遥感数字图像处理_15遥感影像的判读方法

北京揽宇方圆信息技术有限公司常用的遥感卫星影像数据处理方法1、常用遥感图像处理软件⏹ENVI:美国Exelis Visual Information Solutions公司的旗舰产品⏹PCI GEOMATICA：加拿大PCI公司旗下的四个主要产品系列之一⏹EDRAS imagine2、白色的光可以分解为系列单色的可见光；三种原色：红、绿、蓝；三种补色：黄、品、青黄=红+绿品=红+蓝青=绿+蓝任何一种颜色都可以用3原色或者3补色来组合3、常用的波段组合特点红绿蓝321真彩色：可见光组成，符合人眼对自然物体的观察习惯。

对于水体和人工地物表现突出。

432假彩色：城市地区，植被种类。

543假彩色：增强对植被的识别743假彩色：增强对植被的识别，以及矿物、岩石类别的区分。

4、共15个主功能模块，其中一般的遥感数字图像处理经常用到的是Viewer、Import、DataPrep、Interpreter、Classifier、Modeler等。

5、功能模块介绍：①该模块主要实现图形图像的显示，是人机对话的关键。

②数据输入输出模块，主要实现外部数据的导入、外部数据与ERDAS支持数据的转换及ERDAS内部数据的导出。

③数据预处理模块，主要实现图像拼接、校正、投影变换、分幅裁剪、重采样等功能。

④专题制图模块，主要实现专题地图的制作。

⑤启动图像解译模块，主要实现图像增强、傅里叶变换、地形分析及地理信息系统分析等功能。

⑥图像库管理模块，实现入库图像的统一管理，可方便地进行图像的存档与恢复。

⑦图像分类模块，实现监督分类、非监督分类及专家分类等功能。

⑧空间建模模块，主要是通过一组可以自行编制的指令集来实现地理信息和图像处理的操作功能。

⑨矢量功能模块，主要包括内置矢量模块及扩展矢量模块，该模块是基于ESRI的数据模型开发的，所以它直接支持coverage、shapfile、vector layer等格式数据。

⑩雷达图像处理模块，主要针对雷达影像进行图像处理、图像校正等操作。

第一章概论1、按图像的明暗程度和空间坐标的连续性，可以分为数字图像和模拟图像。

数字图像：可用计算机存储和处理，空间坐标和灰度均不连续。

模拟图像：计算机无法直接处理，空间坐标和明暗程度连续变化。

2遥感数字图像中的像素值称为亮度值（灰度值/DN值），它的高低由传感器所探测到的地物电磁波的辐射强度决定。

2、遥感数字图像处理的主要内容包括以下三个方面：图像增强、图像校正、信息提取。

1）图像增强：用来改善图像的对比度，突出感兴趣的地物信息，提高图像大的目视解译效果，它包括灰度拉伸、平滑、锐化、滤波、变换（K—L/K—T）、彩色合成、代数运算、融合等。

图像显示：为了理解数字图像中的内容，或对处理结果进行对比。

图像拉伸：为了提高图像的对比度（亮度的最大值与最小值的比值），改善图像的显示效果。

2）图像校正（恢复/复原）：为了去除和压抑成像过程中由各种因素影响而导致的图像失真。

注意：图像校正包括辐射和几何校正，前者通过辐射定标和大气校正等处理将像素值由灰度级改变为辐照度或反射率，后者利用已有的参照系修改像素坐标，使得图像能够与地图匹配或多景图像之间可以相互匹配。

3）信息提取：从校正后的遥感数据中提取各种有用的地物信息。

包括图像分割、分类等。

图像分割：用于从背景中分割出感兴趣的地物目标。

分割的结果可作为监督分类的训练区。

图像分类：按照特定的分类系统对图像中像素的归属类别进行划分。

3、遥感数字图像处理系统：硬件系统（输入、存储、处理、显示、输出），软件系统。

4、数字图像处理的两种观点：离散方法（空间域）、连续方法（频率域）2.遥感图像的获取和存储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。

遥感的实施依赖于遥感系统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、储存、传输、处理到分析、判读、应用的技术体系，主要包括遥感试验、信息获取（传感器、遥感平台）、信息传输、信息处理、信息应用等5个部分。

