遥感数据预处理
- 格式:docx
- 大小:9.47 MB
- 文档页数:7
测绘技术中的遥感数据处理方法与分析技巧遥感技术是现代测绘技术中的关键组成部分,它通过无线电、红外线、激光和雷达等传感器获取地表及大气信息。
遥感数据处理和分析是利用这些获取到的数据进行测绘与地理信息系统应用的重要环节。
本文将介绍几种常用的遥感数据处理方法与分析技巧。
首先,遥感数据的预处理是数据处理的基础。
预处理包括数据校正、辐射校正和几何校正等过程。
数据校正是将原始数据进行去除噪声、填补无效值和纠正异常点等操作,以提高数据质量。
辐射校正是将原始数据转化为物理量,如反射率和温度等。
几何校正是校正图像的几何畸变,以保证图像的几何精度。
这些预处理操作能够提高遥感数据的可靠性和可用性。
其次,遥感图像分类是遥感数据处理的重要环节。
图像分类是将遥感图像像素分成不同的类别,如水体、植被、建筑和裸土等。
常见的分类方法有基于统计学的最大似然分类、支持向量机分类和神经网络分类等。
最大似然分类是根据每个类别在样本中的分布情况,使用概率统计方法进行分类。
支持向量机分类是通过寻找一个最优的超平面将不同类别的样本分开。
神经网络分类使用多层感知机模型进行图像分类。
这些分类方法能够帮助我们从遥感图像中提取出感兴趣的地物信息。
此外,遥感数据变化检测是遥感数据处理的重要应用之一。
变化检测可以用于监测城市扩张、农田变化和森林砍伐等。
常见的变化检测方法有单时相变化检测和多时相变化检测。
单时相变化检测是对同一地区的不同时间的遥感图像进行比较,通过像素级别的差异检测来获取变化信息。
多时相变化检测是对多个时间序列的遥感图像进行比较,通过时间序列分析和统计学方法来获取变化信息。
这些变化检测方法为我们提供了探索地表变化的重要手段。
最后,遥感数据的空间分析是遥感数据处理的重要内容之一。
空间分析是对遥感数据进行空间模式分析和定量化分析的过程。
常见的空间分析方法有地物对象提取、泥沙径流模拟和土地覆盖变化分析等。
地物对象提取是根据遥感图像进行地物类型的提取,如建筑物提取、植被提取和水体提取等。
测绘技术中的遥感数据的获取与处理方法遥感技术在测绘领域的应用日益广泛,其能够获取大范围、高分辨率的地表信息,为地理空间数据的获取和处理提供了有力支持。
本文将探讨测绘技术中遥感数据的获取与处理方法。
一、遥感数据的获取遥感数据的获取主要通过卫星、飞机等载体,采集地球表面的电磁辐射信息。
卫星遥感数据具有广覆盖、周期性获取、持续监测等优势,而航空遥感数据则具有高分辨率、重复性强等特点。
1. 卫星遥感数据的获取卫星遥感数据的获取通常分为光学遥感和微波遥感两类。
光学遥感通过装载在卫星上的传感器,记录地表反射、发射和散射的光谱信息,推测出地表特征。
而微波遥感则利用微波辐射与地表物质的相互作用,获取地表的散射、吸收和反射等信息。
2. 航空遥感数据的获取航空遥感通过飞机搭载的传感器,采集地表的高分辨率影像数据。
航空遥感数据获取灵活,能够根据需要选取特定区域进行拍摄,获取更精确的地理信息。
二、遥感数据的处理方法遥感数据处理是对获取的原始遥感数据进行预处理、分类、提取等工作,以获得具有科学和实用价值的产品和信息。
1. 遥感数据的预处理遥感数据的预处理主要包括几何校正、辐射校正和大气校正等。
几何校正校正了数据获取过程中的几何变形,使其与地球表面实际对应;辐射校正消除了传感器自身的误差和对地球表面的辐射强度;大气校正则通过模型和反演方法消除大气对遥感数据的扰动。
2. 遥感数据的分类遥感数据的分类是将遥感图像中的像元分成不同的类别,常用的分类方法包括有监督分类和无监督分类。
有监督分类通过已知的训练样本进行分类器训练,然后将分类器应用于整个图像;无监督分类则不需要先验知识,通过聚类方法将图像像元自动分类。
3. 遥感数据的特征提取遥感数据的特征提取是从遥感图像中提取出地物的特征属性,如形状、纹理、光谱等。
