遥感图像的种类与特性
- 格式:ppt
- 大小:3.28 MB
- 文档页数:63
摘要遥感图像分类一直是遥感研究领域的重要内容,如何解决多类别的图像的分类识别并满足一定的精度,是遥感图像研究中的一个关键问题,具有十分重要的意义。
遥感图像的计算机分类是通过计算机对遥感图像像素进行数值处理,达到自动分类识别地物的目的。
遥感图像分类主要有两类分类方法:一种是非监督分类方法,另一种是监督分类方法。
非监督分类方法是一个聚类过程,而监督分类则是一个学习和训练的过程,需要一定的先验知识。
非监督分类由十不能确定类别属性,因此直接利用的价值很小,研究应用也越来越少。
而且监督分类随着新技术新方法的不断发展,分类方法也是层出不穷。
从传统的基十贝叶斯的最大似然分类方法到现在普遍研究使用的决策树分类和人工神经网络分类方法,虽然这些方法很大程度改善了分类效果,提高了分类精度,增加了遥感的应用能力。
但是不同的方法有其不同优缺点,分类效果也受很多因素的影响。
本文在对国内外遥感图像分类方法研究的进展进行充分分析的基础上,应用最大似然分类法、决策树分类法对TM影像遥感图像进行了分类处理。
在对分类实现中,首先对分类过程中必不可少的并影响分类效果的步骤也进行了详细地研究,分别是分类样本和分类特征;然后详细介绍两种方法的分类实验;最后分别分析分类结果图,采用混淆矩阵和kappa系数对两种方法的分类结果进行精度评价。
关键词:TM遥感影像,图像分类,最大似然法,决策树题目:遥感图像几种分类方法的比较........................................ 错误!未定义书签。
摘要.. (1)第一章绪论 (3)1.1遥感图像分类的实际应用及其意义 (4)1.2我国遥感图像分类技术现状 (5)1.3遥感图像应用于测量中的优势及存在的问题 (6)1.3.1遥感影像在信息更新方面的优越性 (6)1.3.2遥感影像在提取信息精度方面存在的问题 (6)1.4研究内容及研究方法 (8)1.4.1研究内容 (8)1.4.2 研究方法 (8)1.5 论文结构 (9)第二章遥感图像的分类 (9)2.1 监督分类 (9)2.1.1 监督分类的步骤 (9)2.1.2 最大似然法 (11)2.1.3 平行多面体分类方法 (12)2.1.4 最小距离分类方法 (13)2.1.5监督分类的特点 (13)2.2 非监督分类 (14)2.2.1 K-means算法 (14)K-均值分类法也称为 (14)2.2.2 ISODATA分类方法 (15)2.2.3非监督分类的特点 (17)2.4遥感图像分类新方法 (17)2.4.1基于决策树的分类方法 (17)2.4.2 人工神经网络方法 (19)2.4.3 支撑向量机 (20)2.4.4 专家系统知识 (21)2.5 精度评估 (22)第三章研究区典型地物类型样本的确定 (24)3.1 样本确定的原则和方法 (24)3.2 研究区地物类型的确定 (24)3.3样本区提取方案 (25)3.4 各个地物类型的样本的选取方法 (25)3.4.1 建立目视解译标志 (25)3.4.2 地面实地调查采集 (26)3.4.3 利用ENVI遥感图像处理软件选取样本点 (26)第四章遥感图像分类实验研究 (26)4.1遥感影像适用性的判定 (26)4.2分类前的预处理 (28)4.2.1空间滤波的处理 (28)4.2.2 频域滤波处理 (28)4.3利用ENVI软件对影像按照不同的分类方法进行监督分类 (30)4.3.1监督分类 (30)4.3.2 决策树 (33)4.4分类后的处理 (35)4.5 精度的比较 (36)第五章结论和展望 (37)参考文献 (37)致谢 (39)第一章绪论土地利用研究是全球环境变化研究的重要组成部分,土地利用变化驱动因子的研究也是目前研究的热点之一。
