遥感图像数字处理

遥感－从远距离，利用可见光、红外、微波等遥感器(Remotesensor)，通过摄影、扫描等各种方式，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别物质的性质和运动状态的综合技术。（1）按遥感平台的高度分类航天遥感：以卫星、载人飞船、航天飞机和太空站、行星探测器为平台。航空遥感：以飞机、飞艇、气球为平台。地面遥感：以近地面或高塔、车、船为平台。（2）按所利用的电磁波的光谱段分类可见光(0.4-0.7微米）近红外遥感(0.7-0.9微米）短波红外遥感：2.5um左右热红外遥感：8-14微米、微波遥感：1-1000毫米（3）按信号的来源主动遥感：主动微波遥感，被动遥感：可见光、红外、被动微波遥感。遥感技术得以实现的基础就是不同地物具有不同的吸收、反射和发射电磁辐射能力。臭氧主要吸收0.3m以下的紫外区的电磁波，另外9.6m处有弱吸收，4.75m和14m处的吸收更弱，已不明显。二氧化碳主要吸收带分别为2.60~2.80m，其中吸收峰为2.70m；4.10~4.45m吸收峰在4.3m处；9.10~10.9m吸收峰为10.0m；12.9~17.1m吸收峰为14.4m，全在红外区。水蒸气主要吸收带在0.70~1.95m间，最强处为1.38m和1.87m；2.5~3.0m间，2.7m处最强；4.8~8.7m间，6.3m处吸收最强；15m~1mm间的超远红外区，以及微波中0.164cm和1.348cm处。此外，氧气对微波0.253，0.5cm处也有吸收现象。另外像甲烷、氧化氮，工业集中区附近的高浓度一氧化碳、氨气、硫化氢等都具有吸收电磁波的作用，但吸收率很低，所以可略而不计。瑞利散射标准：D1/10，散射量：散射系数与波长的负四次方成正比，实例：大气分子对可见光的散射。米氏散射标准：/3D时，散射量：散射系数与波长的负二次方成正比，实例：云、雾对红外线的米氏散射。非选择性散射标准：微粒直径D任何波长的光，散射量：在各波长处，散射强度基本相同。实例：城市地区污染物、尘埃散射。大气窗口：大气层的反射、吸收和散射作用，削弱了大气层对太阳辐射的透明度。通常我们把太阳辐射通过大气层未被反射、吸收和散射的那些透射率高的波段范围，称为大气窗口数字图像是指利用数字的形式来对客观对象进行描述或写真。遥感数字图像可以分为单波段、多波段和超波段图像。遥感数字图像原始值的来源：R＝V*(Rmax-Rmin)/Dmax+Rmin遥感数字图像的获取成像方式：根据传感器基本结构和成像原理不同，大致可以分为摄影成像、扫描成像和雷达成像摄影成像：卤化银感光、电子探头扫描成像：遥感传感器逐点逐行地以时序方式获取二维图像。雷达成像：遥感数字图像按获取的过程来分：（1）遥感图像的数字化通过摄影、扫描和雷达等传感器获取的信息，记录在胶片上得到的图像，都属于遥感模拟图像。要想计算机能够识别，必须要对图像进行数字化。图像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成离散点的操作称为采样。采样点的大小关系到空间分辨率和图像文件的大小。量化：用有限个整数来表达图像灰度值，如用0-255来表示图像。（2）直接获得数字图像遥感数字图像获取的传感器：实用型模块化成像光谱仪(OperationalModularImagingSpectrometerOMIS)是一种带有稳定平台的新型机载遥感器。具有128波段,覆盖了从可见光到热红外的光谱范围,其应用范围有地质、农业、林业和海洋等领域。遥感数字图像处理的概念：利用计算机对遥感数字图像进行一系列操作，从而获得某种预期结果的技术，称为遥感数字图像处理。其概念有别于图像处理。图像分析是对图像中感兴趣的目标进行检测和量测。图像解译是进一步研究图像中各目标物的性质、特征和它们之间的相互关系，得到对图像内容的理解，并对原来客观目标、场景的解释，从而为生产、科研提供真实的、全面的信息。遥感数字图像处理主要包括：图像转换、图像校正、图像增强、多源信息复合、解译处理。图像转换：一种含义是图像的数模（模数）转换。另一种含义是为使图像处理问题简化或有利于图像特征提取等目的而实施的图像变换工作，如二维傅立叶变换、穗帽变换和小波变换。图像校正：包括辐射校正和几何校正。辐射校正主要是消除大气辐射，仪器辐射误差（条带和噪声）导致的总辐射误差。几何校正－当遥感数字图像在几何位置上发生了变化，产生了诸如行列不均匀、像元大小与地面大小对应不准确、地物形状不规则变化时，即说明遥感数字图像发生了几何畸变。校正几何畸变的工作称之为几何校正（几何纠正）。分为初纠正和精纠正。图像增强：是指采用一系列技术改善图像的视觉效果，提高图像的清晰度、对比度，突出所需信息的工作称为图像增强。图像增强处理的方法包括对比度增强、空间滤波、彩色变换等。多源信息复合：是指将多种遥感平台、多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。复合后的遥感图像有利于综合分析，提高遥感数据的可应用性。计算机解译处理：综合运用地学分析、遥感数字图像处理、地理信息系统、模式识别与人工智能技术，利用计算机这一工具来解释数字图像。遥感数字图像处理的应用利用遥感数字图像处理技术获得满足一定精度要求的各种图件。（地形图、专题图）；快速准确地提取所需要的信息；为图像的计算机解释奠定基础。遥感图像增强的目的：有些遥感图像的目视效果较差，例如对比度不够、图像模糊、边缘和线状地物不够突出。为了解决这些问题，需要提高图像质量、突出所需要的信息、提高目视效果。图像增强主要内容包括：空间域增强；频率域增强；彩色增强；多图像代数运算；多光谱图像增强空间域是指图像平面所在的二维平面，空间域增强是指在图像平面上直接针对每个像元点进行处理，处理后像元的位置不变。空间域图像的增强包括点运算（线性变换、非线性变换、直方图均衡化、直方图规定化）和领域运算（图像的平滑、锐化）。直方图：灰度直方图是灰度级的函数，描述的是图象中具有该灰度级像元的个数直方图均衡化目的：原始图像上概率小的灰度级被合并，实现压缩；频率高的灰度级被拉伸，因此可以使亮度集中于中部的图像得到改善。特征：该灰度级出现的频率近似相等。