第四章 遥感图像处理(2)

遥感概论复习整理第一章绪论1.遥感概念狭义遥感：应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术2.遥感技术系统组成信息源、信息的获取、信息的记录和传输、信息的处理、信息的应用。

3.信息源，传感器概念信息源：任何地物都可以发射、反射和吸收电磁波信号，都是遥感信息源；目标物与电磁波发生相互作用，会形成目标物的电磁波特性，这为遥感探测提供了获取信息的依据。

传感器：接收、记录地物电磁波特征的仪器，主要有：扫描仪、雷达、摄影机、光谱辐射计等4.遥感类型（区分不同波段属于那种类型）按遥感平台分类：航天、航空、地面遥感按工作波段分类：紫外遥感：收集和记录目标物在紫外波段辐射能量可见光遥感：收集和记录目标物反射的可见光辐射能量，传感器有：摄影机、扫描仪、摄像仪等红外遥感μm)：收集与记录目标物反射与发射的红外能量，传感器有：摄影机、扫描仪等微波遥感(1mm-1m)：收集和记录在微波波段的反射能量，传感器有：扫描仪、微波辐射计、雷达、高度计等按传感器工作原理分类：被动遥感：传感器不向目标发射电磁波，仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量主动遥感：传感器主动发射一定电磁波能量，并接收目标的后向散射信号按资料获取方式分类：成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号可转换成（数字或模拟）图像非成像遥感：传感器接收的目标电磁辐射信号不能形成图像波段宽度与波谱的连续性分类：按应用领域分类：土地遥感（Domanial）环境遥感（Environmental）大气遥感（Atmospheric）海洋遥感（Oceanographic）农业遥感（Agricultural）林业遥感（Forestry）水利遥感（Hydrographic）地质遥感（Geological ）5.遥感特点（一帧遥感图像代表地面多大位置）宏观性动态性技术手段多，信息海量应用领域广泛，经济效益高100nmile x 100nmile(185km x 185km)=34225km26.气象卫星有哪些1957年10月4日，前苏联成功发射了人类第一颗人造地球卫星1960年，美国发射了TIROS-1和NOAA-1太阳同步卫星1972年，美国发射ERTS-1（后改名为Landsat-1），装有MSS传感器，分辨率79米1982年，Landsat-4发射，装有TM传感器，分辨率提高到30米1986年，法国发射SPOT-1，装有PAN和XS传感器，分辨率提高到10米1988年9月7日，中国发射第一颗“风云1号”气象卫星1999年，美国发射IKNOS，空间分辨率提高到1米1999年，美国发射QUICKBIRD-2，空间分辨率提高到0.6米7.遥感发展历史无记录的地面遥感阶段(1608-1838)有记录的地面遥感阶段（1838-1857）空中摄影遥感阶段（1858-1956）航天遥感阶段（1957-）8.对遥感进行处理的软件PCI ERDAS ENVI ER-MAPPER9.SAR是什么是合成孔径雷达Synthetic Aperture Radar 的缩写10.遥感发展现状高分遥感发展迅速，多种传感器并存遥感从定性到定量分析遥感信息提取逐步自动化遥感商业化第二章电磁辐射与地物光谱特征1什么是电磁波谱（应用较多的波段）按照电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，形成的一个连续谱带。

《遥感原理与应用》习题四第四章遥感图像处理一、名词解释：1、光学影像2、数字影像3、空间域图像4、频率域图像5、图像采样6、灰度量化7、几何变形8、几何校正9、粗加工处理10、精加工处理11、多项式纠正12、间接法纠正13、最邻近像元重采样14、图像配准15、数字镶嵌16、正射影像17、地理编码图象18、辐射误差19、辐射定标20、大气校正22、图像直方图23、假彩色合成24、密度分割25、真彩色合成26、伪彩色图像27、图像平滑29、边缘检测30、低通滤波31、高通滤波32、图像融合33、直方图正态化34、线性拉伸35、直方图均衡36、邻域法处理二、填空题：1、光学图像是一个函数。

