遙感圖像處理多特征提取PPT課件

1、目目 錄錄1、 遙感圖像解譯概念；2 、遙感圖像多特征提??；遙感圖像多特征提取的概念；地球表面物體分布特征；地物邊界跟蹤法；形狀特征描述與提取；地物空間關(guān)系特征描述與提取；3 、遙感圖像解譯專家系統(tǒng)遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的組成圖像處理與特征提取子系統(tǒng)遙感圖像解譯知識獲取子系統(tǒng)遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的機理計算機解譯的主要技術(shù)發(fā)展趨勢第1頁/共51頁1、遙感圖像解譯-概念 當人們或是計算機系統(tǒng)能夠從遙感圖像數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)或者挖掘出信息，并將此信息分析、整理、傳遞給他人的時候，就是在進行圖像解譯。 圖像解譯的表達形式有：圖像分類、專題信息提取和模式識別等。第2頁/共51頁2 、遙感圖像多特征提取一遙感圖像多

2、特征提取的概念；二地球表面物體分布特征；三地物邊界跟蹤法；四形狀特征描述與提取；五地物空間關(guān)系特征描述與提?。坏?頁/共51頁一、遙感圖像多特征提取一、遙感圖像多特征提取- -概念概念 遙感圖像解譯，除了利用地物的光譜特征外，還需利用地物的形狀特征和空間關(guān)系特征，因此需要提取圖像的其他特征。對于高分辨率遙感圖像，可以清楚地觀察到豐富的結(jié)構(gòu)信息，如城市是由許多街區(qū)組成的，每個街區(qū)又由多個矩形樓房構(gòu)成，其中人造地物具有明顯的形狀和結(jié)構(gòu)特征，如建筑物、廠房、農(nóng)田田埂，因此可以設(shè)法去提取這類地物的形狀特征及其空間關(guān)系特征，以作為結(jié)構(gòu)模式識別的依據(jù)。 結(jié)構(gòu)模式識別也叫句法模式識別，它可以提取地物的形狀特

3、征和空間關(guān)系特征，在此基礎(chǔ)上識別遙感影像上的目標地物。 第4頁/共51頁二、地球表面物體分布特征 地球表面的物體，從其分布特征來看，主要表現(xiàn)為三種形式， 點狀地物 線狀地物 面狀地物 從信息論的觀點看，一個圖像顏色（地物光譜）特征均一的地物單元，其邊界信息最豐富，地物形狀特征是通過邊界信息表現(xiàn)出來的。 第5頁/共51頁三、地物邊界跟蹤法1.1.地物邊界跟蹤法- -分類；2.2.點狀地物與面狀地物的邊界跟蹤；3.3.面狀地物的邊界跟蹤法；4.4.線狀地物信息檢測與跟蹤；第6頁/共51頁1 1、地物邊界跟蹤法- -分類 對地物邊界跟蹤，是獲取地物形態(tài)特征的前提。針對不同地物分布特點，地物邊界跟蹤方

4、法不同。 第一種方法以圖像像元作為跟蹤的落腳點，跟蹤點的連線作為地物的界線。這種跟蹤方法適用于線狀物體的跟蹤。第二種方法認為地物的界線在相鄰地物之間，因此邊界跟蹤的路徑應(yīng)該從兩個相鄰地物邊界的像元中間穿過，這種方法適用于點狀地物與面狀地物的跟蹤。 44| |44444 4333 333| |33第7頁/共51頁2 2、點狀地物與面狀地物的邊界跟蹤 隨著遙感影像空間分辨率的變化，相同地物的分布特征是可變的。例如，一種地物在高分辨率圖像上表現(xiàn)為面狀地物，但在低分辨率圖像上可能表現(xiàn)為點狀地物。反之，點狀地物在高分辨率圖像上也可以表現(xiàn)為面狀地物。 點狀地物是用一個像素或幾個相鄰像素表示的地物，因一個像

5、素對應(yīng)地表一定的面積，因此點狀地物可視為縮小的面狀地物。面狀地物邊界跟蹤法同樣適用于點狀地物。第8頁/共51頁3 3、面狀地物的邊界跟蹤法面狀地物邊界跟蹤是在遙感圖像分類基礎(chǔ)上進行的。遙感數(shù)字圖像分類實際上是根據(jù)地物物理特性對像素的重新組合與歸并。經(jīng)過分類后的圖像，每個地物單元內(nèi)部是均一的，與其他地物的差異主要通過地物單元的邊界來表現(xiàn)。據(jù)此可以認為，特征均一的地物單元（區(qū)域）的空間是由邊界所確定的，邊界由一個或多個孤段所特征均一的地物單元（區(qū)域）的空間是由邊界所確定的，邊界由一個或多個孤段所構(gòu)成，弧段是具有方向性的線段，線段由有限個有序的邊界點所構(gòu)成。構(gòu)成，弧段是具有方向性的線段，線段由有限個