特征提取可以利用像元级的单一特征或多特征组合进行,常用的方法有主成分分析、小波变换、纹理分析等。
4. 遥感数据的信息提取遥感数据的信息提取是根据特定的需求,通过应用特定的算法,提取出地物的相关信息。
建筑物倾斜监测中的遥感数据处理方法建筑物倾斜监测是建筑工程中非常重要的环节之一,通过有效的监测可以及时发现建筑物的倾斜情况,保障建筑物的稳定性和安全性。
而在建筑物倾斜监测中,遥感数据的处理方法起到至关重要的作用。
本文将介绍建筑物倾斜监测中常用的遥感数据处理方法。
一、遥感数据获取在建筑物倾斜监测中,首先需要获取建筑物的遥感数据。
遥感数据可以通过航空遥感或卫星遥感获取,其中卫星遥感更为成熟和常用。
卫星遥感可以通过定期采集建筑物的高分辨率影像数据,获得建筑物二维的空间信息。
二、遥感数据预处理在获得建筑物的遥感数据后,需要进行一系列的预处理操作,以便后续的倾斜监测分析。
遥感数据预处理的主要步骤包括:1. 图像校正:校正遥感影像中的几何畸变,使其能够反映真实的地物形态和位置。
2. 图像配准:将不同时期的遥感影像进行精确的配准,以便进行建筑物倾斜的比较和分析。
3. 影像增强:通过图像增强算法,提高遥感影像的对比度和清晰度,便于后续的倾斜监测分析。
4. 影像分割:将遥感影像中的建筑物和背景进行分割,以便后续的建筑物倾斜角度计算。
三、建筑物倾斜角度计算在进行建筑物倾斜监测时,需要计算建筑物的倾斜角度。
倾斜角度的计算方法一般有两种:1. 基于特征点匹配的方法:通过提取建筑物影像中的特征点,采用特征点匹配的方法,计算建筑物倾斜角度。
2. 基于影像分析的方法:通过对建筑物影像进行几何变换和分析,利用数学模型计算建筑物倾斜角度。
四、倾斜角度变化监测在倾斜监测中,不仅需要计算建筑物的倾斜角度,还需要监测倾斜角度的变化情况。
倾斜角度变化监测可以通过两种方法实现:1. 基于遥感影像时间序列的方法:通过采集和比对建筑物在不同时期的遥感影像数据,计算倾斜角度的变化情况。
2. 基于连续监测数据的方法:安装倾斜监测仪器,实时连续监测建筑物的倾斜角度,并进行数据分析和处理。
五、倾斜监测结果分析与报告最后,在完成建筑物倾斜监测后,需要对监测结果进行分析和报告撰写。
基于深度学习的遥感遥测数据处理与分析遥感遥测数据处理与分析是遥感技术的重要应用领域之一,它利用遥感技术获取的遥感数据,通过深度学习方法进行处理和分析,以从数据中提取有用的信息和知识。
本文将介绍基于深度学习的遥感遥测数据处理与分析的方法和应用。
一、深度学习在遥感遥测数据处理中的应用深度学习是一种机器学习方法,通过多层神经网络的组合和训练来实现对数据的自动学习和特征提取。
在遥感遥测数据处理中,深度学习可以应用于以下几个方面:1. 图像分类和目标检测:利用深度学习模型,可以实现对遥感图像中的不同地物和目标进行分类和检测。
通过训练深度卷积神经网络,可以从遥感图像中提取出与地物特征相关的高级语义信息,从而实现自动化的图像分类和目标检测。
2. 地物变化检测:遥感遥测数据可以提供地表不同时刻的图像,通过深度学习方法,可以对这些图像进行比较和分析,从而实现地物变化的检测和监测。
例如,可以利用深度学习模型对不同时期的遥感图像进行特征提取和匹配,以检测出地物的变化情况。
3. 地物分类与识别:利用深度学习模型,可以实现对遥感图像中的地物进行分类和识别。
通过训练深度学习模型,可以学习到地物的特征表示,从而实现对地物的自动化分类和识别。
二、基于深度学习的遥感遥测数据处理与分析方法基于深度学习的遥感遥测数据处理与分析一般包括以下几个步骤:1. 数据预处理:对遥感数据进行预处理,包括数据的去噪、辐射校正、几何校正等操作,以保证数据的质量和可用性。
2. 特征提取:利用深度学习模型对遥感图像进行特征提取,以获取图像中地物和目标的高级语义信息。
常用的深度学习模型包括卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)等。
