏移等，属⼏何粗校正）、姿态、运⾏状态（⾏⾼、航速、俯仰、侧滚、偏航）2.⼤⽓折射和太阳不同季节的⼊射辐照度不同3.地⾯因素：地形起伏、地球曲率、地球⾃转（消除⼏何误差需要数据处理中⼼的系统参数，如：地表曲率、传感器运动状态。
但仍有误差需要终端⽤户来消除）⼏何校正的步骤：1.准备⼯作和遥感影像的输⼊(确定GCPs的位置：影像上地理坐标已知的象元)2.计算并检测转换模型模型包括：仿射坐标模型（即共线⽅程，精密但复杂需要GCPs⾼程值）、多项式模型多项式模型阶数确定：在最⼩均⽅根误差的条件下尽量底次幂均⽅根误差（RMS）：输⼊与转换后的GCP坐标距离3.产⽣含有新坐标信息的头⽂件的输出影像4.重采样象元来形成新的格⽹5.核定结果6.校正后的影像输出GCPs选择标准：选择GCPs⽅法：已知地图或影像、GPS接收机1.在图像上有明显、清晰的定标位置2.GCP地物不随时间变化3.满幅均匀选择4.复杂地形多选，简单地形少选5.靠近图像边缘尽可能选6.⾜够多的点（>30，⾄少为（n+1）（n+2）/2；n为多项式阶数）（误差在0.5个象元以内）重采样：内插计算象元值的过程。
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中的应用教程
数字图像处理技术在遥感中的应用教程数字图像处理技术的发展为遥感技术的应用带来了重大的变革。
遥感技术使用传感器收集地球表面的电磁波辐射，并通过数字图像处理技术对这些数据进行分析和解释。
本篇文章将为您介绍数字图像处理技术在遥感中的应用，帮助您了解如何处理和分析遥感图像数据。
一、数字图像处理技术概述数字图像处理是指使用计算机对图像进行一系列操作和处理的过程。
它包括图像增强、图像恢复、图像压缩以及图像分割等多个步骤。
在遥感中，数字图像处理技术能够从遥感图像数据中提取有用的信息，并为地理信息系统（GIS）和环境研究等领域提供支持。
二、数字图像处理在遥感中的应用1. 遥感图像的预处理遥感图像的预处理是数字图像处理的第一步，它涉及到去除图像中的噪声、减小不完美场景的影响以及校正图像的几何和辐射特性。
常见的预处理技术包括辐射校正、几何纠正和大气校正。
通过这些处理，我们可以得到质量更高的遥感图像，为后续的图像分析提供更准确的数据基础。
2. 遥感图像的增强与恢复遥感图像可能受到云、雾、阴影等因素的影响，导致图像质量下降。
数字图像处理技术可以应用于遥感图像的增强和恢复，例如去除云、雾和阴影，提升图像的清晰度和可视性。
这对于遥感图像的后续分析和解释非常重要。
3. 遥感图像的分类与分割遥感图像的分类和分割是遥感图像处理的核心任务之一。
数字图像处理技术能够将遥感图像中的不同地物分类，并提取出感兴趣区域。
这些区域可以用于土地利用和覆盖分类、城市规划、灾害监测等应用。
常见的分类和分割方法包括基于像素的分类、基于目标的分类以及利用深度学习技术进行图像分割。
4. 遥感图像的变换与特征提取图像变换和特征提取是数字图像处理在遥感中的另一个重要应用。
例如，傅里叶变换可以将图像从空域转换为频域，用于图像的频谱分析和滤波。
此外，小波变换、主成分分析等方法也常用于遥感图像的特征提取，以提取出地物的重要特征并进行进一步分析。
5. 遥感图像的目标检测与识别数字图像处理技术在遥感图像的目标检测和识别中起着重要作用。
遥感数字图像处理一
STEP2
STEP3
STEP4
图像校正：包括辐射校正、几何校正。
增强处理：增强图像中的有用信息，利于识别分析。 包括彩色增强、直方图增强、图像运算、邻域增强、频率域增强、信息融合等。
