第三章__遥感图像处理
遥感数字图像处理知到章节答案智慧树2023年西北师范大学
遥感数字图像处理知到章节测试答案智慧树2023年最新西北师范大学第一章测试1.数字图像本质上就是一个存储数字的矩阵,是你肉眼直接看不见的。
()参考答案:对2.在同等水平条件下,模拟图像的成像效果比数字图像更好。
()参考答案:对3.采样就是指电磁辐射能量的离散化。
()参考答案:错4.按照数字图像的光谱特性可以将图像分为彩色图像和黑白图像。
()参考答案:错5.任何一幅图像都有自己对应的直方图,但相同的直方图可能对应于不同的图像。
()参考答案:对6.图像显示时的屏幕分辨率等同于图像空间分辨率。
()参考答案:错7.时间分辨率是指对同一区域进行重复观测的最小时间间隔,也称为重访周期。
()参考答案:对8.数字图像的灰度分辨率越高,可展现在屏幕上的灰度级越多,说明图像显示的灰度层次越丰富。
()参考答案:对9.为了使同一波段的像素保证存储在一块,从而保持了像素空间的连续性。
应该选择()存储方式.参考答案:BSQ10.遥感影像灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的()。
参考答案:频率11.已知一幅数字图像的辐射量化等级是4 bit,则这幅图像所存储的灰度值范围是()。
参考答案:0-1512.一台显示器的屏幕在水平方向显示800个像元,在垂直方向显示600个像元,则表示该显示器的分辨率为()dpi。
参考答案:80060013.从连续图像到数字图像需要()。
参考答案:采样和量化14.下面哪些特征参数直接影响数字图像的信息含量?()参考答案:光谱分辨率;时间分辨率15.下列图像中属于单波段图像的是()。
参考答案:二值图像;伪彩色图像16.遥感数字图像直方图的作用有()。
参考答案:计算图像的信息量;辅助计算图像中物体的面积;辅助图像分割时的边界阈值选择;辅助判断图像数字化量化是否恰当17.遥感数字图像的质量可用以下哪些分辨率来衡量?()参考答案: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18.常用的颜色空间模型有()。
三讲遥感图像处理3
原始图像
复合后图像 27
28
多源信息复合
1、遥感信息复合 2)不同时相的遥感数据复合
步骤 (1)配准 (2)直方图调整 (3)复合
29
多源信息复合
2、遥感与非遥感信息复合
步骤: 1、地理数据的网格化 (1) 网格数据生成 (2) 与遥感数据配准
1、n维多光谱空间
像元矢量
11多光谱变换1、n维多光谱间12多光谱变换
1、n维多光谱空间 每个像元点在多光谱空间中的位置都可以表示为一个N维向量X
x1
x2
X
xi
x1, x2 , xi , xn T
xn
13
多光谱变换
2、K-L变换[离散(Karhunen-Loeve)变换]
主 成 分 变 换 ( PCA, Principal Component Analysis)
数字图像增强
4 图像运算 5 多光谱变换
1
图像运算
两幅或多幅单波段图像,空间配准后可进行算术运算, 实现图像的增强。
1、差值运算:两幅同样行、列数的图像,对应像元的亮 度(灰度)值相减。差值图像提供了不同波段或不同时相图 像间的差异信息。
2、比值运算:两幅同样行、列数的图像,对应像元的亮 度(灰度)值相除(除数不为0)。比值图像,像元的亮度反 映了两个波段光谱比值的差异,常用来检测植被,消除“同 物异谱”现象。
2、最优遥感数据的选取:可选PCA变换后的前 两个波段。 3、复合
30
地层(R),化探(G)和重力(B)数据合成影像 31
遥感与地层,重力,化探融合影像
32
主要成矿地层影像
遥感数字图像处理-第三章-图像变换
含有各种信号,有变化缓慢的背景,有变换激
烈的边缘和噪声部分,而傅立叶变换就像光学
中的三棱镜,在三棱镜的作用下,一束自然光
光信号可以分为无数的单色光信号,单色光信
号从频谱中心开心频率逐渐增加,那么一幅图
像经过一个类似三棱镜的系统(傅里叶变换)
就把源图像中的信号给分开了,这样我们就可
以做各种处理就更为方便。
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第三章 图像变换
图像变换的目的在于:①使图像处理问题简化;② 有利于图像特征提取;③有助于从概念上增强对图像信 息的理解。
图像变换通常是一种二维正交变换。一般要求: ① 正交变换必须是可逆的; ②正变换和反变换的算法不能 太复杂; ③正交变换的特点是在变换域中图像能量将集 中分布在低频率成分上,边缘、线状信息反映在高频率 成分上,有利于图像处理。
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图像的傅立叶变换
• 灰度在平面空间上的梯度表征图像中灰 度变化剧烈程度,可以描述为图像的频 率。
• 如:大面积的沙漠在图像中是一片灰度 变化缓慢的区域,对应的频率值很低;
