【正文】 ”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 I 教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主任： （ 簽名） 年 月 日 II 摘 要 隨著 3S 技術的發(fā)展，遙感技術現(xiàn)已逐步成為地理信息技術的主要信息數(shù)據(jù)來源，本課題研究的主要內容是遙感圖像預處理方法與應用，通過 ENVI 軟件的操作過程和處理結果，來分析遙感圖像預處理的原理和處理過程。 涉密論文按學校規(guī)定處理。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 本科學生畢業(yè)論文 遙感圖像預處理的分析與應用研究 The Graduation Thesis for Bachelor39。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或學歷而使用過的材料。除了文中特別加以標注引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權 大學可以將本學位論文的全部或部 分內容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。 、圖表要求： 1）文字通順，語言流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應符合國家技術標準規(guī)范。它的目的是糾正 原始圖像中的幾何與輻射變形，使其更清晰地顯示那些對我們有用的地理信息。 論文在每個處理過程完成之后，都有相應的圖像對比分析，明確了使用 ENVI 處理圖像的目的，并達到了研究的分析目的。 preprocessing of rs images。 致謝 ................................................................................................................................................................................................................ 31 1 第 1 章 緒 論 研究背景 隨著 3S技術的發(fā)展，遙感技術現(xiàn)在已經(jīng)逐步成為地理信息技術的主要信息數(shù)據(jù)來源，本研究課題 的主要內容是遙感圖像預處理 ,通過 用 ENVI軟 件進行相應數(shù)據(jù)的處理，掌握有關遙感圖像預處理的相關原理和操作方法。 研究意義 在現(xiàn)代科技高速發(fā)展的時代， 3S技術迅速崛起，其中作為獲取相關地理信息數(shù)據(jù)的遙感技術與 GPS技術正是科技發(fā)展的基礎性技術環(huán)節(jié)，遙感學科發(fā)展至今，遙感圖像已經(jīng)成為 GIS的主要信息源，并成為了 GIS的核心組成部分，因此，遙感圖像預處理的研究對 3S技術的發(fā)展至關重要。 ENVI因其操作簡單、功能豐富，受不同層次遙感使用者的青睞，更因其能提供二次開發(fā)接口和對 IDL語言的全面兼容。 2 研究內容和技術路線 研究內容 本文以遙感知識為基礎，主要研究遙感圖像預處理的原理以及處理過程。 本研究的基本內容主要分為以下幾點： 整理圖書資料，并閱讀 國內外文獻，了解遙感圖像預處理相關知識。 使用 ENVI 軟件進行遙感圖像預處理的相關操作 。結合現(xiàn)代應用，分析遙感圖像預處理的發(fā)展前景。 本研究的具體技術路線操作見下圖： 圖 技術路線圖 國內外研究現(xiàn)狀 遙感技術是一種新興的綜合地理學、物理學、計算機科學、地質學、天 文學以及許多其它學科的綜合性技術。