图像变换：消除干扰和滤掉噪声，提高图像质量。
信息提取：图像分类（监督分类、非监督分类、神经网络分类、模糊分类）、空间信息提取、光谱信息提取。
方法：黑白扫描/彩色扫描
扫描时需注意： 扫描的空间分辨率
一般300dpi（像片）/ 600dpi（负片）可满足要求 灰度级：0-255（黑白）/ RGB（彩色）
航空像片的数字化
如何设置分辨率
过程: （1）空间采样 （2）属性量化
分辨率设置
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) 。 50000 lcm=500m 1cm内要有250个pix pix边长=1cm/250pix=0.004cm=0.001575inch (1cm=0.3937inch) 635pix/inch
辅助数据：数字图像尺寸等各种参数
多波段数字图像存储与分发的常用数据格式：
遥感数字图像的表示方法
BSQ(Band sequential)数据格式：按波段顺序依次排列， 1个文件，文件内划分1-K段，第n段数据为第n波段的图像数据[M行][N列]。 多式（Band interleaved by pixel），1个文件，[M行][N列]格式，每个单元顺序记录K个波段的相应数据。 多波段数字图像存储与分发的常用数据格式（2）
BIL数据格式（Band interleaved by line）， 1个文件，逐行按波段次序排列。第1波段的第1行、第2波段的第1行、…、第K波段的第1行；第1波段的第2行、第2波段的第2行、…、第K波段的第2行；…… 多波段数字图像存储与分发的常用数据格式（3）
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。
第一章遥感数字图像处理概论
实习安排
• 实习一、数据几何校正 • 实习二、数据变换增强 • 实习三、遥感影像分类
以上实习以软件使用为主 课程设计： 实现遥感数字图像处理的基本算法编程（期末）
教材及参考资料
教材： • 遥感数字图像处理(章孝灿等编著,浙江大 遥感数字图像处理(章孝灿等编著, 学出版社) 学出版社) • 遥感数字影像处理导论（机械工业出版社） 参考资料： • 孙家柄等著.《遥感原理、方法和应用》， . 测绘出版社 • 周成虎等编著.遥感影像地学理解与分析， . 科学出版社
•
遥感成像原理
分析结果、图表 输出
用户应用处理 接收 预处理
由于一切物体，因其种类、特征和环境条件的不同，而具有完全不同的电磁波反射 或发射辐射特征
2、遥感处理
遥感处理过程
遥感处理过程
• • • • •
定义待研究的假设---方法和模型 定义待研究的假设---方法和模型 地面数据采集 遥感数据采集 数据处理 信息表达
植物季节规律
Winter Wheat Phenology
snow cover
SEP
OCT
NOV
DEC
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
crop establishment
greening up heading mature
Harvest Dead ripe
50
10 14 26
108 days
遥感数字图像处理
第一章 概论
1、遥感原理回顾
回顾知识点
• 遥感定义 • 遥感技术原理 • 遥感特点及应用
遥感定义
• 广义遥感：利用仪器设备从远处获得被测物体的
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-课件内容..