• 而对于地表属性变换剧烈的边缘区域在 图像中是一片灰度变化剧烈的区域,对 应的频率值较高。
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3.2傅立叶变换
在学习傅立叶级数的时候,一个周期为T的函数f(t)在[T/2,T/2]上满足狄利克雷(Dirichlet)条件,则在[-T/2,T/2] 可以展成傅立叶级数
fT(t)a 2 0n 1(anco nsw b n tsin nw ) t
其复数形式为
其中
cn
1 T
T 2
遥感第3章--遥感成像原理与遥感图像特征
遥感车--地面遥感平台
• 高空平台(5-10km)
航摄飞机
运七 运八
其他:里尔、双水獭、 空中国王等
遥感飞机
• 中低空(1-8Km)
航摄飞机
运十二 运五
• 其他飞机(500m)
蜜蜂3 无人机
航摄飞机
GT50 0
航天飞机
遥感卫星
遥感卫星
§3.1 遥感平台与遥感器
3.1.2 遥感器与遥感图像特征参数
❖ 按传感器的工作波段分为:可见光传感器、红外传感器 和微波传感器,从可见光到红外区的光学波段的传感器 统称光学传感器,微波领域的传感器统称为微波传感器。
§3.1 遥感平台与遥感器
二、遥感器的分类
❖ 按工作方式分为
(1)主动方式传感器:侧视雷达、激光雷达、 微波辐射计。
(2)被动方式传感器:航空摄影机、多光谱扫 描仪(MSS)、TM、ETM、HRV、红外扫描仪 等。
❖ 热红外像片:8~14μm。
热红外像片典型特征:热阴影;
高速运动热物体的“拖迹”;
(参见教材P144 )
受风的影响较大。
§3.2 摄影成像
3.2.4 摄影像片的种类与特点
摄影像片特点: (1) 投影方式:绝大部分采用中心投影方式成像; (2) 视觉感受:大部分为大中比例尺像片,像片中各种人造地物 的形状特征与图型结构清晰可辨,从航空像片上可看到地物顶 (冠)的形态; (3) 阴影:本影与落影受地物在相片上的方位影响。 详见教材P145
些情2)况利下用,数波理统段计太方多法,,分选辨择率相关太性高小,、接方收差到大的信 息的量图太像大。熵,,形方成差海大量,数信据息量,大反。而会“掩盖”地物
辐射特性,不利于快速探测和识别地物。
遥感图像处理综合课程设计
遥感图像处理综合课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解遥感图像的基本概念、成像原理及在地理信息系统中的应用。
2. 使学生掌握遥感图像预处理、增强、分类及解译的基本方法和技巧。
3. 帮助学生了解遥感图像处理软件的操作流程,并熟悉相关功能。
技能目标:1. 培养学生运用遥感图像处理软件进行图像预处理、增强、分类及解译的能力。
2. 培养学生运用遥感技术解决实际地理问题的能力,如资源调查、环境监测等。
3. 提高学生团队协作、沟通表达及分析解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对遥感科学的兴趣和热情,激发学生探索未知世界的欲望。
2. 培养学生严谨、务实的学习态度,提高学生的自主学习能力和创新能力。
3. 增强学生的环保意识,使学生认识到遥感技术在资源环境保护中的重要作用。
本课程针对高年级学生,结合遥感图像处理相关教材,注重理论与实践相结合。
在教学过程中,充分考虑学生的认知水平、学习兴趣和实际需求,设计具有针对性和实用性的教学活动。
通过本课程的学习,期望学生能够掌握遥感图像处理的基本知识和技能,培养解决实际问题的能力,同时提高学生的情感态度价值观。
为确保教学效果,课程目标将分解为具体的学习成果,以便于教学设计和评估。
二、教学内容1. 遥感图像基本概念与成像原理:包括遥感图像的定义、类型、成像过程及其在地理信息科学中的应用。
- 教材章节:第一章 遥感图像概述- 内容列举:遥感图像的定义、分类、成像平台、传感器等。
2. 遥感图像预处理:涉及图像校正、配准、裁剪等操作,为后续图像分析奠定基础。
- 教材章节:第二章 遥感图像预处理- 内容列举:辐射校正、几何校正、图像配准、图像裁剪等。
3. 遥感图像增强:介绍图像增强技术,提高图像质量,突出感兴趣信息。
- 教材章节:第三章 遥感图像增强- 内容列举:直方图增强、空间域增强、频率域增强等。
4. 遥感图像分类与解译:讲解图像分类方法,培养学生解译遥感图像的能力。
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 。
遥感图像处理
3. 常用的颜色空间模型:
◆RGB(红/绿/蓝)模型: RGB颜色空间是根据人眼锥体接受光线的方法构造成的模型,是由红、绿、蓝三原色混合得到的颜色集合所构成的颜色空间。RGB模式 :用于显示彩色图像的相加混色模型 。
◆CMYK(青/洋红/黄/黑)模型: CMYK颜色空间是彩色胶片的染料和印刷油墨所形成的颜色空间。是与设备相关的颜色空间。以红、绿、蓝的补色青(Cyan)、品红(Magenta)、黄(Yellow)为原色构成的CMY颜色模型,常用于从白光中滤去某种颜色,又被称为减性原色系统。
