[工学]RSDIP2-遥感数字图像处理.ppt

遥感数字图像 处理 什么是遥感图像？ 为什么要进行遥感图像处理？ 第二讲 遥感数字图像 处理 要点 遥感与遥感图像 遥感图像的获取 遥感图像模型 遥感图像的信息内容 遥感数字图像处理 遥感 何谓遥感 Remote SensingRS，远距离感知 一种在远离目标，不与目标直接接触的情况下， 通过传感器获取其特征信息，并对这些信息进行 处理、分析和应用的综合性探测技术 通常是指空对地的遥感，即从远离地面的不同工 作平台上通过传感器，对地球表面的电磁波信息 进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析， 对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技 术。 卫星 传感器 信息接收、处理 实况调查 分析判断 物体 用户制图 遥感过程 遥感过程是指遥感信息的获取、传输 、处理，以及分析判读和应用的全过 程 遥感信息的获取 遥感信息的接收 遥感信息的处理 遥感信息的应用 遥感信息的获取 遥感信息处理是指通过各种技术手段对遥感探 测所获得的信息进行的各种处理,分析 遥感图像 遥感图像(Image) 是指遥感传感器通过检测和度量地物的电磁波辐 射能所得到的图像 遥感图像的模型 遥感图像模型及函数表达遥感图像模型及函数表达 遥感图像的模型 遥感图像的模型可以表示为目标发射辐射量和 反射辐射量之和 L(x,y; t, p)=1- (x,y;t, , p) E() + (x,y;t, , p) I(x,y;t, ) 式中：p表示极化（偏振）方向; 代表波长； t为摄像时 间; （x,y;t, , p ）为目标的波谱反射率； E()是黑 体的波谱发射本领； I（x,y;t, ）为目标上的波谱辐 射照度,即入射的辐射量. L(x,y; t, p)=1- (x,y;t, , p) E() + (x,y;t, , p) I(x,y;t, ) 遥感图像的模型 在可见光和近红外波段,物体自身的辐射可忽略,则 L(x,y; t, p)=(x,y;t, , p) I(x,y;t, ) 对于一波段图像,可用f(x,y)代替L(x,y; t, p)。f(x,y)实际 上代表在二维空间内物体反射和发射的辐射能量分布 ,与传感器实际记录的图像数据之间还存在一定的变 换关系,即 g(x,y)= Lf(x,y) g(x,y)为二维空间的图像函数 L代表实际景物到图像之间的变换 遥感图像的获取 摄影成像 在感光胶片上成像 潜像负像正像 遥感图像的获取 扫描成像 利用探测元件和扫描镜对目标地物 以瞬时视场为单位进行逐行扫描、 逐点取样，获得目标地物的电磁波 辐射特性，形成一定波段的图像 CCD阵列 图像行像元数 航带 平台运动方向 成像波段数5 遥感图像的获取 雷达成像 由发射机向侧面 发射一束微波脉 冲，地物反射的 微波信号被接收 机接收，经处理 后，按时间先后 顺序记录下来， 形成图像 遥感图像的数字化 指光学图像（物理图像） 到数字图像的转换过程 数字化 光学图像首先被划分（采样）为称作图像元素（简称像素）的小区域 ，然后，在每个像素位置，图像的亮度被量化，从而得到图像对应点 上表示其亮暗程度的一个整数值。对所有的像素都完成上述转化后， 图像就被表示成一个整数矩阵。 经过数字化处理后，得到的数字矩阵就被作为计算机处理的对象。 *邱永红 遥感图像的数字化 遥感图像的数字化包括采样和量化两个过程 采样：将空间上连续的图像变换为离散的点的操作 量化：将测量的灰度值用一个整数表示 采样(空间离散)量化(亮度离散)存储/显示 遥感图像的数字化 一幅遥感图像可以有不同的量化级数，即灰度级G G的值通常为2n（n为大于1的整数），所以用bit数就能 表示G的大小 二值图像：G= 21=2 QuickBird图像采用11bit量化，有多少个灰度级？ 遥感图像的数据量 H=MNbn（bit） M、N为行列数，b为波段数，n=InG/In2 一幅185km185km大小的6波段TM图像，需 要多大的存储空间？ 一幅185km185km大小的6波段 TM图像，需要多大的存储空间？ 185000/28.5=6491，241M； 185000/30=6166，218M 遥感图像的模型 遥感数字图像代数描述遥感数字图像代数描述 遥感数字图像可以在多维空间中描述遥感数字图像可以在多维空间中描述 图像空间 多光谱空间 遥感图像空间 描述多波段遥感影像中的像 素亮度值的空间分布的三维 离散空间 行坐标X、列坐标Y、波段 坐标系内的每一个点代表一 个像元亮度值 Y X g(1,1,1)=12 g(2,2,3)=38 多光谱空间 对于n个波段的多光谱图 像，这n个波段构成一个 n维多光谱空间 多光谱空间就是一个n维 坐标系，每一个坐标轴 代表一个波段，坐标值 为亮度值，坐标系内的 每一个点代表一个像元 描述像素在各个波段中亮 度值的分布 b2 b1 b3 p1 多光谱空间 多光谱空间中，像元点在坐标系中的位置可以表 示成一个n维向量，其中每个分量xi表示该点在第i 个坐标轴上的投影，即亮度值 x2 x1 x3 X1 1维多光谱空间 x x1x2 x1 x2 1311990 图像空间 2维多光谱空间 图像空间 3维多光谱空间 图像空间 多光谱空间 图像空间 多光谱空间只表示 各波段光谱之间的 关系，而不包括任 何该点在原图像中 的位置信息，它没 有图像空间的几何 意义 遥感图像的信息内容 遥感图像的信息内容主要包括 波谱信息 空间信息 时间信息 遥感图像的波谱信息 指遥感图像上不同地 物之间的亮度值差异 及同一地物在不同波 段上的亮度值差异 遥感图像中每个像元的亮度值代表的是该 像元中地物的平均辐射值，它是随地物的 成分、纹理、状态、表现特征及所使用电 磁波段的不同而变化的，这种随上述因素 变化的特征称为地物的波谱特征 遥感图像的空间信息 通过图像亮度值在 空间上的变化反映 出来的信息 一般包括空间频率 信息，边缘和线性 信息、结构或纹理 信息以及几何信息 等 遥感图像的时间信息 指不同时相遥感图像的光谱信息与空间信息的 差异 2001.09.242001.12.291993.10.12 遥感数字图像处理 遥感图像为何需要进行处理 ？ 处理步骤？ 如何处理？ ？ 条纹？ 地理坐标？ 重影？ 提高分辨率？ 拼接？ 植被分布？ 遥感图像处理 对遥感图像进行一系列操作，以求达到 预期目的的技术 按技术，分为 遥感光学图像处理 遥感数字图像处理 根据处理的目的不同，分为 遥感图像校正 遥感图像增强 遥感图像解译 预处理 遥感图像处理 遥感图像校正 辐射校正 几何校正 遥感图像增强 辐射增强 几何增强 多源信息复合 图像空间变换 遥感图像处理步骤 预处理 遥感图像解译 遥感图像处理 两个应用方向 人类视觉, 特点 一定的视觉美感 对目标的视觉分辨力 辐射模型应用, 特点 几何精度，要求没有几何误差 辐射精度，亮度为地物的辐射、反射率 遥感数字图像处理 利用计算机对遥感数字图像进行一系列操作， 以求达到预期目的 遥感数字图像处理的特点 图像信息损失小，处理精度高 抽象性强，再现性好 通用性强，灵活性高 遥感数字图像处理的应用 获得满足一定精度要求的（