到目前為止，我國已經(jīng)成功發(fā)射了 18 顆返回式衛(wèi)星，并成功回收 17 顆，為資源、環(huán)境研究和誤差檢查 控制點選取 校正模型選擇 影像重采樣 影像 參考源 校正圖像 其它影像 同名點選?。ㄈ斯?/自動） 影像配準 配準影像 圖像融合 圖像鑲嵌 圖像裁剪 影像 不符合 4 國民經(jīng)濟建設提供了寶貴的空間圖像數(shù)據(jù)，在我國國防建設中起到了不可替代的作用[1]。 除了上述已發(fā)射的遙感衛(wèi)星外，我國還先后成立了國家遙感中心、國家氣象衛(wèi)星中心、中國資源衛(wèi)星應用中心、衛(wèi)星海洋應用中心和中國遙感衛(wèi)星地面接收站等國家級遙感應用機構。 國外研究現(xiàn)狀 經(jīng)過幾十年的發(fā)展，遙感現(xiàn)在已經(jīng)形成了比較完整的理論體系及技術支持。對于遙感圖像預處理分析的基本框架以及算法大多是國外學者研究 的成果。 就現(xiàn)在而言，國外的衛(wèi)星獲取影像技術比較先進，各國家都在努力完善自己的衛(wèi)星及獲取遙感圖像的技術。它提供了詳細的預處理方法，操作簡單，功 5 能豐富，能夠被不同層次的遙感使用者所接受。 另外，還有 PCI GEOMATICA、 ER MAPPER、像素工廠等多種軟件，都是各有自己特點的遙感圖像處理系統(tǒng)，分別收到不同行業(yè)人群的青睞。 遙感技術是近幾十年新興的一門科學技術，現(xiàn)代遙感技術的基本過程是： 在距目標物幾米至幾千公里的距離以外，以汽車、飛機和衛(wèi)星等為觀測平臺，使用光學、電子學或電子光學等探測儀器，接收目標反射、散射和發(fā)射來的電磁輻射能量，以圖像膠 片或數(shù)字磁帶形式進行記錄； 然后把這些信息傳送到地面接收站，接收站把這些遙感數(shù)據(jù)和膠片進一步加工成遙感資料產(chǎn)品； 最后結合己知物體的波譜特性，從中提取有用信息，識別確定目標物之間的相互關系。 遙感圖像處理過程 遙感圖像的處理過程主要是通過計算機以及人機互動來實現(xiàn)。最后，遙感信息可以制成相應的專題地圖并對其進行三維可視化分析，通過與 GIS 軟件的結合使用，來實現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的利用價值，形成形象易分析的數(shù)據(jù)形式并最終生成地理信息分析的成果報告。它是處理、分析并顯示多光譜數(shù)據(jù)、高數(shù)據(jù)的輸入和 輸出 圖像顯示與輸出 圖像預處理（幾何糾正、融合、鑲嵌等） 影像信息提?。ㄈ斯そ庾g、自動分類、特征提取、動態(tài)檢測等） 專題制圖 /三維可視化分析（集成 GIS 現(xiàn)有數(shù)據(jù)） 成果報告（ GIS 分析／共享） 8 光譜數(shù)據(jù)以及雷達數(shù)據(jù)的高級影像處理工具，并獲得了 2020 年美國權威機構 NIMA遙感軟件測評第一。 ENVI 的主要優(yōu)勢有：先進、可靠的影像分析工具，全套的影像信息智能化提取工具，全面提升影像價值；專業(yè)的光譜分析，其中的高光譜分析一直處于世界領先地位；可以隨心所欲的拓展新功能；底層的 IDL 語言可以幫助用戶輕松地添加、擴展ENVI 的功能，甚至開發(fā)定制自己的專業(yè)遙感平臺；流程化圖像處理工具 — 將眾多主流的圖像處理過程集成到流程化 Workflow 圖像處理工具中，進一步提高了圖像處理的效率； RSI 公司與 ESRI 公司加強了合作， ENVI 軟件于 2020 年與 ArcGIS 的整合，更為遙感與 GIS 的一體化集成提供了典型案例。 精度評定： ENVI 中圖像校正精度顯示分為一階、二階、三階，它決定了重采樣的精度。 