黑白系列的非彩色只能反映物质的光反射率的变化,其在视觉上的感觉是亮度的变化。
彩色是指除黑白系列以外的各种颜色。彩色有3个基本性质:
明度:是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。
色调:是色彩彼此相互区分的特性。
饱和度:是彩色纯洁的程度,也就是光谱中波长段是否窄,频率是否单一的表示。
? 线性拉伸是最常用的方法,通过对像素值进行比例变化来实现。
(1)全域线性拉伸
(2)分段线性拉伸
非线性拉伸
? 如果拉伸函数是非线性的,即为非线性拉伸。
? 常用的非线性函数有指数函数、对数函数、平方根、高斯函数等。
9.直方图均衡化的基本思想是对原始图像的像素灰度做某种映射变换,使变换后图像灰度的概率密度呈均匀分布,即变换后图像的灰度级均匀分布。
◆ 真彩色图像的颜色与人眼视觉所看到的颜色基本一致。
◆ 假彩色图像是图像的色调与实际地物色调不一致的图像。
彩色合成包括伪彩色合成、真彩色合成、假彩色合成和模拟真彩色合成4种方法。
? 伪彩色合成是把单波段灰度图像中的不同灰度级按特定的函数关系变换成彩色,然后进行彩色图像显示的方法,主要通过密度分割方法来实现。
61-实验三遥感图像预处理(波段合成、裁剪与拼接)
实验三遥感图像预处理(波段合成、裁剪与拼接)一、 实验目的通过实验了解整个图像的预处理过程,从而加深对遥感图像计算机处理的内容及概念的理解。
二、 实验内容1.自定义坐标系2.波段合成(图像融合)3.图像镶嵌(图像拼接)4.图像裁剪三、 实验数据1. TM-30m.img2. bldr_sp.img3. Mosaic1.img4. Mosaic2.img5. bhtmsat.img6. can_tmr.img7. qb_boulder_msi.img8. qb_boulder_pan.img四、 实验操作原理及步骤遥感图像预处理主要包括图像几何校正、图像融合、图像镶嵌、图像裁剪等过程,其处理顺序一般如下图所示。
图 1一般图像预处理流程1.自定义坐标系一般国外商业软件坐标系都分为标准坐标系和自定义坐标系两种。
我国情况较为特殊,往往需要自定义坐标系。
所以,在ENVI第一次使用时,需要对系统自定义北京54坐标系西安80坐标系。
1.1添加参考椭球体找到ENVI系统自定义坐标文件夹—C:\Program Files\ITT\IDL708\products\envi46\map_proj。
根据每台电脑安装的路径以及版本不同而略有不同。
以记事本形式打开ellipse.txt,将“Krasovsky,6378245.0,6356863.0”和“IAG-75,6378140.0,6356755.3”加入文本末端。
(这里主要是为了修改克拉索夫斯基因音译而产生的错误,以便让其他软件识别;另外中间的逗号必须是英文半角。
)1.2添加基准面以记事本格式打开datum.txt,将“Beijing-54, Krasovsky, -12, -113, -41”和“Xi'an-80,IAG-75,0,0,0”加入文本末端。
1.3定义坐标定义完椭球参数和基准面后就可以在ENVI中以我们定义的投影参数新建一个投影信息(Customize Map Projections),在编辑栏里分别定义投影类型、投影基准面、中央子午线、缩放系数等,最后添加为新的投影信息并保存。
遥感图像处理知识点总结
遥感图像处理知识点总结一、遥感概述遥感是利用飞机、卫星等远距传感器获取地球表面信息的科学技术。
遥感图像处理就是处理遥感数据,进行信息提取的过程.二、遥感图像处理流程遥感图像处理的基本流程包括:数据获取、预处理、图像增强、特征提取和分类等环节。
1. 数据获取数据获取是遥感图像处理的第一步,可以通过卫星、飞机等遥感平台获得各种类型的遥感数据。
2. 预处理预处理是遥感图像处理的重要步骤,主要包括大气校正、几何校正、辐射定标等过程,目的是消除数据中的噪声和误差,保证数据质量。
3. 图像增强图像增强是指通过一系列的处理方法,提高遥感图像的视觉效果,突出图像中的信息,以便进行后续的分析和应用。
常见的图像增强方法包括直方图均衡化、滤波、拉普拉斯变换等。
4. 特征提取特征提取是指从原始遥感图像中提取各种地物和地物信息,常见的特征包括形状、纹理、光谱等。
5. 分类分类是将遥感图像中的像素划分到不同的类别中,如水体、植被、建筑等。
常用的分类方法包括最大似然分类、支持向量机(SVM)、人工神经网络等。
6. 应用遥感图像处理的最终目的是为了实现一定的应用目标,如土地利用/覆盖分类、资源调查、环境监测等。
三、遥感图像处理相关算法1. 监督分类监督分类是指在给定训练样本的情况下,采用某种分类算法识别遥感影像中的地物类型。
常用的监督分类算法有最大似然分类、支持向量机(SVM)、随机森林等。
2. 无监督分类无监督分类是指在不需要人工干预的情况下,利用图像自身的统计特性将像元分成若干类别。