2、数字图像是一个函数。

3、光学图像转换成数字影像的过程包括等步骤。

4、图像数字化中采样间隔取决于图像的，应满足（公式）。

5、一般图像都由不同的、、、的周期性函数构成。

6、3S集成一般指、和的集成。

7、遥感图像几何纠正的常用方法有，，。

8、多项式拟合法纠正中，项数N与其阶数n的关系。

9、多项式拟合法纠正中，一次项纠正，二次项纠正，三次项纠正。

10、项式拟合法纠正中控制点的要求是，，。

11、多项式拟合法纠正中控制点的数量要求，一次项最少需要个控制点，二次项最少项需要个控制点，三次项最少需要个控制点。

12、SPOT图像采用共线方程纠正时需要，有未知参数，最少需要个控制点。

13、常用的灰度采样方法有，，。

14、数字图象配准的方式有，。

15、数字图像镶嵌的关键，，。

16、在姿态角都为0的情况下，中心投影像片的投影差为，推扫式影像（HRV）的投影差为，扫描仪影像（MSS）的投影差，侧视雷达影像（SAR）的投影差。

17、灰度采样中，双线性内插的权矩阵采用函数求取，双三卷积的权矩阵采用函数求取。

18、辐射传输方程可以知道，辐射误差主要有，，。

19、常用的图像增强处理技术有，。

20、增强的常用方法有，，，，，，等。

子21、直方图均衡效果，，。

第四章遥感图像数字处理的基础知识C方向 20 卢昕一、名词解释1.光学影像：一种以胶片或其他的光学成像载体的形式记录的图像。

它是一个二维的连续的光密度函数。

2.数字影像：以数字形式进行存储的图像，它是一个二维的离散的光密度函数。

3.空间域图像：用空间坐标x，y的函数表示的形式。

有光学影像和数字影像。

4.频率域图像：以频率域的形式表示的影像，频率坐标Vx，Vy的函数。

5.图像采样：图像空间坐标（x,y）的数字化称为图像采样。

6.灰度量化：图像灰度的数字化称为图像量化。

7 .ERDAS：是美国 ERDAS 公司开发的遥感图像处理系统。

它以模块化的方式提供给用户，可使用户根据自己的应用要求、资金情况合理的选择不同功能模块及不同组合，对系统进行剪裁，充分利用软硬件资源，并最大限度地满足用户的专业应用要求。

ERDAS Imagine面向不同需求的用户，对于系统的扩展功能采用开放的体系结构以Imagine Essentials、Imagine Advantage、Imagine Professional的形式为用户提供低、中、高三档产品架构，并有丰富的功能扩展模块供用户选择，产品模块的组合比较灵活。

8.BSQ：遥感数字图像的一种存储格式，即按波段记载数据文件。

9.BIL：也是遥感数字图像的一种存储格式，是一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式。

二、简答题1、叙述光学影像与数字影像的关系和不同点。

答：光学图像可以看成一个二维的连续的光密度函数，像片上的密度随空间坐标的变化而变化。

而数字图像是一个二维的离散的光密度函数。

光学图像可以通过采样和量化得到数字图像，数字图像可以通过显示终端设备或照相或打印的方式得到光学图像。

与光学图像相比数字图像的处理简捷快速，并可以完成一些光学处理方法所无法完成的各种特殊处理等。

2、怎样才能将光学影像变成数字影像？答：将光学影像变成数字影像要经过采样和量化两步。

采样是将图像空间的坐标（X，Y）进行数字化，此时实现了空间的离散化。

第四章遥感图像处理名词解释假彩色遥感图像：利用卫星或飞机拍摄到的基础遥感图像,将感兴趣的部分(如森林,水体,沙漠,重力异常区等)用不真实且夸张的颜色表示出来，与自然色不一致。

边缘检测：用于判断图像地物的边缘。

数字影像：数字影像是以二维数组形式表示的影像。

该数组由对连续变化的影像作等间隔抽样所产生的采样点组成。

几何校正：几何校正是指将遥感图像参照地形图、已校正图像或GPS控制点进行重采样,消除传感器成像的几何变形,使其具有地理坐标并与地面实际对应。

K-L变换：主成分变换；是建立在统计特征基础上的多维正交线性变换，就是一种离散化的Karhunen －Loeve变换。

辐射校正：对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正直方图均衡：是用一定的算法使直方图大致平和。

问答题下图为一个3x3的图像窗口，试问经过中位数滤波(Median Filter)后，该窗口中心像元的值，并写出计算过程。

(10分)124 126 127120 150 125115 119 123什么是计算机图像处理，它包含那些内容，如何运用计算机图像处理方法来提高遥感图像的解译效果？答：是指利用计算机对图像进行一系列加工，以便获得人们所需要的效果。