获取遥感图像的目的在于提取和分析人类感兴趣的地物信息。

目视判读是遥感信息提取的基础方法，也是目前最为准确和最常用的方法。

即使作为发展趋势的计算机自动提取，仍需要以目视判读为基础和以目视判读为标准。

进行遥感图象目视判读时必须充分运用地物目标时空分布的规律性，如气候、植被、土壤等景观要素的纬度地带性、经度相关性、高度垂直带性、物候季节性等。

要密切注意各类地物目标之间的相关规律，有些规律现象表现得比较稳定明确，如水平地带性、垂直带性等，有些现象则具有随机性、不确定性和模糊（或过渡）性，例如地震（带）的分布，土壤分布等受很多因素的影响。

应充分利用各种解译标志，包括直接标志和间接标志，相互补充，彼此验证。

只要坚持以遥感成像机理与专业知识、规律相结合的指导思想，通过实践，不断探索和总结，就能归纳出具有相对普遍性与稳定性的解译标志，并举一反三灵活应用这些解译标志进行正确的判读，目视判读可分为航空图像判读和卫星图像判读。

一、航空像片目视判读航空像片目视判读是凭借人眼观察或借助简单仪器对航片进行分析和量测，以获取所需要的地面各种信息的过程。

在航空像片上，不同地物有其不同的影像特征，这些特征是判断地物的依据，我们称作判读标志。

判读标志是地物自身性质、形态等特征在像片上的反映。

因而根据判读标志可以直接从像片上辨认出地物的属性及其空间分布等特征。

一般地，把影像形状、大小、色调与阴影作为常用的航片判读标志。

1、形状任何地物都具有一定的几何形状。

由于地物各部分反射光线的强弱不同，所以在像片上反映出相应的形状，依据影像的形状特征，就可以辨认出其相应的地物。

例如：居民地的房屋影像一般均表现为规则的方块形状，河流常呈弯曲的条带状，公路常呈笔直的线状且灰度浅亮，湖泊常呈不规则的封闭区间，等等。

2、大小地物影像的（尺寸）大小，不仅能反映地物的一些数量特征，而且还能据此判断地物的性质。

例如单轨铁路和双轨铁路从形状上往往不易区分，但量算它们的宽度，则容易区分。

实习一实习一 卫星遥感影像目视解译卫星遥感影像目视解译一、实习目的目视判读是卫星图像应用的最基本方法，用计算机进行自动分类时，训练样本的选择以及自动分类决策等，样本的选择以及自动分类决策等，也都需要目视判读作为基础。

也都需要目视判读作为基础。

也都需要目视判读作为基础。

了解卫星遥感影了解卫星遥感影像的波段特性以及对应的地物波谱特性；像的波段特性以及对应的地物波谱特性；建立遥感影像解译标志，建立遥感影像解译标志，从影像中目视解译出耕地、林地、草地、水体、居民地、盐碱地、沼泽地等土地利用类型。

二、原理与方法原理地物光谱特性（标题为小四，宋体，加粗）在以遥感图像中识别地物和现象的属性及其研究它们之间的关系和演化变化规律时，必须首先了解和掌握地物的光谱特性，必须首先了解和掌握地物的光谱特性，以及它们空间和时间特性的变以及它们空间和时间特性的变化。

化。

不同地物在不同波段反射率存在着差异。

不同地物在不同波段反射率存在着差异。

不同地物在不同波段反射率存在着差异。

因此，因此，因此，在不同波段的遥感图像上即在不同波段的遥感图像上即呈现出不同的色调。

同类地物的反射光谱是相似的，同类地物的反射光谱是相似的，但随着该地物的内在差异而但随着该地物的内在差异而有所变化。

这种变化是由于多种因素造成的，如物质成分、内部结构、表面光滑程度、颗粒大小、几何形状、风化程度、表面含水量及色泽等差别。

这就是判读识别各种地物的基础和依据。

识别各种地物的基础和依据。

方法（一）直接判定法在卫星图像上直接判定一般是依据其色调标志和图型标志进行直接判定，色调色调（或色彩）（或色彩）（或色彩）标志在卫星图像直接判定中的重要性，标志在卫星图像直接判定中的重要性，标志在卫星图像直接判定中的重要性，对色调分析必须要结合具对色调分析必须要结合具体的图形或图像特征，即“色”要附于一定的“形”上，色调才具有实际意义，才可能判定识别地物。

才可能判定识别地物。

（二）对比分析法对比分析法是对卫星图像不同波段、不同时相的图像进行对比分析，以 及与地面已知资料或实地进行对比。

遥感影像图的目视判读方法作者：石小林来源：《地理教育》2012年第11期遥感影像图是人们利用现代技术装备，在航空器（如飞机）或航天器（如卫星）上，对遥远的地理事物和现象进行感知，即遥感形成的图像，是各种传感器所获信息的产物。

