【正文】 (2)雙線性內(nèi)插法 是使用鄰近 4 個(gè)點(diǎn)的像元值， 按照其距內(nèi)插點(diǎn)的距離賦予不同的權(quán)重，進(jìn)行線性 內(nèi)插。這 種方法對(duì)邊緣有所增強(qiáng)，并具有均衡化和清晰化的 效果。 影像融合 遙感數(shù)據(jù)融合是對(duì)不同空間分辨率遙感圖像的融合處理，使處理后的遙感圖像既具 有較高的空間分辨率（高空間分辨率數(shù)據(jù)），同時(shí)又具有多光譜特征（較低分辨率數(shù)據(jù)），從而達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的。像素級(jí)融合是目前三個(gè)層次中研究最為成熟的一級(jí)，已經(jīng)形成了豐富有效的融合方法。 影像裁剪 影像裁剪的目的是將研究之外的區(qū)域去除，常用的是按照行政區(qū)劃邊界或自然區(qū)劃邊界進(jìn)行圖像的裁剪，在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，還經(jīng)常要做標(biāo)準(zhǔn)分幅裁剪。 圖像增強(qiáng)的目的就是突出遙感圖像中的某些信息，因此運(yùn)用影像處理軟件對(duì)不需要的信息進(jìn)行削弱或除去，就能達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的，使圖像更容易判讀。 地理坐標(biāo)系是以經(jīng)緯度為單位的地球坐 標(biāo)系統(tǒng)，其中兩個(gè)重要部分為地球橢球體(spheroid)和大地基準(zhǔn)面 (datum)。目前我國采用的是高斯 — 克呂格投影，在英美國家多采用橫軸墨卡托投影 (Transverse Mercator)。 我國規(guī)定 1： 1 萬、 1： 萬、 1： 5 萬、 1： 10 萬、 1： 25 萬、 1： 50 萬比例尺的地形圖，均采用高斯克呂格投影的方式。 北京 54 與西安 80 坐標(biāo)系 大地坐標(biāo)，是在地面上建立一系列相連接的三角形，量取一段精確的距離作為起算邊，在這個(gè)邊的兩個(gè)端點(diǎn)，采用天文觀測(cè)的方法確定其點(diǎn)位，也就是經(jīng)度、緯度和方向角。為了適應(yīng)大地測(cè)量的發(fā)展，我國。這些坐標(biāo)，就稱作大地坐標(biāo)。分帶， 1： 1 和 1： 萬比例尺地形圖采用經(jīng)差 3176。帶和 6176。我國常用的橢球體如下： 表 我國常用的地球橢球體 橢球體名稱 年份 長半軸 (米 ) 短半軸 (米 ) 扁率 WGS84 1984 1: Krasovsky 1940 1: IAG75 1975 1: 大地基準(zhǔn)面指目前參考橢球體與 WGS84 參考橢球之間的相對(duì)位置關(guān)系 (3 個(gè)平移、3 個(gè)旋轉(zhuǎn)、 1 個(gè)縮放 ) ，可以用其中的 3 個(gè)、 4 個(gè)或 7 個(gè)參數(shù)來描述它們之間的關(guān)系，每個(gè)橢球體都對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)大地基準(zhǔn)面。歸納起來有以下幾個(gè)主要內(nèi)容： 遙感圖像預(yù)處理的總體概況和步驟 遙感影像預(yù)處理分析所選數(shù)據(jù)源的選擇方法； 遙感影像幾何糾正、圖像融合、圖像鑲嵌與裁剪、圖像增強(qiáng)的概念； 遙感圖像幾何粗校正的數(shù)學(xué)模型簡介以及精校正的幾種內(nèi)插方法。 圖像增強(qiáng) 當(dāng)分析圖像數(shù)據(jù) 時(shí)，為了使分析人員能容易確切地識(shí)別圖像內(nèi)容，必須按照分析目的對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行加工，這一處理過程叫做圖像增強(qiáng) (Image Enhancement)。 圖 像素級(jí)影像融合方法歸類 影像鑲嵌與裁剪 影像鑲嵌 影像鑲嵌就是指在一定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)控制下，把多景相鄰遙感影像拼接成一個(gè)大范圍的影像圖的過程。 圖像融合的關(guān)鍵是融合前兩幅圖像的配準(zhǔn)（ Registration）以及處理過程中融合方法的選擇，只有將不同空間分辨率的圖像精確地進(jìn)行了配準(zhǔn)，使兩種分辨率的影像覆蓋同一地理區(qū)域、有相同的像素大小、影像大小以及相同的方位，才可能得到滿意的融合效果；而對(duì)于融合方法的選擇，則取決于被融合圖像的特性以及融合的目的，同時(shí)，需要對(duì)融 合方法的原理有正確的認(rèn)識(shí)。值得指出的是，重采樣方法是幾何校正的重要一 步，文中需要遙感圖像的光譜值來分解混合像元，所 以遙感圖像的像元值不能被破壞，所以選用最近鄰法 重采樣。 特點(diǎn)：精度較高，處理速度較慢。 13 方法：取與所計(jì)算點(diǎn) (x, y)周圍相鄰的 4 個(gè) 點(diǎn)，比較它們與被計(jì)算點(diǎn)的距離，哪個(gè)點(diǎn)距離最 近，就取哪個(gè)亮度值作為 (x, y)點(diǎn)的亮度值。 