6、有序的邊界點所構(gòu)成。第9頁/共51頁3 3、面狀地物的邊界跟蹤法 設(shè)G G1 1為圖像中第一種地物類型，G G2 2為圖像中第二種地物類型，像元A A0 0，A A1 1，A A2 2，A A3 3在二維圖像空間分布中具有如下： 若A A G G1 1或A A G G2 2 A=AA=A0 0，A A1 1，A A2 2，A A3 3 則稱 4 4個 像元在 2 2* *2 2圖像窗口的中間點為內(nèi)部點， 若存在A Ai i G G1 1,A,Aj j G G2 2,i,i j,j,則稱4 4個像元在2 2* *2 2圖像窗口的中間點為邊界點，地物單元邊界跟蹤法是： 起始點的確定：設(shè)圖像數(shù)據(jù)具有

7、m m行和n n列，分別在圖像四周各增加一行或一列數(shù)據(jù)，增加的像元賦值為-1-1，構(gòu)成（m m2 2）* *（n n2 2）的數(shù)字圖像，經(jīng)過上述處理，圖像周邊的像元都成為邊界點。我們規(guī)定，第一個地物單元的邊界點在圖像坐標原點，將坐標原點作為起始點，開始跟蹤時，記下起始點的坐標，順序掃描圖像，查找邊界點。 舉例A A0 0A A1 1 A A2 2A A3 3第10頁/共51頁3 3、面狀地物的邊界跟蹤法 下一個跟蹤點的確定：查找下一個跟蹤點，關(guān)鍵是確定下一個跟蹤點的方向。通過對地物單元邊界點在圖像窗口各種可能出現(xiàn)狀態(tài)的分析，發(fā)現(xiàn)在逆（或順）時針方向查找時，當前區(qū)域的下一個邊界點是唯一的，尋找當

8、前區(qū)域的下一個邊界點的方向依賴于當前點的位置和圖像窗口內(nèi)相鄰像元的分布位置。利用已知的方向作指引，可以方便地查找到當前區(qū)域的下一個邊界點。舉例1 2 2 1 1 1 1 1 1 1 * * * * * 1 1 1 1 2 1 1 2 2 2 上一點位置查找下一邊界點的方向當前點位置第11頁/共51頁3 3、面狀地物的邊界跟蹤法利用方向指引，尋找到下一個邊界點后，要求判別該點的坐標是否與起始點相同。不同時，繼續(xù)尋找當前地物單元下一個邊界點，相同時，記錄下跟蹤過程中邊界點的各種信息，產(chǎn)生一個地物單元數(shù)據(jù)記錄，然后利用同樣跟蹤方法，開始下一個地物單元邊界的跟蹤，一直到圖像中所有地物單元跟蹤完畢。上述

9、跟蹤方法可以拓廣到多個地物類型的圖像區(qū)域。 舉例第12頁/共51頁4 4、線狀地物信息檢測與跟蹤 線狀地物檢測是對線狀地物像素的亮度與方向特性進行檢測，找出可能的線狀地物點的算法。 線狀地物檢測的方法較多，簡單的有閾值技術(shù)，復(fù)雜的有諸如假說檢驗程序等。線狀地物檢測的輸出結(jié)果是線狀地物種子點。線狀地物信息檢測首先對數(shù)字圖像進行增強處理，然后對圖像進行二值化處理，圖像的二值化方法一般是通過設(shè)定某個閾值，并以該閾值為門限，把具有灰度級的圖像變換為二值的黑白圖像。通過二值化處理，將圖像中的像元分為線狀地物與背景，在此基礎(chǔ)上進行噪聲消除，從而獲得較為正確的線狀地物片斷，作為下一步線狀地物擴展與連接的起始