常见的图像处理有图像数字化、图像编码、图像增强、图像复原、图像分割与图像分析等。

（1）图像数字化通过取样与量化过程将图像变换成便于计算机处理的数字形式。

通常，图像在计算机内用一个数字矩阵表示，矩阵中的每一个元素称为像素。

将图像数字化的设备有各种扫描仪与数字化仪。

（2）图像编码对图像信息进行编码，可以压缩图像的信息量，以便满足传输与存储的要求。

（3）图像增强使图像清晰或将其转换为更适合人或机器分析的形式。

图像增强并不要求真实地反映原始图像。

（4）图像复原消除或减少在获取图像过程中所产生的某些退化，尽量反映原始图像的真实面貌。

（5）图像分割将图像划分为一些互不重叠的区域。

遥感图像几何处理
名词解释：
构像方程 通用构像方程 几何变形 几何校正 粗加工处理 精加工处理（精纠正） 多项式纠正 直接法纠正 间接法纠正 灰度重采样 图像配准 图像镶嵌 数字地面模型 正射影像 问答题：
1、 叙述中心投影的航空像片、MSS 多光谱扫描仪影像、SPOT 的
HRV 推扫式影像和真实孔径侧视雷达图像的几何特征。

2、 列出中心投影影像、推扫式影像、逐点扫面影像和侧视雷达影
像的构像方程和共线方程表达式。

3、 叙述最近邻法、双线性内插法和双三次卷积重采样原理和优缺
点。

4、 图像之间配准的两种方式指什么？
5、 两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题？解决的基本方
法是什么？简述数字镶嵌的过程。

6、 叙述多项式拟合法纠正卫星图像的原理和步骤。

7、 多项式拟合法纠正选用一次项、二次项和三次项，各纠正遥感
图像中的哪些变形误差？
8、 在几何纠正重采样中，内插像元4×4图像亮度矩阵为
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1061041079710210158
57，在间接法纠正过程中，某地面点反算到原始
像点的坐标值为（101.6，57.4），利用最邻近法和双线性内插
法求像点的亮度值。

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。

遥感数字图像处理实验报告（二）姓名：学号：班级：指导老师：1）项目名称：熟悉遥感软件、图像预处理2）实验目的：1. 熟悉遥感软件的使用，了解图像大小、投影、直方图等信息查看方法，了解相关软件的各项功能；2. 掌握遥感图像的几何精校正方法及步骤。

3）实验原理：几何校正就是将图像数据投影平面上，使其符合地图投影系统的过程。

而将地图坐标系统赋予到图像的过程，称为地理参考。

由于所有的地图投影系统都尊从于一定的地图坐标系统，所以几何校正的过程包含了地理参考过程。

对图像进行几何校正就是赋予其完整的地图坐标系统。

4）数据来源及数据基本信息：（下载源、波段数、对应的波长、分辨率、投影、地区）待校正图像来自Google Earth 2004年9月15日的影像，大致位置在东经116度20分，北纬33度57分，使用的是 DIGITAL GLOBLE 的QUICK BIRD卫星影像的0.6米分辨率的航拍照片，三波段，无投影。

待校正图像。

参考图像数据来自国际科学数据服务平台，Landsat5 2010年9月18日的图像，图像共7个波段，波段1-5和波段7的空间分辨率为30米，6波段（热红外波段）的空间分辨率为120米。

对应的波段、波长、分辨率、主要作用如表：图像采用的投影为WGS 84投影，条带号为122，行编号为36，覆盖豫东、皖北、苏北、鲁西四省交界地区。

5）实验过程：1）多波段合成：对参考图像数据进行波段组合2）打开图像，用两个Viewer窗口分别打开待校正图像和参考图像，查看其投影信息：待校正图像投影信息（无投影）参考图像投影信息（有投影）几何校正：————弹出图1窗口，点击Slecte Vewer——点击Viewer1，弹出图2窗口图1图4图3图2选择Polynomial多项式模型，OK——Polynomial Order选1，Map Units 选Meters，Apply, Close，弹出图3窗口，OK——点击Viewer窗口，选择要参考图像，弹出图4，点击OK，进入采点界面，开始采集地面控制点图5 图6图7采点完成后点击Geo Correction Tools 如(图5)中图标，弹出图6 对话框，输入保存路径，保存校正后的图像。