遙感圖像預處理技術 由于空間、時間、波譜以及輻射分辨率的限制 (即遙感信息獲取過程中會受到衛(wèi)大氣校正 模塊 空間特征 提取模塊 立體像對高程 提取模塊 正射校正 模塊 雷達高程 處理模塊 NITF 數(shù)據(jù) 支持模塊 ENVI IDL 數(shù)據(jù)與統(tǒng)計拓展工具包 數(shù)據(jù)連接工具包 9 星影響、地形起伏變化、天氣變化、大氣吸收與散射等隨機條件的影響 )，遙感系統(tǒng)很難精確地記錄復雜的地表信息，因此不可避免會在數(shù)據(jù)獲取的過程中存在誤差，所以，遙感圖像在進行解譯應用之前一定要經(jīng)過消除或 減小這些誤差的預處理操作，才能保證地理信息獲取的準確性。 近年來，大量的環(huán)境與資源遙感衛(wèi)星為民用提供數(shù)據(jù)。它的重要性主要體現(xiàn)在三個方面： 首先為了滿足各類專題圖的量 測和定位要求，原始圖像必須進行相應的幾何校正；其次當應用不同的傳感方式，不同光譜范圍以及不同成像時間的各種同一地域復合圖像數(shù)據(jù)來進行計算機自動分類、地物特征的變化監(jiān)測或其它應用處理時，就需要進行圖像的幾何配準，以便滿足復合原理上的正確性；最后星遙感的快速發(fā)展和應用對遙感圖像的幾何糾正提出了更嚴格的要求。主要內容是系統(tǒng)的輻射校正與系統(tǒng)的幾何校正。 幾何精校正 它是利用地面控制點 (ground control point， GCP)對由各種因素引起的遙感影像的幾何畸變的校正，幾何精校正幾何精校正的 原理 是回避成像的空間幾何過程，而直接 11 利用地面控制點數(shù)據(jù)對遙感影像的幾何畸變本身進行數(shù)學模擬。地面控制點應當均勻地分布在整幅圖像內，且要有一定的數(shù)量保證。 數(shù)量原則：在圖像邊緣處，在地面特征變化大的地區(qū)，需要增加控制點；保證一定數(shù)量的控制點，不是控制點越多越好。其參考圖上的坐標可以是經(jīng)緯度，也可以是統(tǒng)一的平面投影坐標 (如高斯一克呂格投影 )；圖像上的像元坐標一般是其行、列號，也可以是變形的地理坐標。對于多數(shù)具有中等幾何變形的小區(qū)域的衛(wèi)星圖像，一次線性多項式就可以校正 6 種幾何變形，包括 (X， Y)方向的平移， (X， Y)方向的比例尺變形、傾斜和旋轉，從而取得足夠的校正精度。但這只是最少控制點，一般選擇的時候所選控制點個數(shù)要多于這個數(shù)。重采樣的方法有：最鄰近法、雙線性內插法和三次卷積法。但這種方法 最大可產(chǎn)生半個像元的位置偏移，可能造成輸出 圖像中某些地物的不連貫。該方法具有平均化的濾波效果，邊緣受到平 滑作用，而產(chǎn)生一個比較連貫的輸出圖像，其缺點 是破壞了原來的像元值，在后來的光譜識別分類中， 會引起一些問題。但是它仍然破壞了原來的像元值，且計算量較 大。它一般使用高空間分辨率的全色波段或單一波段的雷達影像來增強多光譜影像的空間分辨率 [7]。從作用域出發(fā)，可以將遙感影像像素級融合分為空間域融合和變換域融合兩類，對現(xiàn)有方法分類歸納 (如圖 所示 )。本實驗是按照 ENVI 的方式進行圖像裁剪，可以分為規(guī)則裁剪和不規(guī)則裁剪。 影像融合法 加權融合法 乘積性融合法 比值融合法 空間高通濾波融合法 高頻調制融合法 空間域融合 多分辨率分析融合 分量替換融合 變換域融合 金字塔融合法 小波變換融合 色彩變換融合法 主分量分析融合法 線性回歸融合法 15 本章小結 本章簡單介紹了遙感圖像預處理的基本原理以及處理過程，分別從遙感圖像預處理所需數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源 的選擇、圖像的幾何糾正、圖像融合、圖像鑲嵌與裁剪、圖像增強的方面深入了解了遙感圖像預處理的知識。由于地球表面的不規(guī)則形，它不能用數(shù)學公式來表達，也就無法實現(xiàn)直接運算，因此必須以形狀和大小都很接近地球的橢球體來代替地球，這個橢球體就被稱作地球橢球體 [9]。 高斯克呂格的中央經(jīng)線和赤道相互垂直，分帶標準為 3176。 1： 至 1： 50 萬比例尺地形圖采用經(jīng)差 6176。再 用精密儀器量測各個三角形的角值，根據(jù)起算邊的邊長和點位，就可以推算出其它各點的對應