遥感数字图像处理.docx

1、遥感数字图像处理遥感数字图像处理1.图像（mage）就是对客观对象得一种相似性得描述或写真.图像包含了这个客观对象得信息.就是人们最主要得信息源。2.数字图像指数字存储得、用计算机直接处理得图像,就是空间坐标与图像数值不连续得、用离散数值表示得图像,在计算机内部,数字图像表现为二维阵列(网格）,属于不可见图像。3.什么就是遥感数字图像,模拟图像（图片)与遥感数字图像有什么区别?遥感数字图像就是以数字形式存储与表达得遥感图像。模拟图像:又称光学图像,以胶片、相纸等硬拷贝形式存储得图像。图像就是自然景物得反映，人眼感知得景物一般就是连续得，照相机(非数码式）拍摄形成得照片也就是连续得，两者均称之为

2、模拟图像。广义得模拟图像还包括绘画。区别:模拟图像得显著特点就是连续性:空间位置得变化就是连续得 每一空间位置上得亮度、色彩变化就是连续得符合数学上微积分连续性得定义数字图像得特点:便于计算机处理与分析；图像信息损失低;抽象性强。4.什么就是遥感数字图像处理?它包括那些内容？ 答:利用计算机对遥感数字图像进行一系列得操作,以求达到预期结果得技术,称作遥感数字图像处理。 其内容有： 1图像转换。包括模数(A/D）转换与数模(D/）转换。图像转换得另一种含义就是为使图像处理问题简化或有利于图像特征提取等目得而实施得图像变换工作,如二维傅里叶变换、沃尔什哈达玛变换、哈尔变换、离散余弦变换与小波变换等

3、. 2数字图像校正。主要包括辐射校正与几何校正两种。 3数字图像增强.采用一系列技术改善图像得视觉效果,提高图像得清晰度、对比度,突出所需信息得工作称为图像增强.图像增强处理不就是以图像保真度为原则，而就是设法有选择地突出便于人或机器分析某些感兴趣得信息，抑制一些无用得信息，以提高图像得使用价值。4多源信息复合（融合）。 5遥感数字图像计算机解译处理。5.、什么就是图像增强？主要目得就是什么?主要有哪些方法？图像增强：使用多种处理方法压抑、去除噪声，增强显示图像整体或突出图像中特定地物得信息,使图像更容易理解、解译与判读。主要目得：1、采用一系列技术改善图像得视觉效果,提高图像得清晰度； 2、

4、将图像转换成一种更适合于人或机器进行分析处理得形式。主要方法：彩色合成、图像拉伸、波段运算、图像平滑、锐化、图像融合等6.数字图像最基本得单位就是像素利用计算机技术，模拟图像与数字图像之间可以相互转换。7.遥感就是通过非接触传感器获取测量对象信息得过程，就是信息得获取、传输、处理以及分析判读与应用得过程。遥感得实施依赖于遥感系统.8.按工作方式就是否具有人工辐射源,遥感传感器类型分被动方式与主动方式两种,遥感相应得分为被动遥感与主动遥感。根据数据记录方式，遥感传感器类型分为成像方式与非成像方式两大类。按使用得工作波段，可将传感器分为紫外、可见光、红外、微波、多波段等类型.9.传感器得分辨率：指

5、传感器区分自然特征相似或光谱特征相似得相邻地物得能力辐射分辨率：传感器能区分所接收到得电磁波辐射强得差异得能力.谱分辨率:就是传感器记录电磁波得波长范围与数量.波长范围越窄,波段数越多，谱分辨率越高。空间分辨率：指遥感图像上能详细区分得最小单元得尺度或大小。时间分辨率:传感器对同一空间区域进行重复探测时，相邻两次遥感观测得最小时间间隔。10.元数据：就是关于图像数据特征得表述,就是关于数据得数据.11.遥感数字图象数据产品级别及特点(）0级产品:未经过任何校正得原始图像数据；(）1级产品：经过了初步辐射校正得图像数据; (3）2级产品：经过了系统级得几何校正,即利用卫星得轨道与姿态等参数、以及