遥感数字图像处理1．概论遥感、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：遥感过程是指遥感信息的获取、传输、处理，以及分析判读和应用的全过程遥感图像、遥感数字图像、遥感图像的数据量遥感图像：是指遥感传感器通过检测、度量地物的电磁波辐射能并进行记录所得到的图像遥感数字图像：是指以数字化形式表述的遥感影像。
遥感图像的数据量：H=M×N×b×n（bit）M、N为行列数，b为波段数，n=lnG/ln2遥感图像的数字化、采样和量化遥感图像的数字化：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通用遥感数据格式（BSQ、BIL、BIP）BSQ，波段序列格式BIL，波段行交替格式BIP，波段像元交替格式遥感图像的模型：多光谱空间多光谱空间：对于n个波段的多光谱图像，这n个波段构成一个n维多光谱空间，多光谱空间就是一个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。
描述像素在各个波段中亮度值的分布。
多光谱空间中，像元点在坐标系中的位置可以表示成一个n维向量，其中每个分量xi表示该点在第i个坐标轴上的投影，即亮度值。
多光谱空间只表示各波段光谱之间的关系，而不包括任何该点在原图像中的位置信息，它没有图像空间的几何意义。
遥感图像的信息内容：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像处理、遥感数字图像处理的内容遥感数字图像处理: 利用计算机对遥感数字图像进行一系列操作，以求达到预期目的遥感数字图像处理的内容：图像增强、图像校正、信息提取遥感图像的获取方式主要有哪几种?摄影成像、扫描成像、雷达成像如何估计一幅遥感图像的存储空间大小?遥感图像的信息内容包括哪几个方面？多光谱空间中，像元点的坐标值的含义是什么？与通用图像处理技术比较，遥感数字图像处理有何特点？遥感数字图像处理包括那几个环节？各环节的处理目的是什么？2.遥感图像的统计特征2.1图像空间的统计量灰度直方图：概念、类型、性质、应用概念：用来描述图像中每一灰度级与其出现频率间的关系的图表类型：直方图：横坐标为的灰度级，纵坐标为等于各个灰度级像元的出现频率（像元数）累计直方图：横坐标为的灰度级，纵坐标为小于等于各灰度级的像元的出现频率（像元数）性质：直方图反映表示不同灰度像元的出现频率，不包含像元的位置信息同一图像的直方图唯一，同一直方图可以对应不同的图像一幅图像的直方图等于其各部分图像直方图之和同类地物的直方图接近正态分布应用：1.直方图是图像分析的重要工具。
遥感数字图像处理概述
第一章 概论
1.1 图像和遥感数字图像
1.1.1 图像和数字图像
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。
图像的类别：可见图像和不可见图像（根据人眼的视觉可
视性） 图像 物 体 数学 函数 照片、 图与画 可见的图像
成像和不可见光成像
紫外光
400nm 435.8nm 546.1nm 700nm
遥感：农、林等资源的调查，农作物长势监测，自然灾害
监测、预报，地势、地貌测绘以及地质构造解译、找矿，环 境污染检测等等。
RS Application in Monitoring the Changes of Landuse(1)
RS Application in Monitoring the Changes of Landuse(2)
1998年长江（枝城-岳阳）洪涝灾害监测
工业生产：无损探伤，石油勘探，生产过程自动化（识
别零件，装配质量检查），工业机器人研制等。
军事：航空及卫星侦察照片的测绘、判读，雷达、 声纳
图像处理，导弹制导，军事仿真等。
在军事方面制作电子沙盘
通信：图像传真，数字电视、网络可视聊天、可视电话
网页动画等。
介绍二值图像的几何概念、二值图像连接成分的各种 变形算法和二值图像特征提取与分析的各种方法。
检测或去掉小成分
骨架提取
边界提取
• 纹理分析
主要介绍影像纹理的概念、特征提取与分析的一些方 法与应用。
• 图像识别 对图像中的不同对象进行分类、描述和解译。
1.2.2遥感数字图像处理系统概述
遥感数字图像处理系统由硬件和软件组成。具体分 为以下几个模块： • • • • • • 采集 显示 存储 通信 主机 图像处理软件