常用的无监督分类算法有K均值聚类、ISODATA聚类等。
3. 特征提取特征提取是为了描述地物的形态、光谱、纹理等特性,从而区分不同地物。
常用的特征提取方法有主成分分析(PCA)、线性判别分析(LDA)、小波变换等。
4. 联合处理联合处理是指将多幅遥感影像进行融合,或者将遥感影像与其他数据进行联合处理,从而获取更多的地物信息。
常用的联合处理方法包括影像融合、多源数据融合等。
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。
遥感图像处理实验报告
遥感图像处理实验报告遥感图像处理实验报告引言遥感技术作为一种获取地球表面信息的重要手段,已经在农业、环境、城市规划等领域得到广泛应用。
本实验旨在通过遥感图像处理,探索图像处理算法的应用效果,并分析其在实际应用中的潜力。
一、图像预处理图像预处理是遥感图像处理的第一步,其目的是消除图像中的噪声、增强图像的对比度和清晰度。
在本实验中,我们使用了直方图均衡化和中值滤波两种常见的图像预处理方法。
直方图均衡化是一种通过调整图像像素的灰度分布来增强图像对比度的方法。
通过对图像的灰度级进行重新分配,使得图像的灰度分布更加均匀,从而使得图像的细节更加清晰。
实验结果显示,直方图均衡化对于遥感图像的对比度增强效果显著。
中值滤波是一种常见的图像去噪方法,其原理是通过计算像素点周围邻域的中值来替代该像素点的值,从而消除图像中的噪声。
在本实验中,我们使用了3x3的中值滤波器对遥感图像进行滤波处理。
实验结果表明,中值滤波能够有效地去除图像中的椒盐噪声和高斯噪声,使得图像更加清晰。
二、图像分类图像分类是遥感图像处理的核心任务之一,其目的是将遥感图像中的像素点按照其特征分类到不同的类别中。
在本实验中,我们使用了支持向量机(SVM)算法进行图像分类。
支持向量机是一种常用的机器学习算法,其通过构建一个最优超平面来实现分类。
在图像分类中,我们将遥感图像中的每个像素点看作一个数据样本,其特征由像素的灰度值和纹理信息组成。
通过对训练样本进行学习,支持向量机能够建立一个分类模型,从而对测试样本进行分类。
实验结果显示,支持向量机在遥感图像分类中表现出较高的准确性和鲁棒性。
通过调整支持向量机的参数,我们可以得到不同的分类结果。
此外,支持向量机还能够处理高维数据和非线性分类问题,使其在遥感图像处理中具有广泛的应用前景。
三、图像变换图像变换是遥感图像处理中的重要环节,其目的是将图像从一个空间域转换到另一个空间域,从而提取图像中的特征信息。
在本实验中,我们使用了小波变换和主成分分析两种常见的图像变换方法。
遥感图像处理
3.2 遥感图像的数字表示
1 图像的矩阵表示——灰度图像
☞ 像素值为量化的灰度值 ☞ 对于8位量化而言,灰度值0表示黑色,128表示 灰色,255表示白色。
3.2 遥感图像的数字表示
1 图像的矩阵表示——彩色图像
☞ 每个像素由红、绿、蓝三原色构成 ☞ R、G、B由不同的灰度级分别描述
3.2 遥感图像的数字表示
☞ 卷积计算的思路 ① 选定一卷积模板(窗口) ② 从待处理图像左上角开始,图像与模板像元 亮度值对应乘加,所得新值放入窗口中心位置 ③ 窗口右移一个像元后做同样运算 ④ 按从左到右从上到下的顺序,遍列生成新图 ☞ 图像边缘处理方法 ① 补 0值 ② 对称原则图像中取值 ③ 保留原值不参与计算
3.5 窗口、卷积与滤波
3 滤波
☞ 广义
从含有干扰的接受信号中提取有用的信号。
2.4 遥感数字图像的级别和数据格式
二、元数据
http://glcf.umiacs. /data/
2.4 遥感数字图像的级别和数据格式
三、通用遥感图像的数据格式
☞ 多波段遥感图像3种最基本的通用记录格式 (1)BSQ格式 (2)BIL格式 (3)BIP格式
四、特殊遥感图像数据格式
☞ .dat格式 ☞ .hdf格式 ☞ .TIFF格式/.GeoTIFF格式
遥感图像处理与应用
第1章 概论
主要内容:
☞ 1.1 图像与遥感数字图像
☞ 1.2 遥感数字图像处理
☞ 1.3 数字图像处理的发展
☞ 1.4 基础理论与基本知识要求
1.1 图像与遥感数字图像
一、图像与数字图像
1 图像的定义
☞ 图像是对客观对象的一种相似性的描述和写真,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。 (《数字图像处理》,冈萨雷斯,2003) ☞ 图像(Image)是通过镜头等设备得到的视觉形象。是以 某一技术手段再现于二维画面上的视觉信息。
遥感导论第三章
前言:
传感器
遥感传感器是获取遥感数据的关键设备
(1)摄影类型的传感器; (2)扫描成像类型的传感器; (3)微波成像类型的传感器;
第二节 摄影成像 一、摄影机;三、摄影胶片的物理特性(自学为主: 阅读教材;内容了解即可)。 二、摄影像片的几何特性(讲述法;问题法讨论与训 练) 1、摄影成像的投影方式是什么? 2、名次解释:平均比例尺、像点位移。 3、像片投影误差的规律是什么?