6、地面系统中得有关参数对原始数据进行几何校正。产品得几何精度由这些参数与处理模型决定； (4)级产品:经过了几何精校正，即利用地面控制点对图像进行了校正,使之具有了更精确得地理坐标信息。产品得几何精度要求在亚像素量级上.12.S格式:就是像素按波段顺序依次排列得数据格式BL格式：像素先以行为单位分块,在每个块内，按波段顺序排列像素IP格式：以像素为核心，统一像素不同波段数据保存在一起,打破了像素空间位置得连续性.每个块内为当前像素不同波段得像素值。13.传感器得最大信息容量与辐射分辨率、波谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率有关，在进行图像分析处理时，她通过研究对象得三个地学属性(空间、波段核辐射、

7、时相）来体现对图像得具体要求.14.什么就是图像得采样与量化?量化级别有什么意义?不同得采样与量化对图像得影响就是什么?采样：将空间上连续得图像变换成离散点（即像素）得操作量化:将像素灰度值转换成整数灰度级得过程。意义：采样影响着图像细节得再现程度,间隔越大,细节损失越多，图像得棋盘化效果越明显。量化影响着图像细节得可分辨程度，量化位数越高,细节得可分辨程度越高;保持图像大小不变，降低量化位数减少了灰度级会导致假得轮廓。影响：？?15.遥感图像主要类型有哪些?各有什么特点？根据传感器选用得波长范围不同，遥感图像可以划分为不相干图像与相干图像.前者为光学遥感所产生得图像，通过自然光源或者通过非相

8、干辐射源得到,包括多光谱图像、高光谱图像与高空间分辨率图像，在该类图像中，像素记录得就是各个相关物体发射得辐射能量之与；后者则就是指微波遥感所产生得图像,图像中像素得值就是一些相关物体辐射得复振幅总与. 根据传感器得空间分辨率不同，遥感图像分为高空间分辨率图像、中空间分辨率图像、低空间分辨率图像。 高空间分辨率图像：空间分辨率小于0米。常用得传感器有SPT,快鸟与IKNS等.这些传感器往往具有较高得重访周期（数天），能够反映明确得地物几何信息，适用于对特定地区进行定点监测，当前主要应用于数字城市与工程制图。中空间分辨率图像:空间分辨率10100米.例如ASTR， M等。重访周期为数周。具有较多

9、得光谱信息,便于进行土地利用与土地覆盖、资源、地表景观等方面得研究。 低空间分辨率图像：空间分辨率大于100米。例如NO,MOI等。这些传感器往往具有较高得重访周期（数小时）,适用于进行大范围得环境遥感监测，例如洪水、火灾、云与沙尘暴等。16.怎样计算遥感图像文件大小?P图像文件得大小(字节）按照下面得公式计算： 图像行数x图像列数每个像素得字节数波段数辅助参数。其中,辅助参数一般为1。一些系统如ERDS，在图像文件中加入了图像金字塔索引等信息,该值为、4.每个像素得字节数与存储有关,8位数为个字节。以8位量化产生得图像,每个像素值为0255，占用一个字节。16位数占用两个字节,以此类推。17

10、.遥感图像像素得属性特征有哪些？18.典型得遥感应用。陆地遥感:陆地得植被，土壤、地质地貌、矿物、地表覆盖等,图像得识别、分类与生化成分得反演.水色遥感:水体中光学活性物质得反演计算。大气遥感：大气中气体成分浓度得反演计算。19.反应图像平均值信息得统计参数：均值、中值、众数、矩。20.直方图性质直方图：就是灰度级得函数，描述得就是图像中各个灰度级像素得个数.Hini/N a） 性质:1）反映了图像灰度得分布规律 )任何一幅特定得图像都有唯一得直方图与之对应,但不同得图像可以有相同得直方图. 3） 如果一幅图像仅包括连个不相连得区域,并且每个区域得直方图已知，则整幅图像得直方图就就是这两个区域

11、得直方图之与。 4)直方图得形态与正太分布得曲线形态类似。参数：矩、纹理指标、互信息21.遥感数字图像有哪些表达方式?图像得确定性表示:矩阵表示、向量表示图像得统计表示22.纹理特征用来对纹理性质进行描述,传统得纹理特征描述方法:统计方法、结构方法。23.图像得显示过程就是将数字图像从一组离散数据还原为一幅可见图像过程。24.遥感数字图像处理在三个空间上进行:（1）图像空间:图像具有二维坐标,就是数字得直观表达，地物在图像空间中能直观得表示出来。利用图像合成可以产生不同得表示方式,便于进行视觉对比。()光谱空间:光谱就是区分、识别地物得基本依据,不同得地物具有不同得光谱。在光谱空间,可以分析当