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1.5.2 数字图像处理的应用
数字处理图像在生物医学 、遥感 、工业 、军事、 通信、公安等领域有着广泛的应用。
生物医学：利用电磁波谱成像分析系统诊断病情。如显
微镜图像分析，DNA成像分析等；
CT及核磁共振、超声波、 X射线成像分析等。如三维测 量可视化软件系统可对各类医学断层图像进行分析处理 ，提供诊断依据。
第一章 概论
1.1 图像和遥感数字图像
1.1.1 图像和数字图像
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。
图像的类别：可见图像和不可见图像（根据人眼的视觉可
视性） 图像 物 体 数学 函数 照片、 图与画 可见的图像
光 图 像
不可见的 物理图像
可见光成像和不可见光成像
紫外光
400nm 435.8nm 546.1nm 700nm
（1） 图像采集模块
获取数字图像的设备即采集装置。
• 扫描仪 • 数码照相机 • 数码摄像机
采集装置都包括下面两个部件： •光敏感器件 •模/数转换装置
（2） 图像显示模块
图像显示的主要形式： • 软拷贝形式
• 硬拷贝形式
（3）图像存储模块 • 常用硬盘、软盘、U盘、活动硬盘、光盘、磁带等 • 在海量图像存储备份系统中，采用磁盘阵列、磁带库、 光 盘塔等存储设备。
• 图像的恢复与重建
把退化、模糊了的图像复原.包 括图像辐射校正和几何校正等内容。 由断层扫描重建二、三维图像。
• 图像编码 简化图像的表示，压缩图像的数据，便于存储和传 输。
256K • 图像分割
21k
图像分割是指将一幅图像划分为互不重叠的区域的 处理。重点介绍图像分割的方法及其应用。
• 二值图像处理与形状分析
介绍二值图像的几何概念、二值图像连接成分的各种 变形算法和二值图像特征提取与分析的各种方法。
检测或去掉小成分
骨架提取
边界提取
• 纹理分析
主要介绍影像纹理的概念、特征提取与分析的一些方 法与应用。
• 图像识别 对图像中的不同对象进行分类、描述和解译。
1.2.2遥感数字图像处理系统概述
遥感数字图像处理系统由硬件和软件组成。具体分 为以下几个模块： • • • • • • 采集 显示 存储 通信 主机 图像处理软件
1.3数字图像处理的发展和两个观点
• 最早应用于报纸业（20世纪20年代） • 20世纪60年代美国利用计算机技术改善了空间探测器 发回的图像效果 • 20世纪60年代末70年代初，图像处理技术开始应用于 医学影像、地球遥感监测和天文学等领域。 • 20世纪90年代遥感数字图像处理得到了迅速普及和发 展 数字图像处理的两种观点： （1）离散方法 在空间域内进行处理，以图像平面本身作为参考，直接 对图像中的像素进行处理，其算法易于实现。 （2）连续方法 在频率域内进行处理，即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
红外光
780nm
单波段、多波段和超波段图像
彩色与非彩色图像
•光与色
图像的类别：模拟图像和数字图像（根据图像的明暗程度和 空间坐标的连续性）
1)模拟图像
模拟图像可用连续函数来描述。
I F ( x, y)
其特点：光照位置和光照强度均为连续变化的。 2)数字图像 可用矩阵或数组来描述
i0,0 i 1,0 I I [m, n] iM 1,0 i0,1 i1,1 iM 1,1 i0, N 1 i1, N 1 iM 1, N 1
数 据 量
具体而言，遥感数字图像处理的内容包括：
• 图像的数字化 如何由一幅模拟图 像获取一幅满足需求的 数字图像，使图像便于 计算机处理、分析。 • 图像变换 图像变换目的在于：处理问题简化、有利于特征 提取、加强对图像信息的理解。 图像变换算法很多，重点学习傅立叶变换的算法、 性质和应用。
• 图像增强 介绍各种增强方 法及其应用。增强图 像的有用信息，消弱 噪声的干扰。
（4） 图像通信模块
图像通信就是把图像传送到远方终端。 按传输图像种类分为
• 静止图像通信，如电报、传真和图文电视等
• 活动图像通信，如电视、可视电话等。
（5）主机 • 以微机或工作站为主，配以图像卡和外设构成微型图像 处理系统
•采用大型机
（6） 图像处理软件 由系统管理、图像数据管理和图像处理模块三部分组成。 常用的有ERDAS和ENVI这两种遥感图像处理软件
超凡卓越的音频视频表现 Hello …
独特的Exact Time和Auto Balance技术
Hi …