遥感图像分类常见方法一、前言遥感分类算法大致有三个阶段(1)基于传统数学统计的方法;(2)经典机器学习;(3)深度学习。
按是否有样本可以分为监督分类和非监督分类两种。
实现分类的流程是:特征+算法二、分类之特征工程分类本来就是计算机领域的问题,遥感分类的本质也是图像处理。
遥感分类属于CV领域的一个子集。
不论是监督还是非监督,分类的前提是特征工程。
构建特征工程的目的是突出关注目标和其他目标之间的差异,从而使得分类具有更好的效果。
遥感的特征工程可以大致分为三类:(1)纹理特征,(2)光谱特征,(3)时序特征。
当然,由上述特征还可延伸出LAI等生物量信息,但其本质上是由光谱特征反演出来的。
(1)纹理特征纹理特征一般从高空间分辨率的遥感影像提取才有效果,纹理特征又可以分为以下三种:统计方法:灰度共生矩阵、灰度游程长度法等模型方法:自相关模型、Markov随机场模型、分形模型等数学变换方法:空间域滤波、傅里叶滤波, Gabor和小波模型等。
(2)光谱特征光谱特征包括地物原始光谱反射率和衍生植被指数两种。
光谱特征较纹理特征容易获得,缺点是反射光谱容易受到“同物异谱”和“异物同谱”的影响。
光谱特征:R,G,B,NIR等衍生植被指数:NDVI,EVI等(3)时序特征由多时相遥感数据提取的特征成为时序特征,包括光谱时序和纹理时序。
时序特征可以描述作物在生育进程中动态的生长变化,已成为遥感农作物分类的重要特征支撑。
大量研究表明,生育期内高频次的时间特征会显著提升分类效果;多特征时间序列比单特征时间序列更能表征不同作物之间的差异特征比较特征的计算是基于数学方法计算的。
(1)光谱植被指数就是加、减、乘,除;(2)纹理特征一般通过滤波模板计算;(3)但数学中更高级,更有用的特征应该是偏导,在矩阵中,偏导及其重要。
因为偏导能够综合多个变量,因此个人认为,偏导特征会更具优势。
传统的统计学方法偏导较少,机器学习次之,深度学习偏导参数最多。
遥感知识集锦一. 遥感的基本概念1. 遥感的基本知识“遥感”一词来自英语Remote Sensing,从字面上理解就是“遥远的感知”之意。
顾名思义,遥感就是不直接接触物体,从远处通过探测仪器接受来自目标物体的电磁波信息,经过对信息的处理,判别出目标物体的属性。
实际工作中,重力、磁力、声波、机械波等的探测被划为物理探测(物探)的范畴,因此,只有电磁波探测属于遥感的范畴。
根据遥感的定义,遥感系统包括:被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用这五大部分。
1. 目标物的电磁波特性任何目标物体都具有发射、反射和吸收电磁波的性质,这是遥感探测的依据。
2. 信息的获取接受、记录目标物体电磁波特征的仪器,称为“传感器”或者“遥感器”。
如:雷达、扫描仪、摄影机、辐射计等。
3. 信息的接收传感器接受目标地物的电磁波信息,记录在数字磁介质或者胶片上。
胶片由人或回收舱送至地面回收,而数字介质上记录的信息则可通过卫星上的微波天线输送到地面的卫星接收站。
4. 信息的处理地面站接收到遥感卫星发送来的数字信息,记录在高密度的磁介质上,并进行一系列的处理,如信息恢复、辐射校正、卫星姿态校正、投影变换等,再转换为用户可以使用的通用数据格式,或者转换为模拟信号记录在胶片上,才能被用户使用。
5. 信息的应用遥感技术是一个综合性的系统,它涉及到航空、航天、光电、物理、计算机和信息科学以及诸多应用领域,它的发展与这些科学紧密相关。