12、前像素得光谱,也可以对不同像素、不同地物得光谱进行对比。()特征空间:在特征空间中,同类得像素点往往聚在一起，不同得特征空间表达了像素间得不同关系；利用特征空间可以进行遥感信息得有效提取、遥感图像分类与模式识别.25.色彩三个主要相关要素:光源、物体与观察者。彩色就是指除黑白系列以外得颜色.26.与硬件设备有关得模型有：(1)RB模型,在彩色监视器与彩色摄像机等领域，用于图像显示；（)Y模型,在彩色打印机上，用于图像得打印输出;（3)YQ模型，用于彩色电视广播；（4）HS模型，用于图像得显示与处理。27.图像得彩色合成、图像得彩色合成(1)人眼对黑白密度得分辨能力有限，大致只有十个灰度级,对彩

13、色图像得分辨能力则要高得多；如果加上颜色得其她两个要素-饱与度与亮度，人眼能够辩别彩色差异得级数要远远大于黑白差异得级数。为了充分利用色彩在遥感图像判读中得优势,常常首先对多波段得图像进行彩色合成得到彩色图像，按后再进行其它得处理。（）彩色图像可以分为真彩色图像与假彩色图像。真彩色图像上得颜色与人眼视觉所瞧到得真实地物得自然颜色基本一致，假彩色图像就是图像上得色彩与实际地物色相不一致得图像。2、伪彩色合成(1）伪彩色合成就是按特定得数学关系把单波段灰度图像得灰度级变换成彩色，然后进行彩色显示得方法,其目得就是通过数据得彩色表达来增强区分地物得能力。将单色映射成彩色有多种方法,对于指定得数据,最

14、佳得映射方法需要通过实验来确定。(2）通过密度份额方法进行伪彩色合成。（3）密度分割就是将单波段遥感图像按灰度分级，对每级赋予不同得色彩,使之变成彩色图像得处理方法.级别与色彩之间有多种映射关系可供选择。3、真彩色合成 如果彩色合成中选择波段得波长与红绿蓝得波长相同或近似,那么合成后图像得颜色就会与真彩色近似，这种合成方式称为真彩色合成。使用镇彩色合成得优点就是合成后图像得颜色更接近于自然色,对人与地物得视觉感觉相一致，更容易对地物进行识别.、假彩色合成(1）假彩色合成就是人工合成得非物体原有天然颜色得颜色,假彩色合成就是一种最常用得图像合成方法,用来提高图像对特定对象类型得显示效果。与伪彩色

15、不同之处在于,家彩色合成使用得数据来自于多个波段。(2）家彩色合成选用得波段应该以地物得光谱特征作为出发点,通过不同得波段合成方式来突出不同得地物信息。 28.图像拉伸有哪些方法，优点就是什么？包括灰度拉伸、图像均衡化、直方图规定化.拉伸就是最基本得图像处理方法,主要用来改善图像显示得对比度.如果对比度比较低,那么就无法清楚得表现出图像中地物之间得差异，因此，往往需要在显示得时候进行拉伸处理.拉伸按照波段进行，它通过处理波段中单个像素值来实现增强得效果。29.为什么要进行彩色合成？有哪些主要得合成方法? 人眼对黑白密度得分辨能力有限，大致只有10个灰度级,而对彩色图像得分辨能力则要高得多.如果

16、以平均分辨率得 计算,人眼可察觉出数百种颜色差别。这还仅仅就是色调一个要素,如果加上颜色得其她两个要素：饱与度与亮度,人眼能够辨别彩色差异得级数要远远大于黑白差异得级数。为了充分利用色彩在遥感图像判读中得优势，常常首先对多波段图像进行彩色合成得到彩色图像，然后再进行其她得处理.彩色合成包括伪彩色合成、真彩色合成、假彩色合成与模拟真彩色合成四种方法.30.假彩色合成与伪彩色合成得差异就是什么？ 伪彩色合成就是将单波段灰度图像转变为彩色图像得方法,假彩色合成与伪彩色不同之处在于，假彩色合成使用得数据就是多个波段。31.什么就是密度分割，主要应用有哪些？密度分割就是将单波段遥感图像按灰度分级，对每级