10、點。數(shù)據(jù)經(jīng)過以上處理后，得到一幅初始的線狀地物圖。 第13頁/共51頁4 4、線狀地物信息檢測與跟蹤 理想狀態(tài)下，數(shù)字圖像中代表線狀地物的像素是連續(xù)的，這時可以采用逐行掃描的方法在二值圖像上尋找每一行上代表線狀地物的像素，根據(jù)像素的多寡計算出線狀地物的寬度。在保證連通性的前提下對構(gòu)成線段的像素進行剝皮細化，留下骨干像素，然后對下一行進行處理，尋找代表線狀地物的像素，應(yīng)用同樣的方法，對線狀地物進行跟蹤。 第14頁/共51頁4 4、線狀地物信息檢測與跟蹤 在實際遙感圖像計算機解譯中，遙感圖像中線狀地物多以間斷線狀地物種子點形式出現(xiàn)，因此需要利用相關(guān)信息或全局約束來擴展線狀地物種子點以形成線狀地物片

11、斷。 在此基礎(chǔ)上，可以應(yīng)用更多的全局信息及知識來進一步將線狀地物片斷擴展、連接成為更為完整的線狀地物圖。 第15頁/共51頁四、地物形狀體征的描述和提取1 1、形狀特征描述 通過邊界跟蹤可以獲得一系列有序的邊界點，這些邊界點提供了地物單元形狀特征的大量信息。這里主要介紹采用鏈碼來記錄和描述邊界點的方法。 鏈碼是一組具有方向標志碼的有序系列，A A=a a1 1，a a2 2，a a3 3，,a an n。它是由中心像素指向其8 8個鄰點的方向來定義的。方向標志碼可按逆（或順）時針方向定義。0123456701345726第16頁/共51頁1 1、形狀特征描述 鏈碼值在0,70,7，采用鏈碼方法

12、記錄地物邊界線，在地物單元跟蹤時方便實用，它既可用來表示一條邊界線相鄰像素點之間的位置，又可以在邊界跟蹤過程中控制各像素鄰點的檢測順序。 為便于鏈碼與地理坐標間的轉(zhuǎn)換，規(guī)定地理坐標原點取在屏幕左上角，即X X軸由左向右，y y軸由上而下。對一個連通的像素序列來說，與某一像素連通的后續(xù)像素只可能是由0 07 7中的任一個方向碼。因此，對圖像邊界來說，除像素序列的初始像素外，任一后續(xù)像素位置均可用0 07 7中的一個數(shù)值來唯一地確定。 第17頁/共51頁1 1、形狀特征描述鏈碼到像元的坐標換算方法為： x x0 0,y,y0 0為邊界起始點的坐標； x xn n,y,yn n為當前鏈碼所指向的邊界

13、點坐標； a aj jx x，a aj jy y分別為a aj j在x x坐標和y y坐標的分量。 njjnnjjnyyayxxax1010第18頁/共51頁1 1、形狀特征描述像元坐標到鏈碼換算方法為： x x1 1,y,y1 1分別為當前點在x x坐標和y坐標分量； x x0 0,y,y0 0分別為上一點在x坐標和y坐標分量； F(aF(ai i) )為在不同狀態(tài)時的對應(yīng)函數(shù)值，即該點的鏈碼，這里的鏈碼是采用逆時針方向定義的。利用鏈碼可以有效地記錄地物邊界信息，描述地物形態(tài)特征。 ) 1, 1( , 7) 1, 1( , 1)0, 1( , 0)(010101010101yyxxyyxxy

14、yxxaFi第19頁/共51頁2 2、形狀特征提取 地物單元周長P P：設(shè)相鄰像素間采用鏈碼表示的長度為：n=Mod(2,i),i=1,2,n=Mod(2,i),i=1,2,7,7，為鏈碼的方向。設(shè)j j為地物邊界像素點的個數(shù)。將所有鏈碼段的長度相加，即為周長。運用計算周長的方法，也可以計算出線狀地物的長度。 地物面積S S：可以利用邊界點上的地理坐標求算面積，其面積提取方法如下：首先計算出面狀地物每一行的面積S Sk k, ,niL)2(jLP)(ijkxxASmkkSS1像元地面分辨率xi,xj為同一行邊界點的x地理坐標，m為地物總列數(shù)。第20頁/共51頁2 2、形狀特征提取 地物形態(tài)特征

15、的提取 線狀物體的曲率： 面狀地物的形狀系數(shù)LLCa2線段長度弦長SPF42面狀物體周長面狀地物面積第21頁/共51頁五、地物空間關(guān)系特征描述與提取 地物空間關(guān)系特征 這里所講的地物空間關(guān)系是指遙感數(shù)字圖像中兩個地物或多個地物之間在空間上的相互聯(lián)系，這種聯(lián)系是由地物的空間位置所決定的。 在二維空間，地物的空間關(guān)系主要表現(xiàn)為以下幾種： 方位關(guān)系：指兩個地物之間方向與位置的相對關(guān)系。方位關(guān)系用來描述邊界并不相互接觸的兩個物體。通常采用以一個物體為中心，描述另一個物體位于它的哪個方向上，距離它有多遠。第22頁/共51頁1 1、地物空間關(guān)系特征描述 方位關(guān)系的描述包括以下內(nèi)容： 距離關(guān)系：距離關(guān)系：即