2. 遥感的分类1)按遥感平台分地面遥感:传感器设置在地面上,如:车载、手提、固定或活动高架平台。
航空遥感:传感器设置在航空器上,如:飞机、气球等。
航天遥感:传感器设置在航天器上,如:人造地球卫星、航天飞机等。
2)按传感器的探测波段分紫外遥感:探测波段在0.05~0.38μm之间。
可见光遥感:探测波段在0.38~0.76μm之间。
红外遥感:探测波段在0.76~1000μm之间。
微波遥感:探测波段在1mm~10m之间。
遥感是应用探测仪器,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遥感系统的基本构成被测目标的信息特征, 信息的获取, 信息的传输与记录, 信息的处理和信息的应用信息的处理和信息的应用遥感特点1大面积的同步观测2时效性3数据的综合性和可比性4经济性5局限性局限性辐射通量单位时间内通过某一面积的辐射能量辐射通量密度单位时间内通过单位面积的辐射能量辐照度I 被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量绝对黑体如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收,则这个物体是绝对黑体如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收,则这个物体是绝对黑体 黑体辐射规律1绝对黑体的总辐射出射度与黑体温度的四次方成正比2黑体辐射光谱中最强辐射的波长与黑体绝对温度成反比3黑体温度越高,其曲线的峰顶就越往波长短的方向移动(普朗克定律,斯忒藩—玻尔兹曼定律,维恩位移定律)太阳常数指不受大气影响在距太阳一个天文单位内,垂直于太阳光辐射方向上,单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量垂直于太阳光辐射方向上,单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量 常见的大气散射及特点瑞利散射当大气中粒子的直径比波长小的多时特点散射强度与波长的四次方成反比,对可见光的影响很大米氏散射粒子的直径与辐射的波长相当时特点散射强度与波长的二次方成反比,散射在光线向前方向比向后方向更强,方向性明显,潮湿天气对米氏散射影响较大无选择性散射粒子的直径比波长大得多时,,散射强度与波长无关散射强度与波长无关 大气窗口常把电磁波通过大气层时较少被反射,吸收或散射的,透过率较高的波段称大气窗口透过率较高的波段称大气窗口 气象卫星发展阶段、特点及作用特点1轨道:低轨和高轨2短周期重复观测3成像面积大,有利于获得宏观同步信息,有利于获得宏观同步信息,减少数据处理容量减少数据处理容量4资料来源连续、资料来源连续、实时性强、实时性强、成本低发展阶段1、20世纪60年代第一代气象卫星2,1970—1977第二代气象卫星3,1978后气象卫星进入第三个发展阶段应用1天气分析和气象预报2气候研究和气候变迁的研究3资源环境其他领域资源环境其他领域 中心投影的透视规律及像点位移规律透视规律1地面物体是一个点,在中心投影上仍然是一个点。
遥感期末复习资料遥感:就是从远处采集信息,即不直接接触物体,从远处通过探测仪器接收来自目标地物的电磁波信息,经过对信息的处理,识别地物。
遥感的特性:1、空间特性;2、时相特性;3、波谱特性(P2)遥感的分类:1、遥感探测的对象:宇宙遥感、地球遥感;2、遥感平台:航天遥感、航空遥感、地面遥感;3、遥感获取的数据形式:成像方式遥感、非成像方式遥感;4、传感器工作方式:被动遥感、主动遥感;5、遥感探测的电磁波:可见光遥感、红外遥感、微波遥感;6、遥感应用:地质、地貌、农业、林业、水文、测绘等遥感技术系统主要由遥感平台,传感器,遥感信息的接收和处理以及遥感图像的判读和应用4个方面遥感平台:是指遥感中搭载传感器的运载工具。