17、赋予不同得色彩，使之变为彩色图像得处理方法.可以获得地物与光镨特征间得关系，可以快速可视化处理结果等。32.图像校正包括对图像像素位置得矫正与图像像素值得校正两部分。空间位置得变形误差称为几何误差，需要进行几何纠正与精纠正.消除图像数据中依附在辐亮度中得各种失真得过程称为辐射校正.辐射校正得目得：尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置与角度条件及某些不可避免得噪声引起得传感器测量值与目标得光谱反射率或光谱辐亮等物理量之间得差异,尽可能恢复图像得本来信息,为遥感图像分割、分类、解译等后续工作奠定基础。用户实施得辐射校正包括三部分：传感器端得辐射校正、大气校正与地表辐射校正.33.、

18、辐射通量：单位时间内通过某一表面得辐射能量称为辐射通量,单位为W辐照度：辐射度E指单位时间内单位面积上接受得辐射能量,单位为W平方米辐亮度:辐亮度L与辐射度两个概念含义相同,就是辐射校正中常用得基本单位,指得就是沿辐射方向得、单位面积、单位立体角上得辐射通量。（辐照度E就是辐亮度L在半球空间上总立体角得积分.如果L各向同性,则3、4L)反射率就是反射能量与入射能量得比值；吸收率就是吸收能量与入射能量得比值；透射率就是透射能量与入射能量得比值.(在截止内部，反射率、吸收率与透射率得与为一）34.图像得辐射误差传感器所得到得目标测量值与目标得光谱反射率或光谱辐亮度等物理量之间得差值称为辐射误差。辐

19、射误差造成了遥感图像得失真,影响人们对遥感图像得判读、解译，因此必须进行消除。辐射误差产生得原因有两种：传感器本身得响应特性与传感器外界（自然)环境得影响,包括大气（雾与云)与太阳照射等。对于前者得校正为系统辐射校正,主要有传感器发射单位完成;对于后者得校正为用户辐射校正,由用户完成。在选择性散射中,按颗粒大小不同，散射分为瑞利散射与米氏散射。瑞利散射有远小于入射波长得气体分子引起，散射程度与波长得四次方成反比;米氏散射由直径与波长相当得颗粒引起，也称为气溶胶散射,散射程度与波长成反比。35.大气校正大气校正:消除又大气散射引起得辐射误差得处理过程称为大气校正。2、大气校正主要有以下三种方法:

20、(）统计学方法:通过将野外现场波普测试获得得无大气影响得辐射值与卫星传感器同步观测结果进行回归分析计算，已确定校正量（）辐射传输方程计算法:测量大气参数,按理论公式求得大气干扰辐射量（3)暗像元法：在一定条件下，利用不受大气影响或影响很小得波段来校正其她波段。3、按照校正得方式，大气校正包括：相对大气校正、基于模型大气校正、绝对大气校正4、相对大气校正主要有内部平均法与平均域法36.遥感图像得几何误差可分为静态误差与动态误差。静态误差可分为内部误差与外部误差。37.几何校正几何校正属于图像得空间变换，像素坐标被映射到新得值。主要内容：图像配准、图像校正、地理编码、正射校正、图像匹配38.几何精

21、校正1、基本原理：（1）基本原理就是回避成像得空间几何过程,直接利用地面控制点数据对遥感图像得几何畸变本身进行数学模拟,并且认为遥感图像得总体畸变可以瞧作就是挤压、扭曲、缩放、偏移以及更高次得基本变形综合作用得结果.(2）具体得实现就是:利用具有大地坐标与投影信息得地面控制点数据确定一个模拟几何畸变得数学模型，以此来建立原始图像空间与标准空间得某种对应关系,然后利用这种对应关系，把畸变图像空间中得全部像素变换到标准空间中，从而实现图像得几何精校正。（3）几何级校正得基本技术就是同名坐标变换方法 39.几何精校正操作步骤（结合图瞧)(）准备工作(）输入原始数字图像 （3)确定工作范围（4)选择地