16、一個物體到另一個物體的直線距離。由于空間分布的地物具有三種類型，因此，各種物體之間的距離關(guān)系定義也不相同。點狀地物之間的距離則是兩點間的距離，點狀地物到線狀地物的距離是該點到該線上某一點的最短直線距離。點狀地物到面狀地物的最短距離為該點到面狀地物邊界的最短距離。線狀地物到面狀地物的最短距離是線上一點到面狀地物邊界點的最短距離，面狀地物到面狀地物的距離是兩個面狀地物邊界點的最短距離。 方向關(guān)系：方向關(guān)系：即一個物體相對于另一個物體的方向。方向關(guān)系常用八個方向來描述，每個方向可以用方位角區(qū)間來定量表示。第23頁/共51頁1 1、地物空間關(guān)系特征描述 不同地物之間的空間關(guān)系不同地物類型之間的距離關(guān)系

17、第24頁/共51頁1 1、地物空間關(guān)系特征描述包含關(guān)系：一個物體位于另一個物體內(nèi)部，并且邊界不相鄰。包含關(guān)系具有三種情況：點包含在面狀地物內(nèi)部，線狀地物被包含在面狀地物內(nèi)部，一個小的面狀物體被另一個大的面狀物體所包圍。相鄰關(guān)系：指兩個地物在邊界上相鄰。兩個面狀物體的相鄰關(guān)系，存在著兩種不同狀況：外接鄰域，內(nèi)接鄰域。點與面相鄰是指點狀地物位于面狀地物的邊界，線狀地物與面狀地物相鄰是指線狀地物上一點或多點位于面狀地物邊界。第25頁/共51頁1 1、地物空間關(guān)系特征描述相交關(guān)系：兩個地物在一點上交匯，它主要用來描述點狀地物與線狀地物，線狀地物與線狀地物的空間關(guān)系。它包含兩種情況：點狀地物位于線狀地物

18、的某一點，兩條線狀地物相交一點或相交多點。相貫關(guān)系：一個線狀物體通過面狀物體的內(nèi)部，例如穿過林區(qū)的道路。 第26頁/共51頁2 2、方位關(guān)系的提取計算距離D DA A、B B為空間上兩點。確定方位：設(shè)地物A A、B B分布在二維圖像空間內(nèi)，令x x軸正向指向東，y y軸正向指向北，分別對地物A A、B B作x x與y y方向正交投影，可以得到地物A A、B B在X X軸上的坐標和在Y Y軸向的坐標，比較地物投影在X X和Y Y方向的坐標大小，可以獲得地物A A相對于地物B B的方位關(guān)系，或地物B B相對于地物A A的方位關(guān)系。22)()(BABAyyxxD第27頁/共51頁包含關(guān)系特征提取與描

19、述 提取點狀地物與面狀地物的包含關(guān)系，關(guān)鍵是判明點狀地物是否為面狀地物所包含，有兩種方法可以判斷點狀地物是否在區(qū)域內(nèi)：1.1.鉛垂線法：設(shè)一個多邊形F=F=（p1p1，p2p2，p3p3，pnpn）由有序的n n個點P1P1，P2P2，P3P3，PnPn聯(lián)接構(gòu)成其多邊形邊界。因為區(qū)域閉合，有p1=pn,p1=pn,設(shè)一個點狀地物為p p，由p p作一條鉛垂線，如果鉛垂線與多邊形相交的邊數(shù)為偶數(shù)，則該點在多邊形之外，否則在多邊形之內(nèi)。使用鉛垂線法需要注意點狀地物與多邊形邊界相交的異常情況。2.2.射線法：若點狀地物在多邊形內(nèi)部，由該點向任意方向作射線，必然與面狀地物邊界相交，據(jù)此可以判斷點狀地物

