遙感數(shù)字圖像處理一(已修改)
2025-05-12 12:31 本頁面
【正文】 遙感數(shù)字圖像處理 第 四 章 2 本章主要內(nèi)容 1. 數(shù)字圖像基礎(chǔ) 2. 圖像輻射校正 3. 幾何校正原理與方法 4. 圖像增強處理 3 數(shù)字圖像 概念： ?指能夠被計算機 存儲、處理 和 使用 的圖像 。 ?“離散化”、二維矩陣是數(shù)字圖像的特點，每個像元的取值是圖像連續(xù)變化的灰度的離散整數(shù)值。 4 數(shù)字圖像 ? 數(shù)字圖像的性質(zhì)與特點 ? 什么是數(shù)字圖像？ – 模擬圖像：普通像片那樣的灰度級及顏色連續(xù)變化的圖像 – 數(shù)字圖像： 而 是以數(shù)字形式表示的遙感影像 。 包括把模擬圖像分割成同樣形狀的小單元 ， 以各個小單元的平均亮度值或中心部分的亮度值作為該單元的亮度值進行數(shù)字化的圖像 。 把前一部分的空間離散化處理叫 采樣 （ sampling） ， 而 后 一 部 分 的 亮 度 值 的 離 散 化 處 理 叫 量化（ quantization） ， 以 上 兩 種 過 程 結(jié) 合 起 來 叫 圖 像 的 數(shù)字化（ digitization） 。 5 ? 數(shù)字圖像又稱數(shù)字化圖像，是一種以二維數(shù)組（矩陣）形式表示的圖像?；蛘叻Q為相應(yīng)區(qū)域內(nèi)地物電磁輻射強度的二維分布。 ? 該數(shù)組由對連續(xù)變化的空間圖像作等間距抽樣所產(chǎn)生的抽樣點 —— 像元（像素）組成。 6 采樣 采樣的原理 7 量化 量化的概念 8 ? 像元的量值 ， 通常為抽樣區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的景物的均值化量值 ， 一般為亮度值或灰度值 ， 它們的最大 、 最小值區(qū)間代表該數(shù)字圖像的動態(tài)范圍 。 9 ? 0=f(x, y)=G ? x belong to [0, xmax], y belong to [0, ymax] ? 式中 , G為灰度值的上界 . ? 因此 , 一幅圖像可用 M(行 )N(列 )的矩陣函數(shù)表示 : ? 1 2 7 12 34 56 3 4 56 12 ? 3 4 23 23 5 6 8 9 45 8 ? 6 5 12 6 45 34 5 34 34 23 ? 9 9 23 34 34 5 6 45 67 56 10 ? 在遙感圖像處理中 , 既需要將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像進行計算機處理 ,也需要將處理后的數(shù)字圖像變成光學(xué)圖像輸出。光學(xué)圖像為模擬量，數(shù)字圖像又稱數(shù)字量，它們之間的轉(zhuǎn)換稱模 /數(shù)轉(zhuǎn)換，記作 A/D, 反之稱數(shù) /模轉(zhuǎn)換，記 D/A 11 ? 以一景 Landsat 4 或 5的 TM數(shù)字圖像為例，共7個波段，其中 6個波段有 6166行， 6166列，代表地面約 185 km x 185 km 的范圍。每一個波段約有 6166x6166=38M個像元，則 7個波段共 (6x38M)+24M = 252M個像元，即需要252M字節(jié)存儲空間才能存下一景全部的 TM數(shù)據(jù)。 12 ? 遙感衛(wèi)星地面站 （ 氣象衛(wèi)星接受站 ） 提供計算兼容的數(shù)字磁帶 ， 輸入計算機圖像處理系統(tǒng) ， 形成數(shù)字圖像 。 記錄在膠片上的影像可在專用設(shè)備上進行數(shù)字化 。 也可以使用膠片 ， 即透明正片 ， 用一束強度固定的光束掃描 ， 透射光用光電增強管進行量度 ， 通過抽樣和量化而成為一連串的數(shù)字 ， 可以存儲在磁盤上或記錄磁帶上 ， 成為數(shù)字圖像文件 。 13 數(shù)字圖像的性質(zhì)與特點 由于傳感器上探測元件的靈敏度直接影響有效量化的級數(shù) ， 因此 ， 不同傳感器提供的有效量化的級數(shù)是不同的 。 傳感器類型 衛(wèi)星名稱 有效量化級數(shù) 信息量 /bit MSS Landsat 64 6 TM Landsat 256 8 HRV(S) Spot 256 8 HRV(PA) Spot 64 6 AVHRR NOAA 1024 10 常用的遙感數(shù)字圖像有 效量化級數(shù)。 14 數(shù)字圖像 15 16 數(shù)字圖像 18 遙感數(shù)字圖像 以數(shù)字形式表示的遙感影像； 基本單位：像素 正（純）像素 ：一個像素內(nèi)只包含一種地物（水體 … ） 混合像素 ：一個像素內(nèi)包含多種地物（草地 = 草 +地） 像素的 空間特征 ：幾何位置及范圍 —— 空間位置離散化 像素的 屬性特征 ：亮度值 —— 灰度值離散化 19 特點： (與光學(xué)圖像相比 ) ? 便于計算機處理 數(shù)字存儲方式 ? 獲取、傳輸、分發(fā)等過程中沒有信息損失 ? 抽象性強（表示在計算機里是很抽象 的“數(shù)據(jù)流”） ? 數(shù)字形式表示，便于建立分析模型，進行計算機解譯和采用遙感圖像專家系統(tǒng)。 遙感數(shù)字圖像 20 遙感數(shù)字圖像的表示方法 二維數(shù)組表示：位置隱含（象素坐標(biāo)），屬性用亮度表示； 遙感數(shù)字圖像根據(jù)波段分： 二值數(shù)字圖像： [01] 一個 bit存儲 單波段數(shù)字圖像： [0255] 一個字節(jié)（ 8位） 彩色數(shù)字圖像： [0255] [0255][0255] 三個數(shù)字層 多波段數(shù)字圖像： [0255] ……[0 255] 多個數(shù)字層 21 1bit 2 greys 22 多波段數(shù)字圖像存儲與分發(fā)的常用數(shù)據(jù)格式： （ 1） BSQ數(shù)據(jù)格式（ Band sequential）； （ 2） BIP數(shù)據(jù)格式（ Band interleaved by pixel）； （ 3） BIL數(shù)據(jù)格式（ Band interleaved by line）； 輔助數(shù)據(jù)：數(shù)字圖像尺寸等各種參數(shù) 遙感數(shù)字圖像的表示方法 23 ?BSQ(Band sequential)數(shù)據(jù)格式：按波段順序依次排列， 1個文件，文件內(nèi)劃分 1K段，第 n段數(shù)據(jù)為第 n波段的圖像數(shù)據(jù) [M行 ][N列 ]。 多波段數(shù)字圖像存儲與分發(fā)的
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