只需350毫秒
语音图像唇形同步
地图符号识别
公安：指纹识别，印签、伪钞识别，安检，手迹、印记鉴
别分析等。
气象预报：获取气象云图进行测绘、判读等。
风云1号
风云2号
习题：
• 1、什么是图像？什么是数字图像？ • 2、遥感数字图像处理系统的主要构成有 哪些？ • 3、试论述信息理论、计算机技术和地理 信息系统与遥感数字图像处理之间的关 系？
1998年长江（枝城-岳阳）洪涝灾害监测
工业生产：无损探伤，石油勘探，生产过程自动化（识
别零件，装配质量检查），工业机器人研制等。
军事：航空及卫星侦察照片的测绘、判读，雷达、 声纳
图像处理，导弹制导，军事仿真等。
在军事方面制作电子沙盘
通信：图像传真，数字电视、网络可视聊天、可视电话
网页动画等。
遥感数字图像处理
使用教材及参考书
使用教材： 《遥感数字图像处理教程》科学出版社 韦玉春、汤国安、 杨昕编著。 参考书： [1] 《遥感与图像解译》（第四版）电子工业出版社 [2]《遥感应用分析原理与方法》赵英时 科学出版社 [3]《遥感导论》梅安新 高等教育出版社 [4]《遥感影像地学理解与分析》周成虎等 科学出版社 [5]《遥感图象处理应用与分析》戴昌达 清华出版社 [6]《遥感物理》徐希孺，北大出版社 [7]《 ERDAS IMAGE遥感图像处理方法》党安荣 清华 大 学出版社
• 往要变换至空间域进行图像的显示和对比。
1.4
基础理论和基本知识要求
遥感数字图像处理是多学科相互渗透的产物，它 与模式识别、计算机图形学、计算机视觉等学科既相 互联系又相互区别。
图像 狭义处理 客 观 世 界 图像 模 式 识 别
计 算 机 视 觉
计算机图形学 描述
图像分析
新新新 理工技 论具术
教学目的
掌握和了解
• 遥感图像的机理 • 遥感图像的处理方法和过程 • 如何从遥感数据中获取自己所需要的信 息
第1讲
课 题： 遥感数字图像处理概述 目的要求：了解数字图像处理的概念、遥感数字图像 处理系统的构成、数字图像处理的应用 教学重点： 遥感数字图像处理的应用 教学难点：遥感数字图像处理系统的构成 教学课时：2课时 教学方法：授课为主、鼓励课堂交流 本次课涉及的学术前沿：数字图像处理的发展方向
像素或像元的属性：具有特定的空间位置和灰度。
•1.1.2 遥感数字图像
•遥感数字图像是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。 •三种典型地物的波谱反射特性
1.2 遥感数字图像处理
图像处理
模拟图像处理 数字图像处理
1.2.1 遥感数字图像处理的内容
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。如图1.2.1所示。 高 抽 象 程 度 低 语 义 高层 中层 低层 图像理解 图像分析 狭义处理 图 1.2.1 符号 目标 象素 小
操 作 对 象
大
遥感：农、林等资源的调查，农作物长势监测，自然灾害
监测、预报，地势、地貌测绘以及地质构造解译、找矿，环 境污染检测等等。
RS Application in MonБайду номын сангаасtoring the Changes of Landuse(1)
RS Application in Monitoring the Changes of Landuse(2)
• 再现性好
不管是什么数字图像，均用数组或数组集合表示。在传送 和复制图像时，只在计算机内部进行处理，这样数据就不会丢 失或遭破坏，保持了完好的再现性。而在模拟图像处理过程中 ，就会因为各种干扰因素而无法保持图像的再现性。
• 通用性、灵活性强 对可见图像和不可见光图像（如X光图像、热红外 图像和超声波图像等），尽管这些图像生成体系中的设 备规模和精度各不相同，但当把这些图像数字化后，对 于计算机来说，都可同样进行处理，这就是数字处理图 像的通用性。 另外，改变处理图像的计算机程序，可对图像进行 各种各样的处理，如上下滚动、漫游、拼接、合成、变 换、放大、缩小和各种逻辑运算等，所以灵活性很高。
图像理解
图像理解
(转换)
符号
(人)
1.5 数字图像处理的特点及其应用
1.5.1 数字图像处理的特点 • 精度高
对于一幅图像而言，数字化时不管是用4比特、8比特还是 其它比特表示，只需改变计算机中程序的参数，处理方法不变 。所以从原理上讲不管对多高精度的数字图像进行处理都是可 能的。而在模拟图像处理中，要想使精度提高一个数量级，就 必须对装置进行大幅度改进。