按平台据地面的高度可分为:地面平台、航空平台和航天平台传感器是遥感技术系统的核心部分遥感信息:主要是指又航空遥感和卫星遥感所获取得胶片和数字图像遥感的现状和趋势:1、多分辨率多遥感平台并存,空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率普遍提高2、微波遥感、高光谱遥感迅速发展3、遥感的综合应用不断深化4、商业遥感时代的到来黑体:是绝对黑体的简称,指在任何温度下,对各种波长的电磁辐射的吸收系数恒等于1的物体。
斯特藩——玻尔兹曼定律:物体的辐射通量密度M与物体的热力学温度T的四次方成正比基尔霍夫辐射定律:即地物的吸收率越大,发射率也越大太阳辐射光谱曲线近似于6000K的黑体辐射曲线大气按热力学性质可垂直分为对流层、平流层、中间层、电离层散射作用分为:瑞利散射、米氏散射和非选择性散射大气窗口:是指受到大气衰减作用较轻,透射率较高的波段反射率:是指地物的反射能量占总入射能量的百分比地物的反射光谱曲线:以波长作为横坐标,反射率作为纵坐标,将地物反射率随波长的变化绘制成曲线,即地物的反射率随波长变化的曲线发射率:是地物的辐射能量与相同温度下黑体辐射能量之比,又叫做比辐射率地物的发射光谱曲线:温度一定时,地物的发射率随波长变化的曲线传感器主要由收集器、探测器、处理器、输出器等4部分组成传感器的分类:1、按工作方式不同,分为主动式传感器和被动式传感器;2、按记录方式不同,分为成像方式和非成像方式;3、成像方式中,根据成像原理和所获取图像性质的不同,又分为摄影方式传感器、扫描方式传感器和雷达3种关机扫描仪数据采集原理(P49)扫帚式扫描仪(P55)航空遥感是指以飞机或气球为平台所进行的遥感航空摄影机的种类有:1、单镜头框幅航空摄影机;2、多镜头框幅航空摄影机;3、条带航空摄影机;4、全景航空摄影机航空摄影的类型:1、按成像倾斜角分为垂直摄影和倾斜摄影:一般把倾斜角<3°的,称为垂直摄影;把倾斜角>3°的称为倾斜摄影。
《遥感地质学》教学大纲课程编号:210314 学时:56 学分:3编写单位或编写人:资源学院史继忠审核人:制定(或修订)时间:2006年6月16日《遥感地质学》课程简介及教学大纲一、课程概述1、课程性质:遥感技术是当今国际上异常活跃,发展日新月异的高新科技领域,是构筑“数字地球”不可或缺的强大核心技术,现已发展到推广应用阶段,在众多的专业领域得到广泛应用,已成为自然资源调查、地质科学研究的全新技术方法。
在我国也深入到国民经济和社会发展的众多领域,在国家资源环境调查、重大自然灾害监测、城市规划与管理、海洋勘察、国家安全等方面发挥着越来越重要的作用。
《遥感地质学》是遥感与地学交叉的边缘科学,是一门以传播图像科技知识为主的专业课程,具有明显的应用技术学科特点,是地质类各专业的技术方法课。
资源勘查工程专业的专业课。
2、课程教学的目标:通过教学,应使学生了解遥感图像是一种重要的地学信息源,掌握遥感图像的基本特性和遥感地质学的基本原理,具有运用遥感图像进行地质解译(加强运用GIS软件、遥感图像处理软件与目视解译结合,进行人机交互计算机屏幕解译)的基本技能,熟悉遥感地质工作的基本程序和方法,能在区域地质调查、矿产普查及其它地质工作中运用遥感图像进行地质解译和地学分析。
3、课程的适用专业与年级:资源勘查工程专业三年级4、课程的总学时要求:56学时5、本课程与其他课程的联系与分工:本课程的预修课程:高等数学大学物理计算机基础线性代数概率论地质学基础岩石学地层学构造地质学矿床学二、课程内容1、课程内容:第一章绪论学习目的和要求:了解遥感技术、遥感地质学的基本概念、内容和特点。