FY2C 2008-03-19 中国陆地云图
FY2C 2008-03-19 海区云图
/shishi/satellite.jsp 中国气象科学数据共享服务网
中午前后,气象卫星监测到甘肃西部、宁夏东部出现 扬沙天气。南疆盆地也出现了沙尘天气,部分地区还出现 了沙尘暴天气。
8
0.50-0.90mm
全色波段
15m
LANDSAT-7采用ETM+,比TM增加了全色波段,分辨率15米。
--- SPOT系列
■ 1978年起,以法国为主,联合比利时、瑞典等欧 共体某些国家,设计、研制了一颗名为“地球观测 实验系统”(SPOT)的卫星,也叫做“地球观测实验 卫星”。
SPOT1,1986年2月发射,至今还在运行。 SPOT2,1990年1月发射,至今还在运行。 SPOT3,1993年9月发射,1997年11月14日停止。 SPOT4,1998年3月发射,至今还在运行。 SPOT5, 2002 年 5 月 4 日凌晨当地时间 1 时 31 分,成功发射。
0.49~0.61 1.58~1.78
10 20
重复观测26天
SPOT5图像(10米)
SPOT5图像(2.5米)
Spot-5基本产品
10米多光谱
《遥感图像预处理》课件
通过线性或非线性变换来调整像素强度范围,增强图像的对比度。
对比度拉伸
通过增强高频分量来增强图像的边缘和细节信息。
锐化滤波
通过将图像的低频和高频分量分离并分别处理,增强图像的对比度和细节信息。
同态滤波
02
01
03
04
05
遥感图像的融合处理
06
图像融合是将多源信道所采集到的关于同一目标的图像,通过一定的图像处理和信息融合技术,提取各自信道的信息并最终复合在一起,形成高质量、全面、准确的图像。
THANKS
几何校正的方法
遥感图像的噪声去除
04
VS
噪声去除是遥感图像预处理中的重要步骤,旨在减少或消除图像中的噪声,提高图像质量。
意义
噪声是影响遥感图像质量的主要因素之一,去除噪声有助于提高图像的视觉效果、降低后续分析的误差,为遥感应用提供更准确、可靠的数据基础。
定义
基于图像的统计特性,通过滤波、变换等技术手段,将噪声与图像信号分离,从而达到去除噪声的目的。
意义
原理
基于图像的数学模型和物理模型,通过一定的算法和技术,对图像的像素值进行变换和处理,以达到增强图像的目的。
方法
直方图均衡化、对比度拉伸、锐化滤波、同态滤波、傅里叶变换等。
通过拉伸像素强度分布范围来增强图像的对比度。
直方图均衡化
将图像从空间域变换到频率域,通过增强高频分量或抑制低频分量来增强图像的3
几何校正的定义
几何校正是指将原始的遥感图像经过一系列的变换,使其与标准地图或参考地图在几何位置上对齐的过程。
几何校正的意义
几何校正是遥感图像预处理的重要步骤,它能够纠正图像中由于传感器、地球曲率、地球自转等因素导致的几何畸变,提高遥感图像的精度和可靠性,为后续的图像分析和应用提供准确的基础数据。
遥感数字图像处理基础知识点
遥感数字图像处理基础知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章数字图像处理基础1数字图像处理:将图像转换成一个数字矩阵存放在图像存储器中,然后利用计算机对图像信息进行数字运算和处理,以提高图像质量或者提取所需要的信息2数字图像获取:把客观场景发射或者发射的电磁波信息首先利用光学成像系统生成一副模拟图像,然后通过模数转换将模拟图像转换为计算机可以存储的离散化数字图像。
3采样:即图像空间坐标或位置的离散化,也就是把模拟图像划分为若干图像元素,兵赋予它们唯一的地址。
;离散化的小区域就是数字图像的基本单元,称为像元也称像素。
量化:即电磁辐射能量的离散化,也就是把像元内的连续辐射亮度中离散的数字值来表示,这些离散的数字值也称灰度值,,因为它们代表了图像上不同的亮暗水平。
4遥感数字图像获取特征参数质量特征:⑴空间分辨率:数字图像上能被详细区分的最小单元的尺寸或大小⑵辐射分辨率传感器探测原件在接受光谱信号时,所能分辨的最小辐射度差信息量特征:⑴光谱分辨率:传感器探测元件在接收目标地物辐射能量时所用的波段数目⑵时间分辨率:对同一区域进行重复观测的最小时间间隔。
5模拟图像:在图像处理中通过某种物理量的强弱变化来记录图像亮度信息的图像6数字图像:把连续的模拟图像离散化成规则网格并用计算机以数字的模式记录图像上各网格点亮度信息的图像7数字图像特性:①空间分布特性:1空间位置:数字图像以二维矩阵的结构的数据来描述物体,矩阵按照行列的顺序定位数据,所以物体的位置也是用行列号表示。
2形状:点状线状和面状3大小:线状物体的长度或面状物体的面积,表现为像元的集聚数量4空间关系:包含,相邻,相离三种拓扑关系②数值统计特性:对图像的灰度分布进行统计分析。
图像的灰度直方图:用来描述一幅数字图像的灰度分布,横坐标为灰度级,纵坐标为灰度级在图中出现8直方图的用途:1图像获取质量评价2边界阙值的选择3噪声类型的判断9遥感数字图像的输出特征参数:1输出分辨率:屏幕分辨率和打印的分辨率2灰度分辨率:指输出设备能区分的最小灰度差 3颜色空间模型:RGB模型CMYK模型 HSI颜色模型10数字图像种类:1.黑白图像:二值数字图像,0表示黑色 1表示白色;2.灰度图像:单波段图像每个像元的灰度值的取值范围由灰度量决定;3.伪彩色图像:把单波段图像的各灰度值按照一定规则映射到颜色空间中某一对应颜色;4.彩色图像:由红绿蓝3个颜色通道的数字层组成的图像第二章数字图像存储1比特序:一个字节中8个比特的存储顺序称为比特序。