3. 数据分析和处理:利用深度学习模型对提取到的特征进行分析和处理,以实现对遥感数据的应用。
例如,可以利用深度学习模型对遥感图像进行分类和目标检测。
4. 结果评估和验证:对处理和分析得到的结果进行评估和验证,以确保结果的准确性和可靠性。
遥感数据处理的基本步骤与技巧遥感技术作为一种获取地球表面信息的重要手段,被广泛应用于农林牧渔、城市规划、环境监测等领域。
而遥感数据的处理和分析则是有效利用遥感信息的关键环节。
本文将介绍遥感数据处理的基本步骤与技巧,以帮助读者更好地应用遥感数据。
一、数据获取遥感数据的获取是遥感数据处理的第一步。
常用的遥感数据包括航空影像、卫星影像和激光雷达数据。
在选择遥感数据时,需根据具体的研究目标和需求,选择适合的数据类型和分辨率。
而对于不同类型的遥感数据,其获取的方法也有所不同。
例如,航空影像可以通过航拍或无人机获取,卫星影像可以通过遥感卫星获取。
二、数据预处理数据预处理是遥感数据处理的重要环节。
通过对遥感数据进行校正和增强,可以提高数据的质量和可用性。
常见的数据预处理步骤包括辐射校正、大气校正、几何纠正和镶嵌拼接。
辐射校正是将原始遥感数据转化为能量辐射亮度值,大气校正是去除大气散射和吸收的影响,几何纠正是将图像投影到地面坐标系,镶嵌拼接是将多个遥感图像拼接成一个完整的图像。
三、特征提取特征提取是遥感数据处理的关键环节之一。
通过对遥感图像中的特征进行提取和分类,可以获取地表覆盖类型、土地利用状况等信息。
常用的特征提取方法包括阈值分割、数学形态学、边缘检测和纹理分析等。
例如,通过采用基于阈值分割和数学形态学的方法,可以将遥感图像中的建筑物和道路等目标进行提取和分类。
四、数据分析数据分析是利用遥感数据进行研究和应用的重要环节。
通过对遥感数据的统计分析、模型建立和空间分析,可以揭示地表变化、环境演变等规律。
常用的数据分析方法包括主成分分析、分类与回归树、遥感时序分析和地形分析等。
例如,通过主成分分析方法,可以从遥感图像中提取出主要的波段特征,进而分析地表覆盖类型的空间分布和变化趋势。
五、结果验证结果验证是遥感数据处理的最后一步,也是决定数据处理结果可靠性的关键环节。
通过与实地调查和已有数据的对比,可以评估遥感数据处理的准确性和可信度。
使用卫星遥感数据进行测绘的数据处理方法导言:随着现代测绘技术的不断发展,卫星遥感数据成为了测绘领域中不可或缺的重要数据源。
卫星遥感数据能够提供高分辨率、大范围的地理信息,帮助测绘工作更加精准、高效。
然而,卫星遥感数据常常需要经过一系列的数据处理方法,以提取有效的地理信息。
本文将介绍一些常用的卫星遥感数据处理方法,以助于更好地利用卫星遥感数据进行测绘。
一、数据预处理1. 图像预处理卫星遥感数据通常经过传感器、通道、大气等多种因素的影响,需要进行图像预处理以去除噪声、纠正图像偏移、增强图像对比度等。
常用的图像预处理方法包括平滑滤波、直方图均衡化、大气校正等。
2. 高程数据处理卫星遥感数据中常包含高程信息,如数字高程模型(DEM)数据。
为了得到地形的准确表达,需要对DEM数据进行降噪、插值、拟合等处理。
常见的方法包括小波降噪、三角网剖分插值等。
二、特征提取1. 目标提取卫星遥感数据可以用于提取地物目标,如道路、建筑、植被等。
常见的目标提取方法包括阈值分割、特征分类、形态学处理等。
这些方法可以帮助测绘工作者有效地在遥感图像中提取出感兴趣的地物目标,并进行后续的测绘工作。
2. 变化检测卫星遥感数据可以用于检测地理环境的变化,如土地利用变化、海岸线变化等。
常用的变化检测方法包括监督分类、无监督分类、基于图像差异的方法等。
通过变化检测,可以了解地理环境的演变情况,为后续的测绘工作提供更准确的数据支持。
三、精度评定与校正1. 精度评定在进行测绘工作时,需要对卫星遥感数据的精度进行评定。