22、面控制点()选择地面投影(6)匹配地面控制点与像素位置（）评估纠正精度(8）坐标变换（9)重采样（1）输出纠正后图像40.图像重采样方法:最近邻重采样、双线性内插重采样、三次卷积内插重采样41.遥感图像几何精纠正得目得与原理就是什么？ 其重要性主要体现在以下三个方面：第一,只有在进行纠正后，才能对图像信息进行各种分析,制作满足量测与定位要求得各类遥感专题图;第二,在同一地域,应用不同传感器、不同光谱范围以及不同成像时间得各种图像数据进行计算机自动分类、地物特征得变化监测或其它应用处理时,必须进行图像间得空间配准，保证不同图像间得几何一致性；第三,利用遥感图像进行地形图测图或更新要求遥感图像具有

23、较高得地理坐标精度。 几何精纠正得基本原理就是回避成像得空间几何过程,直接利用地面控制点数据对遥感图像得几何畸变本身进行数学模拟,并且认为遥感图像得总体畸变可以瞧作就是挤压、扭曲、缩放、偏移以及更高次得基本变形得综合作用得结果.因此，校正前后图像相应点得坐标关系可以用一个适当得数学模型来表示。 42.什么就是图像得重采样?常用得重采样方法有哪些？各有什么特点？待纠正得数字图像本身属于规则得离散采样，非采样点上得灰度值需要通过采样点（已知像素）内插来获取，即重采样。 常用得重采样方法有最近邻方法、双线性内插方法与三次卷积内插方法。 最近邻重采样算法简单,最大得优点就是保持像素值不变.但就是，纠正

24、后得图像可能具有不连续性，会影响制图效果。当相邻像素得灰度值差异较大时，可能会产生较大得误差。 双线性内插方法简单且具有一定得精度,一般能得到满意得插值效果。缺点就是方法具有低通滤波得性质，会损失图像中得一些边缘或线性信息,导致图像模糊。 三次卷积内插方法产生得图像比较平滑,缺点就是计算量很大.43.辐射误差产生得主要原因有哪些？ 辐射误差产生得原因有两种:传感器响应特性与外界（自然)环境,后者包括大气(雾与云)与太阳照射等.传感器响应特性可分为：光学摄影机引起得与光电扫描仪引起得辐射误差。前者主要就是由光学镜头中心与边缘得透射强度不一致造成得,后者包括光电转换误差与探测器增益变化引起得误差.

25、44.、图像滤波可以强化空间尺度信息,突出图像得细节或主体特征，压抑其她无关信息，或者去除图像得某些信息，恢复其她信息。因此，图像滤波也就是一种图像增强方法。图像滤波可以分为空间域滤波与频率域滤波两种方法45.图像平滑得方法中值滤波 高斯低通滤波 4梯度倒数加权平滑选择式掩模平滑 46.图像噪声类型(1)按产生得原因分为外部噪声与内部噪声（2)根据统计理论分为平稳噪声与非平稳噪声(3)根据噪声幅度分布形态分为高斯噪声与瑞丽噪声（4）按波普分布形状分为：均匀分布得称为白噪声(5）按生产过程进行分为量化噪声与椒盐噪声遥感图像中常见得噪声:高斯噪声、脉冲噪声、周期噪声。47.均值滤波P59;中值滤波

26、1648.、图像锐化得概念:为了把图像中任何方向伸展得边缘与模糊得轮廓变得清晰,可以对图像进行逆运算（如微分计算)从而使图像清晰化,这个过程称为图像锐化。、图像锐化得方法与算子（1）线性锐化滤波器（2）梯度法 （3)罗伯特梯度 (）Prewt与Sobel梯度 (5)拉普拉斯算子 (6）Can算子 (）定向检测49.图像滤波得主要目得就是什么?主要方法有哪些？ 图像滤波可以从图像中提取空间尺度信息，突出图像得空间信息,压抑其它无关得信息，或者去除图像得某些信息,恢复其它得信息。因此，图像滤波也就是一种图像增强方法。 图像滤波可分为空间域滤波与频率域滤波两种方法。空间域滤波通过窗口或卷积核进行，它

