第四章 遥感图像处理基础(中)
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)。
存储格式
BIL：行交叉式，是逐行按波段次序相间排列的 遥感数据格式。它把每一扫描行的数据作为一个记录， 各波段同一扫描行的数据记录依次排序，然后再记录 下一个扫描行各波段的数据。这样所有数据组成一个 惟一的图像数据文件。具有以上两种格式的这种特征， 比较节省空间。
4.4 遥感图像的存储
存储格式
三种格式比较： BSQ是记录多波段数据最简单的格式，便于单波 段选取和处理; BIP格式便于从整幅图像中提取小的子区，因为 一个子区往往是在几行之间，另外便于做多维波谱向 量的处理运算和模式识别及分类，但数据结构过于复 杂，不能直接用来显示各个波段影像； BIL格式类似于BIP的优点，而且记录方式更为简 单，易于格式转换，优点介于两者之间。
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
模拟图像与数字图像之间可以通过计算机系统进 行转换： 模拟图像转换为数字图像：就是把一个连续的光 密度函数变成一个离散的光密度函数。图像函数不仅 在空间坐标上并且在光密度上都要离散化，离散后的 每个像元属性值都用数字表示，整个过程即为图像数 字化。数字化包括两方面内容：一是采样，而是量化。 采样间距越小或者采样量化值越多图像的近似程度越 好，图像越清晰，但同时数字图像字节数也就越大， 数据量过大又会影响存储效率和处理速度。
第四章 遥感图像处理基础
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 遥感图像处理概述 遥感图像目视解译与判读 遥感图像的数字表达 遥感图像的存储 遥感图像特征的统计分析 常用遥感图像处理软件简介
4.3 遥感图像的数字表达
概述
图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模 仿或描述，是物体的一种不完全、不精确但在某种意 义上的适当表示。 图像包括可见图像、不可见图像和数学函数三部 分， 遥感图像是通过检测和度量目标地物电磁辐射能 量所得到的客观记录。 模拟图像类似于人眼观察事物所产生的影像，便 于分析、解译。数字图像虽然不一定为人眼所熟悉， 但却更便于实现实施远距离传输和计算机分析处理。
图像的表示形式
数字图像指能在计算机里存储、运算、显示和输 出的图像称为数字图像，又称“数字化图像”。 数字图像以二维数组表示图像，由对连续变化的 图像做等间隔抽样所产生的抽样点（像元）组成。抽 样间隔的大小决定图像的空间分辨率，抽样点（像元） 用一数值表示，称为像元的亮度值或灰度值。 数字图像可用一个二维矩阵来表示：
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
一般在光学密度仪上，测量光学图像某一点的灰 度值为0-3或0-4中的某一值，或用透过率表示为11/1000或1-1/10000。它们之间的关系为：
以上描述的是单一图像，如果同一地区在不同时 间获取的图像，则可用下标区分： 同样对于多光谱图像：
4.3 遥感图像的数字表达
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
数字图像模型实际上是可以在计算机里进行存储 和运算的数字矩阵，具有以下特点： 1、图像函数的连续性：地物坐标在图像内分布 式连续的、无间隔的，影像灰度色调在灰度空间的记 录时连续的。 2、图像函数值得限定性：因电磁波非负有界， 故而灰度也应非负有界，实际中把区间扩充到[0,L]， 假如o为黑色，L即为白色。 3、函数定义域的限定性：每一种传感器都有一 定视域，所以图像大小事有限的，即图像函数只在实 际图像范围有效，通常定义在矩形内。
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
模拟图像是早期遥感技术所成的图像，主要通过 飞机搭载的各种相机获取地面信息，依靠摄影成像方 法形成光学图像（模拟图像）。 模拟图像可以看成一个二维的连续的光密度函数， 相片上的灰度随坐标变化而变化，如果取一个方向的 图像，则灰度随空间而变化，是一条连续的曲线。 函数f（x，y）表示图像，这个函数是连续变化 的，其值为非负和有限。
4.4 遥感图像的存储
存储格式
4.4 遥感图像的存储
存储格式
BIP：像元交叉式，指每个像元按波段交叉排序。 这种格式最适合于提取典型地物光谱曲线，分析遥感 图像光谱特征，依据光谱特征进行合成、增强以及自 动识别分类处理等。因为同一像元各个波段灰度值集 中在一起，因此可以一次性读出，调用方便。
4.4 遥感图像的存储
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