常见的精度评定方法包括地物提取精度评定、高程数据精度评定等。
通过精度评定,可以客观地评价卫星遥感数据的可靠性,为后续的测绘工作提供参考依据。
2. 数据校正卫星遥感数据在获取过程中可能存在校正问题,如几何校正、辐射校正等。
为了获得更准确的地理信息,需要进行相应的数据校正工作。
常见的数据校正方法包括基于地面控制点的几何校正、大气校正等。
高分辨率遥感数据的处理与分析方法遥感技术的发展日益成熟,高分辨率遥感数据的获取量逐渐增加。
如何处理和分析这些海量数据成为遥感领域的重要研究课题。
本文将介绍高分辨率遥感数据的处理与分析方法,并探讨其在不同领域的应用。
一、数据预处理高分辨率遥感数据的预处理是数据处理的重要步骤,它包括数据去噪、辐射校正、几何校正等内容。
1. 数据去噪:高分辨率遥感数据中常常存在各种噪声,如椒盐噪声、斑点噪声等。
为了减少噪声对后续分析的影响,可以采用滤波算法对数据进行去噪处理,如中值滤波、均值滤波等。
2. 辐射校正:高分辨率遥感数据的辐射校正是将原始数据转换为物理度量的一个过程。
通过影像的辐射校正,可以消除大气、地表反射率等因素对遥感影像的影响,得到准确的反射率信息。
3. 几何校正:高分辨率遥感数据的几何校正是将影像的像素空间坐标与实际地理坐标之间建立映射关系的过程。
通过准确的几何校正,可以保证影像的空间精度,提高后续分析的可靠性。
二、数据分类与特征提取高分辨率遥感数据的分类和特征提取是将遥感影像转化为语义信息的重要工作。
1. 数据分类:数据分类是指将遥感影像中的像素根据其反射率或其他属性进行分类,以获得具有不同意义的地物信息。
常用的分类方法包括基于像元的分类、基于对象的分类和基于深度学习的分类等。
2. 特征提取:特征提取是将遥感影像中不同地物的特征进行提取和描述的过程。
常用的特征提取方法包括纹理特征提取、形状特征提取、光谱特征提取等。
通过特征提取,可以获得地物的几何、纹理和光谱等多维信息,为后续的应用提供基础。
三、数据融合与信息提取高分辨率遥感数据融合与信息提取是将多源数据融合,获取更丰富的地物信息的关键环节。
1. 数据融合:高分辨率遥感数据融合是指将不同源、不同分辨率的遥感数据进行融合,以获取更全面、更准确的地物信息。
常见的数据融合方法包括基于智能算法的融合、基于模型的融合等。
2. 信息提取:通过数据融合,可以获取到更丰富的地物信息。
遥感影像处理具体操作步骤遥感影像处理是利用遥感技术获取的遥感影像数据进行分析和处理的过程。
下面是遥感影像处理的具体操作步骤:1. 数据预处理:- 影像获取:通过卫星、航空器或者无人机等获取遥感影像数据。
- 影像校正:对获取的遥感影像进行几何校正和辐射校正,以消除影像中的几何畸变和辐射差异。
- 影像配准:将多个遥感影像进行配准,使其在同一坐标系下对齐,以便进行后续的分析。
- 影像切割:根据需要,将遥感影像切割成小块,方便后续处理。
2. 影像增强:- 直方图均衡化:通过调整影像的像素灰度分布,增强影像的对照度和细节。
- 滤波处理:利用滤波算法对影像进行平滑或者锐化处理,以去除噪声或者增强细节。
- 波段合成:将多个波段的影像合成为一幅彩色影像,以显示不同特征或者信息。
3. 影像分类:- 监督分类:根据已知样本进行训练,利用分类算法将遥感影像中的像素分为不同的类别。
- 无监督分类:根据像素的相似性进行聚类,将遥感影像中的像素分为不同的类别,不需要事先提供训练样本。
4. 特征提取:- 纹理特征:通过计算影像中像素的纹理统计量,提取纹理特征,用于地物分类和识别。
- 形状特征:通过计算影像中像素的形状参数,如面积、周长、圆度等,提取形状特征,用于地物分类和识别。
- 光谱特征:利用遥感影像中不同波段的反射率或者辐射值,提取光谱特征,用于地物分类和识别。
5. 地物提取:- 目标检测:利用目标检测算法,自动提取遥感影像中的目标物体,如建造物、道路等。
