第三章二遥感数据显示与基本分析

遥感图像可视化--影像金字塔
每2X2＝4个像元平均为一个像元构成第二级影像，在 第二级影像的基础上构成第三级影像
四像元平均
九像元平均
遥感图像基本分析量
遥感图像基本分析--采样理论
自然界中随机抽取的大样本通常是按对称频率分布，多 数值在某个值附近，出现的频率从中心点向两边递减 遥感数据分析中的统计检验假定影像的亮度值是正态分 布的
遥感图像基本统计分析--特征空间图
二维特征空间图--提取两个波段的所有像元亮度值，并 将其出现频率描绘在特征空间中 特征空间图表现数据的有效信息量和冗余度
遥感图像直方图及其应用
灰度直方图--定义
直方图是灰度级的函数，描述的是图像中该灰度级 的像素个数或该灰度级像素出现的频率。即：横 坐标表示灰度级，纵坐标表示图像中该灰度级出 现的个数或该灰度级像素出现的频率，这个关系 图就是灰度直方图。它反映了图像灰度分布的情 况。
创建亮度图--数据亮度值在计算机上的表现
保持亮度值和输出显示值的一一对应关系
遥感图像可视化--影像显示
灰度显示 RGB显示 颜色查找表 假彩色显示
Visible
Infrared
1
2
3
4 3,2,1
5
6
7
Green Blue Red Data is shown as Blue Green Red
遥感数据可视化与基本分析
主要内容
• 遥感图像可视化 • 遥感图像基本分析量 • 遥感图像直方图及其应用
遥感图像可视化
遥感图像数据可视化
定义：以视觉方式探究数据和信息，从而获得对数据内涵 的理解 方式： 二维空间：真彩色显示 三维空间：叠加数字高程模型 硬拷贝：打印机等输出 临时拷贝：显示影像
遥感图像显示的关键问题
3 ．一幅图像分成多个区域，多个区域的直方图 之和即为原图像的直方图。 图像的直方图H(i) = 区域Ⅰ的直方图H1(i) + 区域Ⅱ的直方图H2(i)
直方图应用
1 . 数字化参数（判断量化是否恰当） 直方图给出了一个简单可见的指示，用来判断 一幅图象是否合理的利用了全部被允许的灰度级范 围。一般一幅图应该利用全部或几乎全部可能的灰 度级，否则等于增加了量化间隔。丢失的信息将不 能恢复。
n v
式中n为图像像素总数， vi是图像灰度级为i的像素出现的频率。
直方图应用--计算图像信息量
H Pi log2 Pi
i 0 L 1
Pi是图像灰度级为i的像素出现的频率，图像的灰 度范围在[0，L-1]。
计算题
• 对于下列数据流表示的影像(3波段，3行3列,BIL格 式）计算其均值，中值、众数、协方差、相关系 数等统计指标，并画出其直方图 6,8,20,15,30,15,18,20,30,0,12,15,39,27, 26,9,10,25,21,56,12,27,33,27,24,25,15
图像灰度直方图
1 1 6 2 4 3 3 4 2 5 2 6 1 5
2 4
3 5
4 6
5 2
6 14
ni
1
3 1
6
4 4
6
5 6
4
6 6
6
6 2
6
6 3
1
3
6
4
6
6
灰度直方图
i
图像灰度直方图
1 5 2 4 3 5 4 6 5 2 6 14
ni 频率的计算式为： vi n vi
0.5
0.25
1 2 3 4 5 6
i
彩色图的灰度直方图
图像灰度直方图--直方图的性质
１．灰度直方图只能反映图像的灰度分布情况，而不 能反映图像像素的位置，即所有的空间信息全部丢 失。 ２．一幅图像对应唯一的灰度直方图，反之不成立。 不同的图像可对应相同的直方图。下图给出了一个 不同的图像具有相同直方图的例子。
图像灰度直方图--直方图的性质
遥感图像一元统计量--趋势度
众数--分布中出现频率最高的数值 中值--频率分布的中间值 均值--数学平均值
众数偏离均值较远，则为偏态分布
遥感图像一元统计量--离散度
离散度--像元值范围 样本方差--离散平方和的均值 标准差--方差的平方根
遥感图像多元统计量
协方差--波段间亮度值关联性 相关系数分析
Visible
Infrared
1
2
3
4 4,3,2
5
6
7Байду номын сангаас
Green Red NIR Data Data Data isis is shown shown shown as as as Green Red Blue
遥感图像可视化--最佳指数因子
• 图像数据的标准差越大所包含的信息量也越大， 波段间的相关系数越小，表明各波段图像数据的 独立性越高，信息的冗余度越小 OIF= Si/Sij 其中：Si为第i个波段的标准差，Sij为i、j两波段的 相关系数。OIF越大，则相应组合图像的信息量越大. 对OIF值进行由大到小排列，最大OIF值对应的波段为 最佳波段组合。
(a) 恰当量化
(b)未能有效利用动态范围
(c)超过了动态范围
直方图应用--边界阈值选取
假设某图象的灰度直方图具有 二峰性，则表明这个图象的 较亮的区域和较暗的区域可 以较好地分离，以这一点为 阈值点，可以得到好的２值 处理的效果。
直方图应用--面积统计
当物体部分的灰度值比其它部分灰度值大时，可利用直方图统计图像中物体的面 积。 A= i i T