重新定位后的像元在原圖像中分布是不均勻的，即輸出圖像像元點(diǎn)在輸入圖像中的行列號(hào)不是或不全是整數(shù)關(guān)系 ，因此需要根據(jù)輸出圖像上的各像元在輸入圖像中的位置，對(duì)原始圖像按一定規(guī)則重新采樣，進(jìn)行亮度值的插值計(jì)算，建立新的圖像矩陣。 誤差計(jì)算： RMSEerror = sqrt ( ( x’ x)2 + (y’ y)2 ) （ ） 誤差計(jì)算主要是指計(jì)算出對(duì)所研究數(shù)據(jù)的精度要求，數(shù)據(jù)處理的結(jié)果數(shù)據(jù)誤差一定要小于所規(guī)定的精度值。對(duì)變形比較嚴(yán)重的圖像或當(dāng)精度要求較高時(shí)，可用二次或三次多項(xiàng)式 [6]。下一步是選擇合適的坐標(biāo)變換函數(shù)式 (即數(shù)學(xué)校正模型 )，建立圖像坐標(biāo) (x， y)與其參考坐標(biāo) (X， Y)之間的關(guān)系式，通常又稱為多項(xiàng)式 校正建立糾正變換函數(shù) 準(zhǔn)備工作 輸入原始遙感圖像 逐個(gè)像素的幾何位置變換 像素亮度值重采樣 輸出糾正后的圖像 12 模型。例如，一景 185 185的 TM的控制點(diǎn)數(shù)量在3050左右； Quick bird 影像一般選取 912個(gè)點(diǎn) 。地面控制點(diǎn)的 數(shù)量、分布和精度直接影響幾何校正的效果。精校正中又包括了像素坐標(biāo)的變化處理和坐標(biāo)變化后的像素亮度值重采樣 [5]。遙感圖像系統(tǒng)處理，一般在遙感衛(wèi)星地面站完成比較方便有利，可以說這也是建立地面站的主要目的與任務(wù)。 遙感圖像的幾何畸變產(chǎn)生原因有很多，其大致可以分為四類：遙感器的內(nèi)部畸變，即由遙感器結(jié)構(gòu)引起的畸變；遙感器外部的畸變，即由影像投影方式的幾何學(xué)引起的畸變；影像投影面的選取法引起的畸變；是由地圖投影法的幾何學(xué)引 起的畸變。目前常用的遙感數(shù)據(jù)源 如表 、表 所示、這些數(shù)據(jù)源的空間分辨率為 m 至 1000 m 不等 , 波譜范圍基本覆蓋從可見光到熱紅外，而且不僅一些影像數(shù)據(jù)含有全色波段而且具有多光譜波段。 圖像的預(yù)處理又被稱作圖像糾正和重建，它的主要目的是糾正原始圖像中的噪聲以及幾何與輻射變形，使研究人員需要的有用數(shù)據(jù)內(nèi)容更清晰的展示出來。一般的，選擇 的控制點(diǎn)越多就階數(shù)越高，從而精度也就越高。 圖 遙感圖像處理流程圖 ENVI 支持若干種圖像文件格式，并能夠快捷地集成矢量和山歌數(shù)據(jù)。 ENVI 軟件是由專業(yè)的科學(xué)家基于交互式數(shù)據(jù)語言 IDL 開發(fā)出的一個(gè)影像處理系統(tǒng)，它可以輕松讀取、顯示、分析各種類型的遙感數(shù)據(jù)，并且提供了從遙感影像預(yù)處理、影像信息提取，到與地理信息系統(tǒng)整合的過程中所需要的各種工具。遙感圖像處理的一般流程為： 圖 遙感圖像處理流程圖 遙感影像處理軟件簡介 現(xiàn)今隨著遙感影像的應(yīng)用范圍越來越廣， 現(xiàn)存的 遙感 軟件已經(jīng)出現(xiàn)很多，但對(duì)于它們的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，歸納概括起來有三種情況。 首先，數(shù)據(jù)的輸入主要以是以掃描以及直接傳輸來進(jìn)行，對(duì)于光學(xué)相片來說，掃描是將數(shù) 據(jù)輸入計(jì)算機(jī)的主要方式，使數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)顯示器或者以其他形式來顯示。 因此說遙感是一個(gè)接收、傳送、處理和分析遙感信息，并最后識(shí)別的復(fù)雜技術(shù)過程。 6 第 2 章 相關(guān)理論研究綜述 遙感技術(shù)簡介 遙感，即遙遠(yuǎn)的感知，其英文為“ remote sensing”。由于其能夠提供二次開發(fā)和對(duì) IDL 語言的全面兼容，它更成為遙感平臺(tái)定制開發(fā)的首先工具。其中 Landsat TM、 SPOT 也是我國進(jìn)行應(yīng)用研究與生產(chǎn)所經(jīng)常引用的圖像資源，另外， 以高分辨率著稱的快鳥計(jì)劃更是推進(jìn)了遙感圖像獲取的發(fā)展。 國外最早發(fā)射和使用遙感衛(wèi)星的是美國和前蘇聯(lián)，并且很長一段時(shí)間國際商業(yè)遙感衛(wèi)星圖像數(shù)據(jù)市場(chǎng)是美國占據(jù)的主要市場(chǎng)。自從航空航天技術(shù)發(fā)展以來，遙感技術(shù)就隨著航空航天攝影技術(shù)以及空間運(yùn)載技術(shù)開始了緩慢的發(fā)展。同時(shí)國務(wù)院各部委及省市地方建立了 160 多個(gè)省市級(jí)遙感應(yīng)用機(jī)構(gòu)。我國自行研制和發(fā)射了包括太陽和地球同步軌道在內(nèi)的 6 顆氣象衛(wèi)星。