《遙感數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)大綱

1、遙感數(shù)字圖像處理課程教學(xué)大綱遙感數(shù)字圖像處理課程教學(xué)大綱課程編碼：課程名稱：遙感數(shù)字圖像處理課程英文名稱：The digital image processing of remote sensing先修課程：遙感概論、數(shù)字圖像處理適用專業(yè)：遙感科學(xué)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、資源管理與城鄉(xiāng)規(guī)劃、測(cè)繪工程總學(xué)時(shí)：60講課學(xué)時(shí)：40 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：上機(jī)學(xué)時(shí)：20總學(xué)分：3制訂單位地球信息科學(xué)與工程學(xué)院制訂時(shí)間：2005.09一、課程的性質(zhì)和目的遙感數(shù)字圖像處理是一門(mén)專業(yè)基礎(chǔ)課，是以理論聯(lián)系實(shí)踐為主，注重運(yùn)用，重視上機(jī)實(shí)踐的一門(mén)課程。學(xué)生通過(guò)遙感數(shù)字圖像處理課程的學(xué)習(xí)，可以打牢遙感數(shù)字圖像處理的基礎(chǔ)知識(shí)，進(jìn)而可

2、以運(yùn)用到實(shí)踐中。通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生樹(shù)立正確遙感數(shù)字圖像處理的概念，培養(yǎng)學(xué)生良好的計(jì)算機(jī)實(shí)踐習(xí)慣，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)，為后繼課程的學(xué)習(xí)和將來(lái)參加社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐打下基礎(chǔ)。二、課程的基本要求通過(guò)本課程的教學(xué)，要求學(xué)生掌握遙感數(shù)字圖像基礎(chǔ)知識(shí)、遙感數(shù)字圖像處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、遙感數(shù)字圖像的幾何處理、遙感圖像處理的輻射校正、遙感數(shù)字圖像增強(qiáng)處理、遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類、遙感數(shù)字圖像分析方法、遙感數(shù)字圖像處理軟件簡(jiǎn)介等內(nèi)容。經(jīng)過(guò)上機(jī)實(shí)踐訓(xùn)練，使學(xué)生掌握基本遙感圖像處理流程，具有遙感圖像分析基本的能力。三、課程內(nèi)容與要求第一章 緒論 （2學(xué)時(shí)）1、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)學(xué)習(xí)了解遙感數(shù)字圖像處理

3、的任務(wù)和作用及發(fā)展史，知道遙感數(shù)字圖像儲(chǔ)存格式，明白本課程的學(xué)習(xí)方法。2、課程內(nèi)容（1）遙感數(shù)字圖像 （2）遙感數(shù)字圖像處理的基本概念（3）遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)（4）遙感數(shù)字圖像處理的發(fā)展及與其他學(xué)科的關(guān)系3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求（1）識(shí)記：遙感數(shù)字圖像處理的基本概念（2）領(lǐng)會(huì)：遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)第二章 遙感數(shù)字圖像處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）1、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握遙感數(shù)字圖像處理中常用的數(shù)學(xué)知識(shí)。2、課程內(nèi)容（1）向量與矩陣（N維向量、向量的線性相關(guān)性、矩陣的概念、矩陣的運(yùn)算、矩陣的求逆、特征值和特征向量、矩陣的跡與直積）；（2）隨機(jī)變量及分布（隨機(jī)變量、數(shù)學(xué)期望、協(xié)方差和相關(guān)系

4、數(shù)、協(xié)方差矩陣）；（3）常用函數(shù)的介紹（矩陣函數(shù)、三角函數(shù)、函數(shù)、高斯函數(shù)、sinc函數(shù)）；（4）傅立葉變換（傅立葉級(jí)數(shù)、傅立葉積分、傅立葉變換、傅立葉變換的基本性質(zhì)、快速傅立葉變換）（5）卷積與相關(guān)函數(shù)（一維卷積的定義、一維卷積的運(yùn)算、一維卷積的性質(zhì)、卷積定理、二維卷積、相關(guān)函數(shù)）3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求（1）識(shí)記：向量的線性相關(guān)性、傅立葉級(jí)數(shù)、傅立葉積分、傅立葉變換、傅立葉變換的基本性質(zhì)、快速傅立葉變換、卷積定理。（2）領(lǐng)會(huì)：一維卷積的定義、一維卷積的運(yùn)算、一維卷積的性質(zhì)、二維卷積、相關(guān)函數(shù)。第三章 遙感數(shù)字圖像的幾何處理（6學(xué)時(shí)）1、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握遙感數(shù)字圖像幾何矯正原