遥感导论》课后练习题第一章遥感概述1. 遥感的基本概念，并区分遥感的广义和狭义。

2. 简述遥感探测系统组成。

3. 根据不同目的或手段，简述遥感的类型。

4. 简述遥感的特点，并举例。

5. 试述全球及我国遥感技术的进展和发展趋势，并结合地学发展阐述个人的看法或观点。

第二章电磁辐射与地物光谱特征1. 电磁波含义及电磁波的性质。

2. 电磁波谱的含义，电磁波区段的划分是怎样的？3. 辐射通量，辐射通量密度的物理意义。

4. 简述辐照度，辐射出射度和辐射亮度的物理意义，其共同点和区别是什么？5. 朗伯源和黑体的概念？6. 大气的散射现象有几种类型？根据不同散射类型的特点分析可见光遥感和微波遥感的区别，说明为什么微波具有穿云透雾的能力而可见光不能？7. 什么是大气窗口？对照书内卫星传感器表中所列波段区间和大气窗口的波段区间，理解大气窗口对于遥感探测的重要意义。

8. 综合论述太阳辐射传播到地球表面又返回到遥感传感器这一整体过程中所发生的物理现象9. 从地球辐射的分段特性说明为什么对于卫星影像解译必须了解地物反射波谱特性。

10. 列举几种可见光与近红外波段植被、土壤、水体、岩石的地物反射波谱曲线实例。

11. 在真空中电磁波速为3X108叹(1)可见光谱的波长范围从约3.8 X0-7 m的紫色光到约7.6 X0-7m的红色光，其对应的频率范围为多少？(2)X射线的波长范围约5X10-9—1.0 10-11m,其对应的频率范围是多少？(3)短波无线电的频率范围约为1.5MH z ---300MH z其对应的波长范围是多少？12. 在地球上测得太阳的平均辐照度1=1.4 103 W m2设太阳到地球的平均距离约为1.5)1011m试求太阳的总辐射能量。

13. 假定恒星表面的辐射与太阳表面辐射一样都遵循黑体辐射规律。

如果测得到太阳辐射波谱入=0.51卩的北极星的入=0.35卩,试计算太阳和北极星的表面温度及每单位表面积上所发射出的功率是多少？14. 已知日地平均距离为天文单位，1天文单位〜1.496 X3m0太阳的线半径约为6.96 X05KM(1)通过太阳常数I o,计算太阳的总辐射通量E。

遥感图像预处理实习姓名徐丹学号8成绩日期实习内容：遥感图像的裁剪、镶嵌与几何校正1、在实际的工作中，为何经常需要对影像进行裁剪与镶嵌操作在ENVI软件平台如何实现影像的裁剪与镶嵌，以一示例详细叙述裁剪与镶嵌的具体操作步骤。

由于遥感卫星是在一个预先设计的轨道上运行，星载传感器沿着轨道在地面上的轨迹按一定宽度垂直于运行方向进行扫描，在实际工作中有时需要分析的地区并不完全处在同一幅图像内，这时候需要把多景相邻遥感图像拼接成一个大范围无缝的图像，即图像镶嵌，而图像剪裁的目的则是将研究之外的区域去除。

一、图像裁剪：（1）规则分幅裁剪a)在主菜单中，选择File ——Open Image File，打开裁剪图像。

b)在主菜单中，选择File——Save File as——ENVI Standard，弹出New FileBuilder对话框。

c)在New File Builder对话框中，单击Import File按钮，弹出Create New FileInput File对话框。

d)在Create New File Input File对话框中，选中Select Input File列表中的裁剪图像，单击Spatial Subset按钮。

e)在Select Spatial Subset对话框中，单击Image按钮，弹出Subset By Image对话框。

f)在Subset By Image对话框中，可以通过输入行列数确定剪裁尺寸并按住鼠标左键拖动图像中的红色矩形框确定剪裁区域，或直接用鼠标左键按红色边框拖动来确定剪裁尺寸以及位置，单击OK按钮。

g)在Select Spatial Subset对话框中可以看到剪裁区域信息，单击OK按钮。

h)在Create New File Input File对话框中，可以通过Spectral Subset按钮选择输出波段子集，单击OK按钮。

i)选择输出路径及文件名或者选择Memory直接在窗口上显示，单击OK按钮，完成规则分幅裁剪过程。