就像生活中拍摄的照片一样，遥感图像可以提取出大量有用的信息。

如水体（河流、湖泊、水库、盐池、鱼塘等）、植被（森林、果园、草地、农作物、沼泽、水生植物等）、土地（农田、林地、居民地、厂矿企事业单位、沙漠、海岸、荒原、道路等）、山地（丘岭、高山、雪山）等。

遥感可以选用不同的波段和不同的遥感仪器，测量范围大，获得资料的速度快、周期短，受地面条件限制少，因而有着广泛的应用领域，在测绘、资源勘探调查、环境动态监测和规划管理决策等方面应用十分广阔。

因此遥感图像是中学地理教材中必要的图像材料，近年来也成为高考地理的命题素材来源。

学生遇到这样的试题，往往感到无所适存，其实教给学生一些遥感影像图判读的最基本方法，这些问题将会迎刃而解，遥感影像图目视判读最基本方法如下。

第一步：读图像名称、比例尺、图例和注记等辅助要素，明确遥感影像图上表示的地理事物和现象的内容和分布等。

第二步：判读图像上地物所反映出的色调、形状、大小、阴影、相关位置、纹理图案以及活动痕迹等。

可以判断图上地理事物的分布特点，运动和发展状况。

如天气预报卫星遥感图上，白色表示云层，绿色表示陆地，蓝色表示海洋。

如果看到图上白色越多，就说明云层越厚，一般情况下雨也就越大。

第三步：直接或间接观察、运用对比分析和综合分析等方法判断遥感影像图上所表现的天气特征、地形地貌、水系水文、植被覆盖、土壤等自然和人类活动各方面地理事物特点和运动变化规律。

下面结合近年来的几则高考实例加以说明。

例1：图1是2010年3月中旬发生在我国的沙尘暴的一幅遥感影像。

图中色调白浅的部分是云层，被卷到控制的是沙尘和陆地表面。

读图1，完成1～3题。

1.该沙尘暴发生地位于：A.副极地低压带B.西风带C.副热带高压带D.东北信风带2.导致该沙尘暴的天气系统是：A.反气旋、冷锋B.反气旋、暖锋C.气旋、冷锋D.气旋、暖锋3.影像中部显示的是该沙尘暴的：A.中心区，沙尘扬升B.边缘区，沙尘扩散C.中心区，沙尘沉降D.边缘区，沙尘沉降解析：根据遥感影像读图步骤：第一步，读图名，“2010年3月中旬发生在我国的沙尘暴的一幅遥感影像”即要求运用我国沙尘暴的形成、分布及影响的知识；第二步，读图像上各地的色调及注记文字可知：图中色调白浅处是云层、色调较深处是沙尘，颜色最深处是陆地表面。

《遥感数字图像处理》习题与答案第一部分1.什么是图像？并说明遥感图像与遥感数字图像的区别。

答：图像（image）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。

是人们最主要的信息源。

按图像的明暗程度和空间坐标的连续性划分，图像可分为模拟图像和数字图像。

模拟图像（又称光学图像）是指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，它属于可见图像。

数字图像是指被计算机储存，处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度都不连续的、用离散数字表示的图像，它属于不可见图像。

