遥感技术与应用-5-遥感图像处理

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1、第五章遥感图像处理第一节有关基本概念一、图像（Image）图像（Image）：强调通过某种技术手段（CameraLens、Scanner）获得的视觉形象(Picture)：侧重手工描绘的一类“画”——Painting(Pattern)：模式图案（图形、曲线等）人们常习惯读成“图像”，从心理物理学的角度看：图和像实际是彼此分离的两个概念。图—指目标物辐射的电磁波性质和强度的真实表达，因此是由目标地物的性质所决定的。因此它是一种“客观的”物理过程和现象。像—人眼检测到来自目标的电磁波信号后（当然有的电磁波信号

2、人眼无法检测，如红外、微波等），视觉刺激通过视神经传入大脑后所引起的心理感觉，他是“主观的”，同样一片绿地，不同的人看到后会有不同的心理感受，同一个人在不同的时间感觉也不一样。正因为像具有“主观的特点”，因此它能独立于图而单独存在。（此时，在你脑海里有家乡的模样（像），尽管此时并没有家乡的电磁波进入你的眼睛）从上述讨论可知，图像的实质：就是一幅反映地物目标电磁波辐射特性的能量分布图以及由此所引起的主观心理感受。这种能量分布在空间和时间上都是连续的，并与地物目标的平面坐标（xy），电磁波波长（λ）和成像时间

3、(t)等因素有关。所以从数学角度看，图像的物理过程可以表达为：I=f(x,y,λ,t)其中：I代表光强度（Intensity）图像：是人们对客观景象、事物以及人们的思维、想象的真实记载和表达。二、模拟图像（AnalogImage）与数字图像（DigitalImage）1模拟图像：是人眼或光学相机（OpticalCamera）所探测到的灰度或色彩连续变化的景象，因此连续（continuity）是其基本特点，计算机无法直接读取和处理。2数字图像：是将连续的模拟图像沿x、y方向分别以Δx、Δy的间隔进行分割（离

4、散化采样，DiscreteSampling）得到同样大小的栅格（称为像元-Pixel），然后对每一像元点进行亮度赋值（量化，Quantification），这样就得到了一幅离散的数字图像，计算机就能方便的读取并进行处理。完成上述模数转换（A/D）的硬件常用的是扫描仪（Scanner）、数码相机（DigitalCamera）等，其核心部件就是物理元件CCD(ChargeCoupledDevice，电荷耦合器件)。从本质上看，数字图像就是一个二维的数字矩阵，记录每个像元的行号、列号和属性值。这就是数字图像的数

5、据结构，它表达一幅N×N大小的数字图像，它是我们研究的重点。三、图像处理的含义图像工程根据抽象程度和研究方法等的不同可分为三个层次：图像处理、图像量测和图像理解，三者相互区别又紧密联系，有机结合构成图像工程。1图像处理（Processing）：着重强调在图像之间进行的变换。人们常用图像处理泛指各种图像技术，但狭义的图像处理主要满足对图像进行各种加工以改善图像的视觉效果并为自动识别打基础，或对图像进行压缩编码以减少所需存储空间或传输时间、传输通路的要求。是在图像像元级上进行的低层次操作，处理的数据量非常大2

6、图像量测（Measurement）：是在图像进行分割（Segmentation）的基础上，对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得他们的客观信息（面积、长度、重心、扁率分形维等）从而建立对图像的描述。图像处理输入的是图像，处理后输出的还是图像。图像量测输入的是图像，而输出的是对目标特征测量的结果，或是基于测量的符号表示，它们描述了图像中目标的特点和性质。这方面派生出了一门技术：数字摄影测量（DPS-DigitalPhotographySurvey）数字摄影测量学（DigitalPhotogrammetr

7、y）3图像理解（Understanding）：重点是在图像量测的基础上，进一步研究图像中各目标的性质和它们之间的相互联系，并得出对图像内容的理解以及对原来地面客观地物、场景的解译，从而指导和规划行动。这一层次最显著的特点在于：输入的是图像，输出的是对图像的内容性质的描述，以及相互关系及规律的把握。它是图像处理的最高层次。上述三者的区别和联系可表达如下：四、图像处理的主要内容1图像获取（Acquisition）研究图像获取的手段及传感器2图像存储（Storage）主要研究图像数据的压缩编码、图像存储格式及图

8、像数据库技术3图像传输（Transmission）主要解决图像数据占用带宽问题，系统内部传输和网络传输。4图像处理（Processing）（1）几何操作（GeometricOperation）主要包括图像的几何校正、图像放大、缩小、平移、旋转，多图像间配准，周长、面积、重心的计算等内容。（2）图像增强（Enhancement）a单一图像变换线性拉伸、非线性变换等，平滑和锐化操作、直方图均衡化等b多图像的变换主成分变换、缨帽变换