遥感数字图像处理复习资料.doc

概论 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。按人眼的可视性分为可见图像与不可见图像。 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。是不可见图像 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。是可见图像 可见图像：用透镜、光栅和全息技术产生的各种可见光图像。 不可见图像：不可见图像包括不可见光图像和不可见测量图像。 数字图像最基本单位是像素。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。 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） 遥感图像的获取和存储 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 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。 传感器按是否具有人工辐射源，可分为被动方式和主动方式；按数据记录方式，可分为成像方式（摄影成像、扫描成像）和非成像方式。按成像原理分为摄影成像和扫描成像两类。 摄影成像：其传感器主要为摄影机，其基本特点是在快门打开后的一瞬间几乎同时收集目标上所有的反射光，聚焦到胶片上成为一幅影像，并记录下来。 扫描成像：其特点逐点逐行地收集信息。 传感器分辨率指标主要有4个：辐射分辨率、光谱分辨率、空间分辨率和时间分辨率。 辐射分辨率：是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高辐射分辨率意味着可以区分信号强度的微小差异。在可见、近红外波段用噪声等效反射率表示，在热红外波段用噪声等效温差、最小可探测温差和最小可分辨温差表示。 光谱分辨率：是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：是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，即传感器能把两个目标物作为清晰的实体记录下来的两个目标物之间最小的距离。它是表征图像分辨地面目标细节能力的指标。通常用像素大小、解像力或视场角来表示。 时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔称为时间分辨率。 数字化包括两个过程：采样和量化。 采样：将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样。采样间隔越小，图像越接近真实，但所需存储空间也越大；采样间隔越大，细节损失越多，图像的棋盘化效果越明显。 量化：将像素灰度值转换成整数灰度级的过程。*图像所需的存储空间=M*N*g / 8字节，M N为图像数据的行列，g为图像的量化位数*。量化影响着图像细节的可分辨程度，量化位数越高，细节的可分辨程度越高；保持图像大小不变，降低量化位数减少灰度级会导致假轮廓的出现。 遥感图像的类型根据传感器选用的波长范围不同分为：相干图像、不相干图像。 不相干图像 光学遥感属于被动遥感，图像受大气状况影响很大。 相干图像 微波遥感属于主动遥感，其穿透能力强，不受天气影响，可以全天时全天候工作。 遥感数字图像数据级别：0级产品：未经过任何校正的原始图像数据；1级产品：经过初步辐射校正的图像数据；2级产品：经过系统级的几何校正；3级产品：经过几何精校正。 通用遥感图像数据格式：BSQ、BIL、BIP（详细解释见教材P30-32） BSQ：是像素按波段顺序依次排列的数据格式。即先按照波段顺序分块排列，在每个波段内，再按照行列顺序排列。 BIL：像素先以行为单位分块，在每个快内，按扎波段顺序排列像素。 BIP：以像素为核心，像素的各个波段数据保存在一起，打破了像素空间位置的连续性。 图像分辨率：图像上的点被映射或指定到给定的空间里的数量，是图像中最小可分辨距离。在数字图像中，图像的长和宽也往往被称为图像分辨率。 遥感图像的表示和统计描述 遥感图像：传感器通过探测地物电磁波辐射能量所得到的图像，反映连续变化的物理场所。遥感图像模型从理论上对遥感图像的意义进行了解释 单波段图像的统计特征： 反映像素值平均信息的统计参数：均值、中值、众数； 反映像素值变化信息的统计参数：方差、变差、反差； 直方图：是灰度级的函数，描述的是图像中各个灰度级像素的个数。Hi=ni/N 性质：1）反映了图像灰度的分布规律 任何一幅特定的图像都有唯一的直方图与之对应，但不同的图像可以有相同的直方图。 如果一幅图像仅包括连个不相连的区域，并且每个区域的直方图已知，则整幅图像的直方图就是这两个区域的直方图之和。 直方图的形态与正太分布的曲线形态类似。 应用：根据直方图的形态可以大致推断图像的反差，然后可通过有目的地改变直方图形态来改善图像的对比度。（如果图像的直方图形态接近正太分布，则这样的图像反差适中） 滤波：指从含有干扰的接受信号