《遥感导论》电子教案终稿新
《遥感导论》电子教案终稿新第一章:遥感基础1.1 遥感概述遥感的定义遥感的基本原理遥感的应用领域1.2 遥感技术系统遥感平台与传感器遥感数据类型与分辨率遥感数据获取与处理1.3 遥感数据产品与应用遥感数据的产品类型遥感数据的应用案例遥感数据的选择与评价第二章:遥感物理基础2.1 电磁波与光谱特性电磁波的基础知识光谱特性与波段选择光谱吸收与反射特性2.2 遥感传感器与光谱响应传感器的类型与工作原理光谱响应函数与数据模拟传感器参数与性能评价2.3 遥感图像的辐射校正与大气校正辐射校正的目的与方法大气校正的重要性与方法辐射校正与大气校正的实施步骤第三章:遥感图像处理与分析3.1 遥感图像预处理图像预处理的目的与方法图像配准与辐射校正图像增强与去噪声3.2 遥感图像分类与分割图像分类的原理与方法基于像素与基于对象的分类方法图像分割的目的与方法3.3 遥感图像的特征提取与信息提取特征提取的重要性与方法常用特征参数与指标信息提取的方法与技术第四章:遥感应用案例分析4.1 土地覆盖与植被监测土地覆盖分类与数据来源植被指数与监测方法土地覆盖变化分析与应用案例4.2 水资源监测与洪水预测水资源遥感监测方法洪水预测与监测技术水资源遥感应用案例分析4.3 城市规划与建设监测城市遥感监测技术城市规划与建设中的应用案例城市变化分析与评估第五章:遥感技术的发展趋势5.1 卫星遥感技术的发展新型遥感平台与传感器高分辨率遥感数据的应用卫星遥感数据的集成与共享5.2 激光雷达遥感技术激光雷达的原理与应用激光雷达遥感数据处理与分析激光雷达遥感技术的优势与挑战5.3 多源遥感数据融合与应用多源遥感数据的特点与融合方法多源遥感数据在地理信息系统中的应用多源遥感数据融合的未来发展趋势第六章:专题地图制图与遥感应用6.1 专题地图制图原理专题地图的概念与分类专题地图制图方法与流程遥感数据在专题地图制中的应用6.2 遥感影像地图编制遥感影像地图的类型与特点遥感影像地图编制方法与技术遥感影像地图的应用案例6.3 遥感技术与地理信息系统集成遥感与GIS集成的意义与优势遥感与GIS集成的方法与技术遥感与GIS集成应用案例分析第七章:环境监测与变化分析7.1 遥感在环境监测中的应用环境监测的基本概念与方法遥感技术在环境监测中的应用领域环境监测遥感数据的处理与分析7.2 土地利用变化分析土地利用变化的概念与监测方法遥感数据在土地利用变化分析中的应用土地利用变化趋势与驱动因素分析水资源遥感监测技术方法水资源变化分析与评估水资源遥感应用案例分析第八章:气候与气象遥感应用8.1 遥感在气候研究中的应用气候遥感监测的基本原理气候遥感数据类型与获取方法气候遥感数据的应用案例8.2 遥感气象观测与分析气象遥感监测的方法与技术气象遥感数据的处理与分析气象遥感应用案例分析8.3 气候模型与遥感数据集成气候模型的基本原理与类型遥感数据在气候模型中的应用气候模型与遥感数据集成的方法与技术第九章:生物地球化学与遥感应用9.1 生物地球化学与遥感关系生物地球化学的基本概念遥感技术在生物地球化学研究中的应用生物地球化学遥感应用案例分析植被遥感监测的基本原理与方法植被指数与植被参数遥感反演植被遥感应用案例分析9.3 土壤与水分遥感监测土壤遥感监测的基本原理与方法水分遥感监测技术与应用土壤与水分遥感应用案例分析第十章:遥感技术在科学研究中的应用10.1 遥感技术在地球科学中的应用遥感技术在地质调查与勘探中的应用遥感技术在地球物理场研究中的应用遥感技术在地球环境与气候变化研究中的应用10.2 遥感技术在生态学与应用遥感技术在生态系统监测与评估中的应用遥感技术在生物多样性保护中的应用遥感技术在生态灾害监测与预警中的应用10.3 遥感技术在农业领域的应用遥感技术在农业资源调查与监测中的应用遥感技术在农业灾害监测与预警中的应用遥感技术在农业产量估算与种植结构分析中的应用重点和难点解析重点环节:1. 遥感基本原理与技术系统2. 遥感数据产品与应用3. 电磁波与光谱特性4. 遥感图像的辐射校正与大气校正5. 遥感图像预处理6. 遥感图像分类与分割7. 遥感图像的特征提取与信息提取8. 土地覆盖与植被监测9. 水资源监测与洪水预测10. 城市规划与建设监测11. 遥感技术与地理信息系统集成12. 环境监测与变化分析13. 气候与气象遥感应用14. 生物地球化学与遥感应用15. 遥感技术在科学研究中的应用难点解析:1. 遥感基本原理与技术系统:理解遥感技术的工作原理以及不同传感器和平台的特点。
第三章遥感成像原理和遥感成像特征
v
S
V
H
全景摄影机
• 又称扫描摄影机或摇头摄影机。
• 在物镜焦平面上平行于飞行方向设置一 狭缝,并随物镜作垂直于航线方向扫描, 得到一幅扫描成的图像。
• 在摄影瞬间得到的是地面上平行于航线 的一条很窄的影像。