数字图像模型实际上是可以在计算机里进行存储 和运算的数字矩阵，具有以下特点： 4、图像函数值物理意义的明确性：遥感图像函 数值表示的是地物电磁波辐射的一种量度，与遥感使 用的电磁波工作波段、地物类型、理化性状以及成像 方式等有关，有明确的物理意义。 其实图像除了前面的空间域表示，还可以有另外 一种坐标空间表示，即频率域的形式表示，通常采用 傅里叶变换将图像从空间域变入频率域，反之进行傅 里叶逆变换。
4.4 遥感图像的存储
存储格式
其他数据存储格式：TIFF、BMP、JPEG （自学内容）
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
模拟图像与数字图像之间可以通过计算机系统进 行转换： 数字图像转换为模拟图像：一般有两种方式，一 种是通过显示终端设备显示出来，这些设备输出光学 图像的数模转换设备将数字信号以模拟方式表现。另 一种是通过照相或打印的方式输出，如早期的遥感图 像处理设备中包含的屏幕照相设备和目前的彩色打印 机。
4.4 遥感图像的存储
存储格式
HDF：一种不必转换就可以再不同平台间传递的 新型数据格式，已应用于,MODIS、MISR等数据中。采 用分层式数据管理结构，一个HDF文件包括一个头文 件和一个或多个数据对象，一个数据对象由一个数据 描述符和一个数据元素组成，前者包括数据元素的类 型、位置、尺度等信息；后者是实际的数据资料。因 此在读取图像数据的同时可以很方便地查取到地理位 置、轨道参数、图像属性、图像噪声等各种信息参数。
4.4 遥感图像的存储
存储介质
磁带：磁带是一种顺序存储介质，要读取磁带上 特定位置的记录需要通过该点以前的全部记录数据， 数据处理起来较慢，所以通常只作为数据存储之用。 需要时将其读入磁盘或内存中。 磁盘：磁盘是随机存储介质，一个完整的图像存 储在磁盘的一个位置上，组成一幅完整的记录必须是 邻接的。磁盘有硬盘和软盘之分。硬盘存储密度大， 随机访问速度快。 光盘：光盘也是随机介质，但其存储原理与磁盘 不同。磁盘存储时对磁盘表面磁性物质磁化的过程， 而光盘是对表层反光材料“蚀刻”的过程，访问速度 快，具有抗磁性，但受温度变化影响较大。
4.4 遥感图像的存储
存储介质
U盘：是一种采用USB接口的无需物理驱动器的微 型高容量移动存储产品，它采用的存储介质为闪存。 体积小、质量轻、抗震性极强、防潮湿、耐高温、至 少可使用1百万次，数据至少保存10年。
4.4 遥感图像的存储
存源自文库格式
遥感数字图像必须以一定的格式存储才能有效利 用，一般采用串流记录方式，存放在大容量的存储介 质中。有三种格式： BSQ：波段交叉式，按照图像的波段顺序分为独 立文件记录存放，每个波段的文件以像元的行、列号 排列。当仅需对一个波段数据处理时，此格式最为方 便，只要所需波段数据即可，不涉及其他波段数据。 陆地卫星CCT格式就是BSQ格式。每一波段文件前都有 一个图像属性文件，后面又有一个尾部文件。
BIL：行交叉式，是逐行按波段次序相间排列的 遥感数据格式。它把每一扫描行的数据作为一个记录， 各波段同一扫描行的数据记录依次排序，然后再记录 下一个扫描行各波段的数据。这样所有数据组成一个 惟一的图像数据文件。具有以上两种格式的这种特征， 比较节省空间。
4.4 遥感图像的存储
存储格式
三种格式比较： BSQ是记录多波段数据最简单的格式，便于单波 段选取和处理; BIP格式便于从整幅图像中提取小的子区，因为 一个子区往往是在几行之间，另外便于做多维波谱向 量的处理运算和模式识别及分类，但数据结构过于复 杂，不能直接用来显示各个波段影像； BIL格式类似于BIP的优点，而且记录方式更为简 单，易于格式转换，优点介于两者之间。
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
模拟图像与数字图像之间可以通过计算机系统进 行转换： 模拟图像转换为数字图像：就是把一个连续的光 密度函数变成一个离散的光密度函数。图像函数不仅 在空间坐标上并且在光密度上都要离散化，离散后的 每个像元属性值都用数字表示，整个过程即为图像数 字化。数字化包括两方面内容：一是采样，而是量化。 采样间距越小或者采样量化值越多图像的近似程度越 好，图像越清晰，但同时数字图像字节数也就越大， 数据量过大又会影响存储效率和处理速度。
第四章 遥感图像处理基础
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 遥感图像处理概述 遥感图像目视解译与判读 遥感图像的数字表达 遥感图像的存储 遥感图像特征的统计分析 常用遥感图像处理软件简介
4.3 遥感图像的数字表达
概述
图像是对客观存在的物体的一种相似性的生动模 仿或描述，是物体的一种不完全、不精确但在某种意 义上的适当表示。 图像包括可见图像、不可见图像和数学函数三部 分， 遥感图像是通过检测和度量目标地物电磁辐射能 量所得到的客观记录。 模拟图像类似于人眼观察事物所产生的影像，便 于分析、解译。数字图像虽然不一定为人眼所熟悉， 但却更便于实现实施远距离传输和计算机分析处理。
图像的表示形式
数字图像指能在计算机里存储、运算、显示和输 出的图像称为数字图像，又称“数字化图像”。 数字图像以二维数组表示图像，由对连续变化的 图像做等间隔抽样所产生的抽样点（像元）组成。抽 样间隔的大小决定图像的空间分辨率，抽样点（像元） 用一数值表示，称为像元的亮度值或灰度值。 数字图像可用一个二维矩阵来表示：