5、理與方法。2、課程內(nèi)容（1）遙感數(shù)字圖像幾何處理概述（遙感圖像的幾何變形誤差的影響因素、遙感數(shù)字影像幾何糾正的一般過(guò)程）；（2）中心投影構(gòu)像的幾何糾正（中心投影構(gòu)像原理、空間直角變換、中心投影構(gòu)像方程、中心投影的數(shù)字正射糾正）；（3）多中心投影數(shù)字圖像幾何糾正（CCD直線陣列推掃式傳感器的構(gòu)像方程、全景攝影機(jī)的構(gòu)像原理與構(gòu)像方程、紅外和多光譜掃描儀的構(gòu)想原理與構(gòu)像方程、多中心投影構(gòu)像的幾何糾正）；（4）側(cè)視雷達(dá)圖像的幾何糾正（側(cè)視雷達(dá)圖像的幾何特點(diǎn)、合成孔徑側(cè)視雷達(dá)（SAR）的構(gòu)像方程、合成孔徑側(cè)視雷達(dá)圖像的幾何處理）。3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求（1）識(shí)記：遙感圖像的幾何變形誤差的影響因素、遙感

6、數(shù)字影像幾何糾正的一般過(guò)程中心投影構(gòu)像原理、空間直角變換、中心投影構(gòu)像方程、中心投影的數(shù)字正射糾正、多中心投影構(gòu)像的幾何糾正。（2）領(lǐng)會(huì)：CCD直線陣列推掃式傳感器的構(gòu)像方程、全景攝影機(jī)的構(gòu)像原理與構(gòu)像方程、紅外和多光譜掃描儀的構(gòu)想原理與構(gòu)像方程。（3）綜合應(yīng)用：各種遙感數(shù)字圖像的幾何糾正方法。第四章 遙感圖像的輻射糾正（4學(xué)時(shí)）1、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握遙感圖像的輻射失真原理和校正方法。2、課程內(nèi)容（1）輻射校正概述（輻射校正的含義、輻射傳輸方程、輻射誤差產(chǎn)生的原因、輻射校正的目的）；（2）輻射誤差校正的原理與方法（因傳感器的靈敏度特性引起的輻射誤差校正、因大氣影響引起的輻射誤差校

7、正、因太陽(yáng)輻射引起的輻射誤差校正、其他輻射誤差校正）；（3）合成孔徑側(cè)視雷達(dá)（SAR）數(shù)據(jù)的輻射校正處理技術(shù)（SAR輻射校正的含義與輻射誤差源、SAR輻射誤差校正方法）。（4）遙感衛(wèi)星輻射校正場(chǎng)概述（輻射校正場(chǎng)的國(guó)外發(fā)展概況、建立輻射校正場(chǎng)的目的、傳感器輻射校正的基本原理與方法、我國(guó)的輻射校正場(chǎng)）3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求（1）識(shí)記：輻射校正的含義、輻射誤差產(chǎn)生的原因、輻射校正的目的、因傳感器的靈敏度特性引起的輻射誤差校正、因大氣影響引起的輻射誤差校正、因太陽(yáng)輻射引起的輻射誤差校正。（2）領(lǐng)會(huì)：輻射校正場(chǎng)的國(guó)外發(fā)展概況、建立輻射校正場(chǎng)的目的、傳感器輻射校正的基本原理與方法、我國(guó)的輻射校正場(chǎng)。（3

8、）綜合應(yīng)用：各種傳感器數(shù)據(jù)的輻射的校正。 第五章 遙感數(shù)字圖像增強(qiáng)處理 （8學(xué)時(shí)）1、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握提高圖像對(duì)比度、消除邊緣和噪聲，平滑圖像；突出邊緣或線狀地物，銳化圖像；合成彩色圖像；壓縮圖像數(shù)據(jù)量，突出主要信息等方法。2、課程內(nèi)容（1）輻射增強(qiáng)（直方圖、線性變換、非線性變換、其他非線性變換）；（2）空間增強(qiáng)（領(lǐng)域處理、卷積運(yùn)算、平滑、銳化）；（3）頻率域增強(qiáng)（快速傅立葉變換、頻率域平滑、頻率域銳化、同態(tài)濾波）（4）彩色增強(qiáng)（偽彩色增強(qiáng)、假彩色增強(qiáng)、彩色變換）（5）圖像運(yùn)算（加法運(yùn)算、差值運(yùn)算、比值運(yùn)算、植被指數(shù)、圖像復(fù)合）（6）多光譜增強(qiáng)（多光譜空間、K-L變換、K-T變