2.怎样获取遥感图像？答：遥感图像的获取是通过遥感平台搭载的传感器成像来获取的。

根据传感器基本构造和成像原理不同。

大致可分为摄影成像、扫描成像和雷达成像三类。

m=3.说明遥感模拟图像数字化的过程。

灰度等级一般都取2m（m是正整数），说明8时的灰度情况。

答：遥感模拟图像数字化包括采样和量化两个过程。

①采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。

空间采样可以将模拟图像具有的连续灰度（或色彩）信息转换成为每行有N个像元、每列有M个像元的数字图像。

②量化：遥感模拟图像经离散采样后，可得到有M×N个像元点组合表示的图像，但其灰度（或色彩）仍是连续的，不能用计算机处理。

应进一步离散、归并到各个区间，分别用有限个整数来表示，称为量化。

m=时，则得256个灰度级。

若一幅遥感数字图像的量化灰度级数g=256级，则灰当8度级别有256个。

用0—255的整数表示。

这里0表示黑，255表示白，其他值居中渐变。

由于8bit就能表示灰度图像像元的灰度值，因此称8bit量化。

彩色图像可采用24bit量化，分别给红，绿，蓝三原色8bit，每个颜色层面数据为0—255级。

4.什么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）转换和数模（D/A）转换。

遥感图像判读“遥感”意为遥远地感知,人们可以不接触物体就可以探测到物体的性质和状况。

遥感图像判读应该说还是一门新兴的技术学科,也仅有百年历史。

许多问题,从完善理论研究到如何达到“准、快”,都值得人们去探索和研究。

随着科学技术的发展,遥感侦察的手段从过去的地面(海上)已发展到太空,由目视而发展到光学、电子、光谱等高科技。

而遥感图像判读作为获取信息的主要手段越来越受到人们的广泛关注,如何从获取的图像中又快又好地提炼出有使用价值的情报,一直是遥感图像判读界所关心的重要课题。

遥感技术的应用主要是通过对遥感图像的判读来实现的。

感图像判读的现状所谓的遥感图像判读就是根据所获取的图像,运用目力和技术设备,进行观察、分析、测量,判定和揭示地面物体性质和状况的过程。

遥感图像客观地记录了物体的几何形态和光谱特征,这是遥感图像判读的依据。

判读也可叫解译,其意思是一样的。

有的人主张凡用肉眼辨认图像的叫做判读,用计算机辨认图像的称解译。

所谓遥感图像判读是指人们根据对客观事物掌握的实践经验,运用各种手段和方法对影像进行辨认,从而识别影像的实际内容和属性的过程。

遥感图像判读仍存不少问题，定性分析的多,定量分析的少。

由于受技术条件的限制,人们只满足于地面物体的定性分析,只关心地面物体是什么,而忽视了对地面物体定量的分析;只关心从图像中所表现出来的表面现象,而忽视了隐藏于其中的内在本质。

如何从量化的角度分析物体的性质和状况,是亟待解决的问题。

现代遥感技术发展迅速，继黑白全色航空像片之后又出现了（天然）彩色航空像片、红外航空像片、热红外（扫描）航空图像，以及雷达航空图像等多种遥感图像，大大丰富和扩大了人类探测和收集地面信息的范围和领域。

这些遥感图像由于成像方式和使用的波段不尽相同，影像特点也各不一样。

但其判读原则及其方法与黑白全色航空像片基本上是一致的。

下面谈一下对几种图像判读的认识：一、彩色航空像片彩色像片使用的是彩色感光材料，感光范围为0.4—0.76μm，即对可见光波段全色感光。

测绘技术中的遥感图像识别方法与技巧遥感图像识别是测绘技术中的一个重要领域，通过分析遥感数据中的图像信息来获取地物信息，对于地图制作、城市规划、环境监测等方面具有重要的应用价值。

在遥感图像识别过程中，常常需要应用各种方法和技巧来提高识别准确性和效率。

一、图像预处理在进行遥感图像识别之前，首先需要对图像进行预处理。

图像预处理的目的是消除图像噪声，增强图像对比度，以及调整图像亮度等，使得待识别的地物目标更加明显。

预处理方法包括直方图均衡化、锐化和滤波等。

直方图均衡化可以调整图像的亮度分布，使得图像具有更好的视觉效果；锐化可以增强图像的边缘和细节特征；滤波可以消除图像中的噪声。

二、影像分类影像分类是遥感图像识别中的核心环节。

影像分类是将图像中的像素划分到不同的地物类别中，常见的分类方法包括基于统计学的方法和机器学习方法。

统计学的方法包括最大似然法和贝叶斯分类器等，机器学习方法包括支持向量机、人工神经网络和随机森林等。

这些方法根据图像的特征向量进行分类，从而实现地物目标的自动识别。

三、特征提取特征提取是影像分类的关键步骤。

地物目标在遥感图像中表现出不同的光谱、空间和纹理等特征，通过提取这些特征可以准确地进行分类。

特征提取方法包括基于像素的方法和基于对象的方法。

基于像素的方法是指对每个像素进行特征计算，而基于对象的方法是先将图像分割成不同的地物对象，然后对每个对象提取特征。

常见的特征包括光谱特征、纹理特征和形状特征等。

四、数据融合数据融合是将多个遥感数据源的信息进行整合，以获取更全面和准确的地物目标信息。

数据融合可以是不同来源的遥感图像数据的融合，也可以是不同类型的遥感数据的融合。

常见的数据融合方法包括主成分分析、小波变换和卡尔曼滤波等。

通过数据融合，可以提高地物目标的识别精度和分类准确性。

五、时序分析时序分析是利用多个时期的遥感图像数据进行地物目标的动态监测和变化分析。

通过对不同时期的图像进行比较，可以了解地物目标的生长变化情况，以及环境演变趋势。