- 变化检测:通过比较不同时间的遥感影像,检测地物的变化情况,如城市扩张、土地利用变化等。
6. 结果评估:- 精度评估:通过对照遥感影像处理结果与实地调查数据或者高分辨率影像进行对照,评估处理结果的准确性和精度。
- 一致性检验:对处理结果进行一致性检验,确保处理结果的逻辑和合理性。
以上是遥感影像处理的具体操作步骤。
不同的任务和目标可能需要不同的处理方法和算法,具体操作步骤可能会有所不同。
数据预处理实验2
一、直方图拉伸
1.将TM2004年对应巫溪县域裁剪下来,保存为04wuxi.img
①、根据数据预处理实验1所得到的巫溪县矢量图(wuxi.shp),利用ENVI中file→open vector file 把它转换成ROI;
②、在ENVI选择主菜单下的Basic Tools→ subset data Via ROIs→在弹出的对话框中选择参数的设置(主要是设置要裁剪的图像:TM2004年影像)和两种不同裁剪方法中的ROI选择,最后选择apply(ok)进行裁剪即可得到04wuxi.img,如下图1-1所示:
图1-1(04wuxi.img)
2.将经过几何较正和裁减后的TM2006的巫溪的可见光波段进行直方图均衡化,将拉伸后的图像以743波段的假彩色显示,与原波段组合进行对比。
①、在ENVI菜单中打开裁剪后的TM2006巫溪影像(wuxi.img);
②、在影像中打开Enhance→Interactive Stretching如图2-1
所示:
图2-1
③、在弹出的对话框中选择Stretch Type为Equlization,Histogram_Source为Image,Option中勾选Auto Apply然后分别选择743波段中的R、G、B进行拉伸,其拉伸效果如图2-2:
图2-2
④、将步骤③的拉伸图像进行保存为06wuxilashen.img,拉伸后的图像如图2-3所示:
图2-3
⑤、将拉伸后的影像与拉伸前的影像进行对比,如下图2-4所示(图中上部分为拉伸前的影像):
图2-4
二、图像融合
1.裁剪TM2004年图像的两江交汇部分,范围具体参照cqspot.img
①、将cqspot.img导入到ArcGIS中,新建一个面状矢量文件spotcq.shp,按照cqspot.img区域大小矢量化这个两江交汇部分然后保存;
②、用file→open vector file打开矢量文件spotcq.shp,并把该矢量文件导出为ROI;
③、打开TM2004图像,并在ENVI菜单中打开Basic Tools→subset data Via ROIs→在弹出的对话框中选择参数的设置(主要是设置要裁剪的图像:TM2004年影像)和两种不同裁剪方法中的ROI选择,最后选择apply(ok)进行裁剪即可得到TM2004年图像的两江交汇部分04jiaohui.img,如下图3-1所示:
图3-1(04jiaohui.img)
2.实现TM2004(多光谱)与cqspot.img(高分)的融合,并对比不同算法的融合效果
①、在ENVI菜单中选择Transfrom→Image sharpening→HSV进行HSV融合,其结果如下图3-2:
图3-2
②、在ENVI菜单中选择Transfrom→Image sharpening→Brovey 变换进行Brovey融合,其结果如下图3-3:
图3-3
三、教材练习数据:
1、已知两幅图像TM30m.img(多光谱),bldr_sp.img(高分),分别利用HSV变化,Brovey变换进行融合,对比融合效果
HSV变化融合结果
Brovey变换融合结果
2、已知两幅图像qb_bouler_img(多光谱), qb_bouler_pan.img (高分)分别利用Cram-schmidt,PC方法,CN方法实现融合,
对比融合效果
Cram-schmidt,PC融合结果Cram-schmidt ,CN方法融合结果。