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
一般在光学密度仪上，测量光学图像某一点的灰 度值为0-3或0-4中的某一值，或用透过率表示为11/1000或1-1/10000。它们之间的关系为：
以上描述的是单一图像，如果同一地区在不同时 间获取的图像，则可用下标区分： 同样对于多光谱图像：
4.3 遥感图像的数字表达
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
数字图像模型实际上是可以在计算机里进行存储 和运算的数字矩阵，具有以下特点： 1、图像函数的连续性：地物坐标在图像内分布 式连续的、无间隔的，影像灰度色调在灰度空间的记 录时连续的。 2、图像函数值得限定性：因电磁波非负有界， 故而灰度也应非负有界，实际中把区间扩充到[0,L]， 假如o为黑色，L即为白色。 3、函数定义域的限定性：每一种传感器都有一 定视域，所以图像大小事有限的，即图像函数只在实 际图像范围有效，通常定义在矩形内。
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
模拟图像是早期遥感技术所成的图像，主要通过 飞机搭载的各种相机获取地面信息，依靠摄影成像方 法形成光学图像（模拟图像）。 模拟图像可以看成一个二维的连续的光密度函数， 相片上的灰度随坐标变化而变化，如果取一个方向的 图像，则灰度随空间而变化，是一条连续的曲线。 函数f（x，y）表示图像，这个函数是连续变化 的，其值为非负和有限。
4.4 遥感图像的存储
存储格式
4.4 遥感图像的存储
存储格式
BIP：像元交叉式，指每个像元按波段交叉排序。 这种格式最适合于提取典型地物光谱曲线，分析遥感 图像光谱特征，依据光谱特征进行合成、增强以及自 动识别分类处理等。因为同一像元各个波段灰度值集 中在一起，因此可以一次性读出，调用方便。
4.4 遥感图像的存储
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
数字图像模型实际上是可以在计算机里进行存储 和运算的数字矩阵，具有以下特点： 4、图像函数值物理意义的明确性：遥感图像函 数值表示的是地物电磁波辐射的一种量度，与遥感使 用的电磁波工作波段、地物类型、理化性状以及成像 方式等有关，有明确的物理意义。 其实图像除了前面的空间域表示，还可以有另外 一种坐标空间表示，即频率域的形式表示，通常采用 傅里叶变换将图像从空间域变入频率域，反之进行傅 里叶逆变换。
4.4 遥感图像的存储
存储格式
其他数据存储格式：TIFF、BMP、JPEG （自学内容）
4.3 遥感图像的数字表达
图像的表示形式
模拟图像与数字图像之间可以通过计算机系统进 行转换： 数字图像转换为模拟图像：一般有两种方式，一 种是通过显示终端设备显示出来，这些设备输出光学 图像的数模转换设备将数字信号以模拟方式表现。另 一种是通过照相或打印的方式输出，如早期的遥感图 像处理设备中包含的屏幕照相设备和目前的彩色打印 机。
4.4 遥感图像的存储
存储格式
HDF：一种不必转换就可以再不同平台间传递的 新型数据格式，已应用于,MODIS、MISR等数据中。采 用分层式数据管理结构，一个HDF文件包括一个头文 件和一个或多个数据对象，一个数据对象由一个数据 描述符和一个数据元素组成，前者包括数据元素的类 型、位置、尺度等信息；后者是实际的数据资料。因 此在读取图像数据的同时可以很方便地查取到地理位 置、轨道参数、图像属性、图像噪声等各种信息参数。
4.4 遥感图像的存储
存储介质
磁带：磁带是一种顺序存储介质，要读取磁带上 特定位置的记录需要通过该点以前的全部记录数据， 数据处理起来较慢，所以通常只作为数据存储之用。 需要时将其读入磁盘或内存中。 磁盘：磁盘是随机存储介质，一个完整的图像存 储在磁盘的一个位置上，组成一幅完整的记录必须是 邻接的。磁盘有硬盘和软盘之分。硬盘存储密度大， 随机访问速度快。 光盘：光盘也是随机介质，但其存储原理与磁盘 不同。磁盘存储时对磁盘表面磁性物质磁化的过程， 而光盘是对表层反光材料“蚀刻”的过程，访问速度 快，具有抗磁性，但受温度变化影响较大。
4.4 遥感图像的存储
存储介质
U盘：是一种采用USB接口的无需物理驱动器的微 型高容量移动存储产品，它采用的存储介质为闪存。 体积小、质量轻、抗震性极强、防潮湿、耐高温、至 少可使用1百万次，数据至少保存10年。
4.4 遥感图像的存储
存源自文库格式
遥感数字图像必须以一定的格式存储才能有效利 用，一般采用串流记录方式，存放在大容量的存储介 质中。有三种格式： BSQ：波段交叉式，按照图像的波段顺序分为独 立文件记录存放，每个波段的文件以像元的行、列号 排列。当仅需对一个波段数据处理时，此格式最为方 便，只要所需波段数据即可，不涉及其他波段数据。 陆地卫星CCT格式就是BSQ格式。每一波段文件前都有 一个图像属性文件，后面又有一个尾部文件。