9、換）3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求（1）識(shí)記：線性變換、卷積運(yùn)算、快速傅立葉變換、偽彩色增強(qiáng)、假彩色增強(qiáng)、頻率域平滑、頻率域銳化、多光譜空間、K-L變換。（2）領(lǐng)會(huì)：直方圖、非線性變換、其他非線性變換、加法運(yùn)算、差值運(yùn)算、比值運(yùn)算、植被指數(shù)、圖像復(fù)合、K-T變換。（3）綜合應(yīng)用：采用各種增強(qiáng)方法對(duì)遙感數(shù)字圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理。 第六章 遙感圖像計(jì)算機(jī)分類（6學(xué)時(shí)）1、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握遙感圖像分類的一般原理和常見(jiàn)分類方法。2、課程內(nèi)容（1）遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類（遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類基本原理、遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類一般過(guò)程）；（2）判別函數(shù)（距離判別函數(shù)、最大似然判別函數(shù)）；（3）非監(jiān)督分類（

10、初始類別參數(shù)的選定、ISODATA法、k-Mean算法）；（4）監(jiān)督分類（訓(xùn)練區(qū)的選擇、判別分析分類）；（5） 光譜特征分類中的輔助處理技術(shù)（上下分析方法、基于地形信息的計(jì)算機(jī)分類處理、輔以紋理特征的光譜特征分類法）；（6） 計(jì)算機(jī)分類新方法（神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器、基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遙感圖像分類、模糊聚類法、樹(shù)分類器、專家系統(tǒng)方法）；（7）雷達(dá)遙感圖像分類新方法3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求（1）識(shí)記：遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類基本原理、遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類一般過(guò)程、監(jiān)督分類、距離判別函數(shù)、最大似然判別函數(shù)。（2）領(lǐng)會(huì)：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類器、基于小波神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)遙感圖像分類。（3）綜合應(yīng)用：遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類。第七章 遙

11、感數(shù)字圖像分析方法 (6學(xué)時(shí))1、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，掌握遙感數(shù)字圖像分析的機(jī)理與方法和利用遙感處理軟件ERDAS分析遙感數(shù)字圖像。2、課程內(nèi)容（1）一般分析方法（領(lǐng)域分析、查找分析、指標(biāo)分析、疊加分析、歸納分析、分類后處理的四種分析）；（2）地形分析方法（坡度分析、坡向分析、高程分帶、地形陰影、地形校正處理）；（3）空間建模與實(shí)踐3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求（1）識(shí)記：疊加分析。（2）領(lǐng)會(huì)：坡度分析、坡向分析、高程分帶、地形陰影、地形校正處理（3）綜合應(yīng)用： 遙感數(shù)字圖像綜合分析。第八章 遙感數(shù)字圖像處理軟件簡(jiǎn)介（4學(xué)時(shí)）1、學(xué)習(xí)目的和要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，了解圖像處理軟件ERDSA、PCI、ENVI、ER-MAPPER。2、課程內(nèi)容（1）ERDSA遙感圖像處理軟件；（2）其他遙感圖像處理軟件。3、考核知識(shí)點(diǎn)和考核要求（1）識(shí)記：ERDSA遙感圖像處理軟件基本功能。（2）領(lǐng)會(huì)：其他遙感圖像處理軟件簡(jiǎn)介。（3）綜合應(yīng)用：ERDSA遙感圖像處理軟件基本功能。四、 理論教學(xué)學(xué)時(shí)分配章講 課 內(nèi) 容學(xué)時(shí)一緒論2二遙感數(shù)字圖像處理的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)4三遙感數(shù)字圖像的幾何處理6四遙感圖像的輻射校正4五遙感數(shù)字圖像增強(qiáng)處理8六遙感圖像的計(jì)算分類6七遙感數(shù)字圖像分析方法6八遙感數(shù)字圖像處理軟件簡(jiǎn)介4總計(jì)40五、 上機(jī)實(shí)踐名稱與學(xué)時(shí)安排序號(hào)章目名稱學(xué)時(shí)分配序號(hào)章目名稱學(xué)時(shí)分配1ERDS