其具有起步晚，發(fā)展易受到其它行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r影響的特點(diǎn)，但隨著近幾十年衛(wèi)星技術(shù)、計(jì)算機(jī)以及軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，遙感也逐漸形成了一個(gè)完善的學(xué)科領(lǐng)域。 本課題所研究的是遙感圖像預(yù)處理的原理與方法，預(yù)期達(dá)成的任務(wù)目標(biāo)為：清晰了解遙感圖像預(yù)處理的目的、意義、操作方法等；掌握 ENVI軟 件的使用方法；對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并最終得到圖像處理結(jié)果，了解遙感的發(fā)展前景以及遙感圖像預(yù)處理的未來發(fā)展趨勢(shì)。 整理遙感圖像預(yù)處理的原理以及操作 ，綜合 ENVI 軟 件操作的具體實(shí)例，通過獲得圖像預(yù)處理的影像結(jié)果，實(shí)現(xiàn)遙感圖像的幾何校正、圖像融合、分類、增強(qiáng)等內(nèi)容的實(shí)現(xiàn)，完成遙感 圖像預(yù)處理操作的過程。 經(jīng)過查找遙感技術(shù)與應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)，熟知遙感影像處理流程，并熟悉遙感影像預(yù)處理的目的、方法以及處理后的結(jié)果獲取。論文采用 ENVI 軟件處理遙感影像的方式，結(jié)合不同的影像處理實(shí)例來進(jìn)行相關(guān)分析并希望獲得所期望的結(jié)果。使得它成為遙感平臺(tái)定制開發(fā)的首先工具。 本文通過使用 ENVI軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理操作，來認(rèn)識(shí)并掌握遙感圖像預(yù)處理的相關(guān)知識(shí)，其具體意義主要有以下幾點(diǎn)： 遙感圖像預(yù)處理是提取遙感 圖像信息流程的基礎(chǔ)步驟。 對(duì)于遙感圖像來說，由于時(shí)間、太陽光強(qiáng)及大氣狀態(tài)的變化，或者遙感器本身的不穩(wěn)定性 , 致使獲取不同遙感圖像上的對(duì)比度及亮度值存在差異，因而有必要對(duì)多景相鄰圖像進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)的預(yù)處理過程，這有助于后期所需相關(guān)指數(shù)的一致性提取與準(zhǔn)確評(píng)價(jià)。 enhancement of images。 本次論文的研究，對(duì)以后繼續(xù)學(xué)習(xí)遙感圖像處理和解譯的相關(guān)知識(shí)能夠起到很大的幫助。 本文主要分析了遙感圖像預(yù)處理的目的、意義以及處理方法，并通過對(duì)比分析研究了一些圖像預(yù)處理中的基本原理。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫 3）畢業(yè)論文須用 A4 單面打印 ，論文 50 頁以上的雙面打印 4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上 5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔 1）設(shè)計(jì)（論文） 2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）次序裝訂 指導(dǎo)教師評(píng)閱書 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià)： 一、撰寫（設(shè)計(jì)）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計(jì)）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計(jì)方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√”） 指導(dǎo)教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評(píng)閱教師評(píng)閱書 評(píng)閱教師評(píng)價(jià)： 一、論文（設(shè)計(jì)）質(zhì)量 論文（設(shè)計(jì)）的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)（包括裝訂及附件 ）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計(jì)）水平 論文（設(shè)計(jì)）的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)計(jì)說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級(jí)前的□內(nèi)畫“√