多光谱摄影机
• 对同一地区,在同一瞬间摄取多个波段影像的 摄影机,是充分利用地物在不同光谱区有不同 的反射来增多获取目标的信息量,以便提高影 像的判读和识别能力。
卫星名称 Landsat-1 Landsat-2 Landsat-3 Landsat-4 Landsat-5 Landsat-6
Landsat-7
发射时间 72. 7. 23 75. 1. 22 78. 3. 5 82. 7. 16 84. 3. 1 93. 10. 5
99. 4. 23
传感器 RBV MSS RBV MSS RBV MSS MSS TM MSS TM
传感器类型
• 按记录方式:成像方式、非成像方式 • 按工作波段分:可见光、红外、微波 • 按工作方式分:主动、被动
成
被动式
像
传
感
器
主动式
光学摄影类型
框幅摄影机 缝隙摄影机 全景摄影机 多光谱摄影机
光电成像类型
成像光谱仪 测视雷达 全景雷达
TV摄影机 扫描仪 电荷耦合器件CCD
面阵成像光谱仪 线阵成像光谱仪 真实孔径雷达 合成孔径雷达
• 轨道特征:中等高度,圆形,近极地,太阳同步,可 重复轨道
• 数据产品:图象产品、CCT磁带
多功能平台
太阳能电池板
HRV
卫星名称 SPOT-1 SPOT-2 SPOT-3 SPOT-4 SPOT-5
遥感图像处理
用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解,可以认为黄 色,是减去蓝色的的红绿组合;同样地,品红色是减去绿色的红 蓝组合,青色是减去红色的蓝绿组合。这样,黄、品红、青便是 减色法的三原色。
3、减色法
实际生活中,除了利用颜色相加原理形成颜色 的混合外,还常常利用颜色的减法混合。例如遥 感里常用的色彩摄影、彩色印刷等都是颜色法的 原理。
自己发光的设备生成的色彩,例如:电视机和 计算机的监视器,是通过把三种基本颜色:RGB 混合在一起,产生色彩,但印刷品和漆品,通过 吸收一定波长的光,反射其它的光来形成色彩。
–分层曝光法:利用彩色胶片具有的三层乳剂,使每一 层乳剂依次曝光的方法。
加色法(一)
合成仪法:
将不同波段的黑白透明片 分别放入有红、绿、蓝滤 光片的光学投影通道中精 确配准和重叠,生成彩色 影像的方法。
加色法(二)
分层曝光法: 利用彩色胶片具有的三层 乳剂,使每一层乳剂依次 曝光的方法。 采用单通道投影仪或放大机, 每次放入一个波段的透明片, 依次使用红、绿、蓝滤光片, 分三次或更多次对胶片或相 纸曝光,使感红层、感绿层 和感蓝层依次曝光,最后冲 洗成彩色片。
–利用减色法原理使白光经过多种乳剂(染料或滤色片) 而放射或透射出来的合成彩色,主要有染印法、印刷 法、重氮法。
彩色负片和彩色正片生成过程示意图
4.1.2、光学增强处理
• 相关掩模处理方法:将几何位置完全配准的、具有不 同密度和不同反差的正片和负片(膜片),通过不同 叠加方案改变原有影像显示效果,以达信息增强的目 的。
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3.3 图像增强
3.4 图像融合
遥感技术的目的-获得地物的几何属性和物理属性
原始的遥感图像并不能提供实现这个目的所需的准 确而完备的条件。为了实现这个目的,原始遥感影像需要 经过图像处理,来消除成像过程中的误差,改善图像质量。 因此,需要进行遥感图像处理。
3.2 遥感图像预处理
遥感数据预处理是进行遥感影像信息提取的
前提。具体预处理过程包括:
♫
♫ ♫ ♫
影像校正
噪声消除 影像合成 图像拼接和裁切
1. 辐射校正
辐射校正是对在光学遥感数据获取过程中产生的 一切与辐射有关的误差的校正,包括辐射定标和 大气校正两个过程。辐射定标的目的是消除传感 器本身产生的误差,而大气校正则消除大气散射、 吸收等引起的误差(池宏康等,2005)。
2)大气校正
一般运用6S模型进行遥感影像的大气纠正。模型
中需要输入的太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角、
卫星方位角、卫星过境时间等参数可直接从头文件中
查得,大气组分参数选择中纬度夏季大气模式,气溶 胶组分参数选择大陆型。海拔高度通过匹配DEM输入 每一个对应像元进行校正,比采用研究区平均海拔高 度进行校正更精确。对热红外波段的大气纠正是通过
(1:50000)在影像上均匀选择地面控制点(Ground Control Point,简称GCP),进行几何精纠正。影像 几何精纠正的误差必须小于1个像元或0.5个像元(根 据研究要求而定)。
2.几何校正
几何变形:遥感图像的几何位置上发生变化,产生诸
如行列不均匀;像元大小与地面大小对应不准确,地 物形状不规则变化等
单元的平均亮度值或中心部分的亮度值作为该单元的亮度值 进行数字化的影像。 把前一部分的空间离散化处理叫采样(sampling), 而后一部分的亮度值的离散化处理叫量化(quantization),
以上两种过程结合起来叫影像的数字化(digitization)。
采样
采 样 的 原 理
遥感数字图像是以二维数组来表示的.