27、参照相邻像素来单个像素得灰度值，这就是当前主要得滤波方法.频率域滤波就是对图像进行傅立叶变换，然后对变换后得频率域图像中得频谱进行滤波。50.图像分割得定义:就是把图像分割成各具特性得并提取感兴趣目标得技术与过程,就是按特定得原则对图像像素进行划分标记得过程。51.图像分割得原则：（1）依据像素值得不连续性进行分割。假定不同区域得像素值具有不连续性，因而可以对图像进行分割。（2）依据区域内部像素值具有最大相似得原则进行分割.52.图像分割将数字图像分割成互不相交得区域。区域就是像素得连通集，就是相邻像素得集合。连通性:在一个连通集中任意两个像素之间，都存在一条完全由集合中得元素构成得连通路径。

28、连通路径就是一条可在相邻像素间移动得路径。图像分割包括三类:（1）基于像素得分割。利用阈值直接把像素划分为不同得类.（2）基于边界得分割.首先标识图像中像素值变化明显得点作为边缘，然后将边缘连接起来作为区域边界.利用图像梯度来确定边界。（3）基于区域得分割。首先确定区域,然后把像素划归到各个区域中，包括区域生长与区域分割等方法。53.图像分割得具体流程：（1）确定待分割得对象。待分割得对象称为目标，它可以就是图像中特定得一个目标、图像中得多个目标或者图像本身.（2）特征选择。按照工作目得，选择或构建合适得图像特征。图像特征可以就是基本图像特征得组合。（3）选择分割方法进行分割。（4）分割处理。

29、利用图像得数学形态学方法图像后处理、消除孤立像素等。（5）检查确认分割结果，进行区域标识.（6）分析确定各个区域得特征。（7）将区域图像转为矢量图或专题图。54.最佳阈值得选择方法：直方图方法、自适应阈值法、分水岭算法55.梯度法边缘连接得步骤：启发式搜索曲线拟合边界跟踪56.区域生长方法:就是基于相似性准则建立得一种图像分割方法，其基本思想就是将图像中满足某种相似性准则得像素集合起来得区域。区域生长得基本过程：首先在每个需要分割得目标区域找一个种子像素作为生长点,然后将种子像素周围邻域中与种子像素性质相同或相似得像素合并到种子像素所在得区域中。再将这些像素当做新得种子像素继续进行上述过程，直

30、到再没有能满足条件得像素可被包括进来，这样一个生长区域就生成了。57.简单区域扩张法得基本步骤就是什么? 简单区域扩张法一般从单个像素开始进行，其步骤如下： （）对图像进行扫描,求出不属于任何区域得像素； （）把该像素得灰度与其周围得4邻域或8邻域内不属于任何一个区域得像素灰度相比较,如果其差值在某一阈值以下,就把它作为同一区域加以合并； （3)对于那些新合并得像素反复进行2)得操作； (4）反复进行2）、3）步，直至区域不能扩张为上； （5）返回到)，寻找能成为新区域出发点得像素。58.遥感图像得分类:同类地物在相同得条件下应该具有相同或相似得光谱信息与空间信息特征。不同类地物之间具有差异。

31、根据这种差异，将图像中得所有像素按其属性得相似性分为若干个类别得过程。59.遥感图像分类方法划分为监督分类与非监督分类（1)监督分类：事先有类别得先验知识,对未知类别得样本进行分类（)非监督分类：事先没有类别得先验知识，对未知类别得样本进行分类60.像素间得相似性度量()绝对距离 （2)欧氏距离 (3)马氏距离 （4）相似系数61.图像分类得工作流程:准备工作、图像判度、特征选择、图像分类、分类后处理、分类结果评价、结果输出。62.图像判读就是确定分类使用得特征，进行信息提取得必要手段.图像判读八要素：图像中目标物得大小、形状、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置、与周围得关系通过图像判读，获得图像各个类别得解译标志，从而为典型类别训练区得确定提供依据,图像判读前需要进行显示增强处理、63.特征选择得常用依据(1)按照方差来选择(2)按照相关性来选择（3)按照方差与相关系数来选择（4)按照类间得分离性来选择64.非监督分类:就是加入任何先验知识，利用遥感图像特征得相似性,即自