第2章 遥感数字图像的获取与存储
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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。
1、遥感系统的主要构成有哪些?遥感系统是一个从地面到空中乃至整个空间,从信息收集、存储、传输、处理、到分析、判读、应用的技术体系。
包括遥感实验、信息获取(传感器、遥感平台)、信息传输、信息处理、信息应用5个部分。
2、什么是图像的采样和量化?量化级别有什么意义?将空间上连续的图像变成离散点(像素)的过程叫做采样。
量化是将像素的灰度值变成正数灰度级的过程。
量化影响着图像细节的可辨程度,量化位数越高,细节的可辨程度越高。
图像大小不变,降低量化位数减小了灰度级别会导致假的轮廓。
3、目前常用的传感器有哪些?按记录数据的方式分为成像传感器和非成像传感器。
成像传感器又分为摄影成像和扫描成像。
摄影成像的传感器主要是摄影机,如框幅摄影机,缝隙摄影机,全景摄影机、多光谱摄影机等。
扫描成像分为目标面扫描和影响面扫描。
目标面扫描主要是光/机扫描仪、成像雷达等。
影响面扫描主要是电视摄像机和固体扫描仪等。
4、如何理解传感器的辐射分辨率、光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率?辐射分辨率是指传感器区分信号强度微小差异的能力。
光谱分辨率是指传感器记录的电磁光谱中特定波长的范围和数量。
波长范围越窄,光谱分辨率越高;波段数越多,光谱分辨率越高。
空间分辨率是指能把两个目标物作为清晰的实体记录下来的两目标物之间的距离。
空间分辨率可以用地面分辨率代替。
地面分辨率是指一个像素所代表的地面实际距离。
时间分辨率是指对同一目标进行探测时,相邻两次探测之间的时间间隔。
5、遥感图像的主要类型有哪些,各有什么特点?不相干图像:主要是光学遥感所产生的图像;被动遥感,受大气状况影响很大。
相干图像:主要是微波遥感产生的图像,主动遥感,穿透能力强,不受天气影响,可以全天时全天候工作。
6、遥感数字图像产品有哪些数据级别?0——30:未经过任何校正1:经过辐射校正2:经过系统级的几何校正:即根据卫星的轨道和姿态参数以及地面系统中的有关参数对原始数据进行几何校正3:经过了几何精校正,即利用地面控制点对图像进行了校正,使之具有了更精确的地理信息坐标,其几何精度应达到亚像素级。
遥感图像数字处理与分析知识要点围绕遥感基础知识-数字图像处理与分析总体框架来组织相关内容要点。
其中,第一、二、三章介绍遥感数字图像处理、主要成像方式、存取及表示基础知识,是图像处理、理解及分析的起点;第四、五、六、七章常用遥感数字图像处理方法,应视具体遥感数字图像处理要求有所选择;第八章图像分割是图像处理高级方法,是灰度拉伸、变换、滤波等数字图像增强方法的综合应用,为进一步深入学习和掌握决策树、面向对象及专家系统等高级分类技术奠定基础;第九章图像分类是图像处理的主要目的和最终成果第一章概论图像、遥感数字图像、照片与遥感数字图像区别、遥感数字图像处理及观点图像:物理世界中客观对象的相似性描述,包含客观对象的信息,是人们最主要的信息源数字图像:用计算机存储和处理的图像,是一种空间坐标和灰度均不连续、以离散数学原理表达的图像遥感数字图像:数字形式表示的遥感图像遥感数字图像和照片的差异:遥感图像处理:利用计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系列操的过程遥感数字图像处理的观点:连续方法:我们感兴趣的图像源自物理世界,服从可用连续数学描述的规律,具有连续性,连续数学方法,频率域(高通滤波、低通滤波等)离散方法:数字图像的存储和表示均为数字形式,数字是离散的,离散数学方法,空间域(点运算算法-灰度变换、直方图修正;邻域去噪算法-图像平滑、锐化等)第二章遥感数字图像的获取和存取数字扫描和数字摄影、数字化(重采样和量化)及意义、遥感数字图像级别、存储格式及元数据、传感器分辨率数字扫描:在遥感平台前进过程中,进行横向(与飞行方向垂直)行扫描来获取地物目标反射或辐射的电磁波信号,逐行记录成像特点:能以分割得相当精确的波段通道,分别收集和记录地物目标的电磁波信号数字摄影:地物目标反射的太阳辐射通过相机镜头投射到感光胶片上发生光化学反应,经过形成潜影、显影、定影和放印等过程而获得图像特点:瞬间成像,图像几何特征服从中心投影成像规律,可形成模拟图像(传统胶片照相机)和数字图像(数码相机),相片灰度反映了地物反射或辐射电磁波的强弱,工作波段:紫外、可见光、红外、多光谱,工作时间:白天,遥感平台:地面和航空平台采样:将空间上连续的图像变换成离散点(即像素)的操作重采样:根据一类象元的信息内插出另一类象元信息的过程量化:将像素灰度值转换成整数灰度级的过程数字化的意义:通过成像方式获取的图像是连续的,无法直接进行计算机处理。
《遥感数字图像处理》教学大纲课程名称(英文):遥感数字图像处理(Remote Sensing Digital Image Processing)课程代码:0806A03课程类别:专业主干课程学时:51学时(51上机学时)学分:3学分考核方式:考查适用对象:2009级摄影测量与遥感专业一、课程简介本课程是摄影测量与遥感学生必修的一门的专业主干课,是以理论联系实践为主,注重运用,重视上机实践的一门课程。
该课程以地理科学为背景,在学习了遥感技术的基本理论、基本知识的基础上;着重介绍遥感信息处理的一般原理、过程与方法;掌握遥感数字图像处理技术的发展动态与实际应用。
主要内容包括:遥感数字图像的获取和存储、表示和描述,遥感数字图像的各种变换(遥感图像几何校正、遥感图像辐射变换、遥感图像增强变化、K-L 变换、遥感图像计算机分类等)等。
通过本课程的教学,可以使学生树立正确遥感数字图像处理的概念,培养学生良好的计算机实践习惯。
本课程授课一学期,每周3学时,总计为51学时。
二、教学目的及要求本课程主要教学目的是使学生了解和掌握遥感信息处理的基本知识、方法、基本技能和发展动态,初步掌握应用遥感信息处理技术分析和解决实际问题的能力。
通过理论学习、上机实践等环节,进一步增强学生对本课程的理解,并在此基础上使学生进一步掌握遥感图像成像的基本原理、基本理论和这些理论在遥感图像处理中的应用,掌握遥感数字图像处理的基本方法,能够熟练使用常用的遥感数字图像处理软件(ERDAS、ENVI等)进行图像处理.三、教学重点及难点1)遥感图像的预处理;2)遥感图像增强处理的基本原理、基本方法;根据图像自身特点选择图像增强方式;3)利用监督分类和非监督分类实现遥感图像计算机分类,掌握监督分类和非监督分类的区别和具体操作的方法;监督分类训练区的选择和图像后处理方法;4)根据对图像的理解,利用图像计算机分类处理方法实现遥感图像分类。
四、与其它课程的关系先修课程:《地图学》、《遥感原理与方法》五、教学内容第1章绪论(3学时)本章主要教学内容:1.1什么是数字图像1.2数字图像处理1。