了解国内外遥感科学和遥感地质学发展历史与前景。
重点和难点:遥感、遥感信息、遥感技术系统组成、遥感技术分类;遥感地质学的定义、研究对象、目的、内容和方法。
第一节基本概念一.遥感二.遥感信息三.遥感技术系统1.遥感平台2.遥感器3.遥感信息接收与预处理系统4.遥感资料分析解译系统四.遥感技术分类㈠.根据电磁辐射源(被动遥感、主动遥感)㈡.根据遥感平台(地面遥感、航空遥感、航天遥感)㈢.根据遥感器工作波长(紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感)五.遥感技术特点1.视域宽广2.直观可视3.客观真实4.定时定位观测5.资料的可处理性第二节遥感地质学一.定义二.研究对象与目的三.研究内容四.研究方法第三节遥感科学和遥感地质学发展历史与前景遥感技术发展轨迹及发展方向第二章遥感基本原理学习目的和要求:强调电磁波理论是遥感技术和遥感图像解译的理论基础。
遥感数字图像处理基础知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第一章数字图像处理基础1数字图像处理:将图像转换成一个数字矩阵存放在图像存储器中,然后利用计算机对图像信息进行数字运算和处理,以提高图像质量或者提取所需要的信息2数字图像获取:把客观场景发射或者发射的电磁波信息首先利用光学成像系统生成一副模拟图像,然后通过模数转换将模拟图像转换为计算机可以存储的离散化数字图像。
3采样:即图像空间坐标或位置的离散化,也就是把模拟图像划分为若干图像元素,兵赋予它们唯一的地址。
;离散化的小区域就是数字图像的基本单元,称为像元也称像素。
量化:即电磁辐射能量的离散化,也就是把像元内的连续辐射亮度中离散的数字值来表示,这些离散的数字值也称灰度值,,因为它们代表了图像上不同的亮暗水平。
4遥感数字图像获取特征参数质量特征:⑴空间分辨率:数字图像上能被详细区分的最小单元的尺寸或大小⑵辐射分辨率传感器探测原件在接受光谱信号时,所能分辨的最小辐射度差信息量特征:⑴光谱分辨率:传感器探测元件在接收目标地物辐射能量时所用的波段数目⑵时间分辨率:对同一区域进行重复观测的最小时间间隔。
5模拟图像:在图像处理中通过某种物理量的强弱变化来记录图像亮度信息的图像6数字图像:把连续的模拟图像离散化成规则网格并用计算机以数字的模式记录图像上各网格点亮度信息的图像7数字图像特性:①空间分布特性:1空间位置:数字图像以二维矩阵的结构的数据来描述物体,矩阵按照行列的顺序定位数据,所以物体的位置也是用行列号表示。
2形状:点状线状和面状3大小:线状物体的长度或面状物体的面积,表现为像元的集聚数量4空间关系:包含,相邻,相离三种拓扑关系②数值统计特性:对图像的灰度分布进行统计分析。
图像的灰度直方图:用来描述一幅数字图像的灰度分布,横坐标为灰度级,纵坐标为灰度级在图中出现8直方图的用途:1图像获取质量评价2边界阙值的选择3噪声类型的判断9遥感数字图像的输出特征参数:1输出分辨率:屏幕分辨率和打印的分辨率2灰度分辨率:指输出设备能区分的最小灰度差 3颜色空间模型:RGB模型CMYK模型 HSI颜色模型10数字图像种类:1.黑白图像:二值数字图像,0表示黑色 1表示白色;2.灰度图像:单波段图像每个像元的灰度值的取值范围由灰度量决定;3.伪彩色图像:把单波段图像的各灰度值按照一定规则映射到颜色空间中某一对应颜色;4.彩色图像:由红绿蓝3个颜色通道的数字层组成的图像第二章数字图像存储1比特序:一个字节中8个比特的存储顺序称为比特序。