遥感数字图像处理概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
•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 象语 程义 度 低
• 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
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
546.1nm
单波段、多波段和超波段图像
红外光
700nm
780nm
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。
IF(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
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 数学 体
函数
可见的图像
光
照片、
图
图与画
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
图像
狭义处理
图像
计 客算 观机 世视 界觉
计算机图形学
图像分析
模 式
图像理解
描述
识 别
(转换)
新新新 理工技 论具术
(人)
图像理解
符号
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。
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 作数 对据 象量
大
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、
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
• 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。
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
• 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。
（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
I I[m,n]
i1,0
iM1,0
i0,1 i1,1
iM1,1
i0,N1
i1,N1
iM1,N1
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。
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
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。
• 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。
wenku.baidu.com 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
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。
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） 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：
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 象语 程义 度 低
• 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
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
546.1nm
单波段、多波段和超波段图像
红外光
700nm
780nm
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。
IF(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
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 数学 体
函数
可见的图像
光
照片、
图
图与画
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
图像
狭义处理
图像
计 客算 观机 世视 界觉
计算机图形学
图像分析
模 式
图像理解
描述
识 别
(转换)
新新新 理工技 论具术
(人)
图像理解
符号
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。
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 作数 对据 象量
大
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、
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
• 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。
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
• 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。
（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
I I[m,n]
i1,0
iM1,0
i0,1 i1,1
iM1,1
i0,N1
i1,N1
iM1,N1
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。
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
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。
• 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。
wenku.baidu.com 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
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。
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） 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：