大气顶层反射率再经 过大气校正后,就是 地物反射率,能本质 地反映地物的辐射特 性。 日地距离(天文单位)
太阳天顶角 大气顶层的平均太阳光谱辐照度
大气顶层反射率
2)大气校正
大气是介于遥感传感器与地球表 层之间的一层有多种气体及气溶胶组成 的介质层。当电磁波由地球表层传至遥 感传感器时,必须经过大气。因而在消 除由遥感器灵敏度引起的畸变后,还需 对遥感影像进行大气校正。
抽象性强:尽管不同类别的遥感数字影像,有不同的视觉
效果,对应不同的物理背景,但由于它们都采用数字形式 表示,便于建立分析模型,进行计算机解译和运用遥感影 像专家系统。
3. 数字影像的数据格式
۩ BSQ格式(Band sequential) ۩ BIP格式(Band interleaved by pixel) ۩ BIL格式(Band interleaved by line)
1)辐射定标
过程。
辐射定标是将DN值转化为大气顶层(TOA)反射率的 在该过程中,先要将DN值转换成与大气顶层反射率
直接相关的大气顶层进入卫星传感器的光谱辐射亮温 L,
具体转化公式如下:
式中:L是辐射亮度,gain和bias分
别为增益和偏移,可在影像头文件中 查得。
辐射亮温L转换成大气顶层反射率。转化公式如下: 辐射亮温
(4)HDF格式
HDF格式是用于存储和分发科学数据的一种自我描
述、多对象文件格式。当我们打开一个HDF图像文 件时,除了可以读取图像信息以外,还可以很容 易的查取其地理定位,轨道参数,图像噪声等各 种信息参数。HDF 的数据结构是一种分层式数据 管理结构。
一个HDF 文件应包括一个文件头,一个或多 个描述符块,若干个数据元素。
假彩色合成
真彩色合成 R-红色波段 G-绿色波段 B-蓝色波段
TM图像的真彩色合成
ETM第8波段的假彩色合成
3.4 图像融合(多源信息复合)
遥感信息复合
遥感与非遥感信息的复合
多源信息复合
将多种遥感平台,多时相遥感数据之间以及遥感数据
与非遥感数据之间的信息组合匹配 将不同传感器的遥感数据复合
遥感图像处理包括以下几个阶段:图像的预处理、 图像的增强、图像的融合与图像的分类等。
3.1 遥感数据存储格式
1. 模拟影像与数字影像
2. 数字影像的特点
3. 遥感数据的存储格式
1.模拟影像与数字影像
模拟影像:普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的影像
数字影像:把模拟影像分割成同样形状的小单元,以各个小
几何精纠正步骤
3.噪声消除
噪声是影响遥感影像质量和反演精度的重要因子. 噪声可分为:线状条带噪声、随机噪声、尖峰噪声。 线状条带噪声可通过直方图匹配法消除 随机噪声消除方法复杂,如通过数字过滤法等 尖峰噪声可通过其周围像元的DN值比较并内 插来消除。
4. 影像合成——Landsat TM
ETM+图像与 该地区1:10万 地形图复合
图像融合
左图为TM图像RGB合成的真彩色图像,先进性RGB-
HIS变换,用第8波段替换L分量后,然后进行HISRGB逆变换,结果如右图所示
3.1 遥感数据存储格式 3.2 遥感图像预处理 3.3 图像增强
3.4 图像融合
பைடு நூலகம்
۩ HDF格式
(1) BSQ格式(band sequential)
各波段的二维影像数 据按波段顺序排列。
(2)BIL格式(band interleaved by line) 对每一行中代表一个波 段的光谱值进行排列,然 后按波段顺序排列各行, 最后对各行进行重复。
(3)BIP格式(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。
几何配准
数据复合:彩色合成、代换法
光学遥感图 像与SAR图 像复合
不同时相的遥感图相复合
几何配准 直方图调整
数据复合:彩色合成法、差值法、比值法
不同时相 的气象卫 星数据与 NOAA数 据复合
遥感数据与非遥感数据的复合
地理数据的网格化 最优遥感数据的选取 配准复合
量化
灰度:每个像素的明亮度 灰度量化:像素灰度表现为从黑到白,我们把从黑到
白分成若干等级,这种做法就叫做灰度量化。即,将 像素灰度转换为离散的整数值的过程叫量化。 例如:黑——〉白:L级,当 L=2 黑白二级 二值图像 L=4 黑、深灰、浅灰、白 4值图像 L=64 黑——〉白 64级图像 64级 ……
3.3 图像增强 目的
增强目视效果,提高影像质 量和突出所需信息,以利于分
析判读或作进一步的处理
数字影像增强的方法
对比度变换
空间滤波
彩色变换
图像运算 多光谱变换
1)图像变换方法
傅里叶变换
沃尔什变换
离散余弦变换
小波变换 K-L变换 K-T变换
2)彩色合成
f
2. 数字影像的特点
便于计算机处理与分析:计算机是以二进制方式处理各种
数据的。采用数字形式表示遥感影像,便于计算机处理。 因此,与光学影像处理方式相比,遥感数字影像是一种适 于计算机处理的影像表示方法。
影像信息损失低:由于遥感数字影像是用二进制表示的,
因此在获取、传输和分发过程中,不会因长期存储而损失 信息,也不会因多次传输和复制而产生影像失真。而模拟 方法表现的遥感影像会因多次复制而使影像质量下降。
利用相邻波段间的相关和组合关系来剔除大气对热红
外波段的影响。
2. 几何精纠正
几何精纠正是通过纠正模型,利用相关数据(如
地面控制点、数字高程模型、卫星姿态参数等)把原 始卫星影像纳入到某个制图坐标系中,同时消除其畸 变。 在纠正过程中除采用模型(最邻近模型、双线性
内插模型、三次卷积内插模型)外,还要参考地形图
将两景/多景影像的7个.dat文件用ERDAS
IMAGINE 遥感处理软件中的import命令转换
成.img格式并保存;然后根据研究需要利用 ERDAS中的Layer stack命令对每景影像的各 波段.img文件进行合成,并将其也保存 为.img文件,用于后续的几何精纠正。
5. 图像拼接和裁切