20、在多邊形內(nèi)部，否則點狀地物不被該面狀地物包含。 第28頁/共51頁包含關(guān)系特征提取 提取線狀地物與面狀地物的包含關(guān)系，關(guān)鍵是判明線狀地物是否為面狀地物所包含，假設(shè)線狀地物為面狀地物所包含，此時組成線段的各點也必然為面狀地物所包含，這樣可以將提取線狀地物與面狀地物的包含關(guān)系的運算簡化，可以利用鉛垂線法或射線法檢測“線”上的點是否在多邊形內(nèi)部。 第29頁/共51頁包含關(guān)系特征提取 一個面狀物體是否包含另一個面狀物體，只需要判明這個面狀物體的邊界是否在另一個面狀物體內(nèi)部，此時把一個面狀物體是否包含另一個面狀物體的問題簡化為線狀地物與面狀地物的包含關(guān)系，進一步簡化為點狀地物與面狀地物的包含關(guān)系。這仍然

21、可以采用鉛垂線法或射線法來檢測。 第30頁/共51頁相鄰關(guān)系特征提取包括三種不同情況：點與面相鄰，這可以通過檢測“點”是否在多邊形的邊界上來確認。線狀地物與面狀地物相鄰，首先需要了解線狀地物與面狀地物邊界是否相交，如果存在相交，那么以相交點為裁剪點，將線狀地物一分為二，分別檢測這兩個線段是否同時在面狀地物的外部或在面狀地物的內(nèi)部。若同時在面狀地物的外部或在面狀地物的內(nèi)部，說明線狀地物與面狀地物相鄰，否則不是。 第31頁/共51頁相鄰關(guān)系特征提取兩個面狀地物相鄰問題，可以采取更為簡單的方法。因為兩個相鄰多邊形（面狀地物）共用一條邊界，每條邊界記錄了兩個多邊形標號，其標號中一個是該邊對應(yīng)的當前多邊

22、形，另一個是相鄰接的多邊形。通過檢索一個多邊形邊界，必然能夠找到相鄰接的多邊形。可以利用弧段建立多邊形與邊界的關(guān)系。根據(jù)定義，弧段是一條規(guī)定了起點和終點的線段，區(qū)域分割時，一組弧形形成的封閉曲線確定了多邊形（面狀地物）的空間位置，一個弧段僅屬于一個唯一的區(qū)域。第32頁/共51頁相鄰關(guān)系特征提取兩個相鄰的區(qū)域，必然存在兩條具有不同起點和終點的弧段，但是兩條弧段具有方向相反，各點在空間位置相同的特征，利用這個特性，可以找到區(qū)域的相鄰關(guān)系。設(shè)A A區(qū)域上存在弧段A A0 0A An n，其起點為A A0 0，終點為A An n，B B區(qū)域上存在弧段B B0 0B Bn n，其起點為B B0 0，終點

23、為B Bn n，若A A0 0=B=Bn n,A,An n=B=B0 0同時成立，則說明A A區(qū)域與B B區(qū)域相鄰，依據(jù)該方法，可以查詢到一個特定面狀地物的所有鄰域。 第33頁/共51頁相交關(guān)系特征提取點與線的相交，主要判明點是否在線段上即可。兩條線段相交，可以利用兩條直線求交點公式。假定每條線段都是由有限個點構(gòu)成。設(shè)第一條線段上相鄰兩點的坐標為（x xi i,y,yi i）與(x(xi+1i+1,y,yi+1i+1) )，第二條線段的相鄰兩點坐標分別為（x xj j, ,y yj j）與（x xj+1j+1,y,yj+1j+1) )，分別采用第一條線段上的兩點依次與第二條相鄰兩點構(gòu)成的線段求

24、交點，設(shè)兩直線的方程為(1),(1),如果存在交點，其交點坐標為（2 2）。00222111CyBxACyBxA)/()()/()(1221122112211221BABAACACyBABACBCBx（1）（2）第34頁/共51頁相貫關(guān)系特征的提取 其方法類似于提取線狀地物與面狀地物相鄰關(guān)系，首先需要了解線狀地物是否與面狀地物邊界相交，如果存在相交，那么以相交點為裁剪點，將線狀地物一分為二，分別檢測這兩個線段是否一個在面狀地物的外部，另一個在面狀地物的內(nèi)部。若成立，則可以選取在面狀地物內(nèi)部的線段，檢查其是否與面狀地物在邊界上有另一個交點，若存在相交點，提取關(guān)系特征。 第35頁/共51頁地物空間

25、關(guān)系特征描述與提取 一般說來，地物空間關(guān)系的提取是在完成形狀特征提取的基礎(chǔ)上進行的。首先，它對相同分布特征的地物進行提取，如對具有面狀特征的植被類型或土壤類型進行提取。然后在不同分布特征的地物間進行提取，如提取具有線狀特征的灌溉渠和具有面狀特征的農(nóng)田之間的空間關(guān)系。 第36頁/共51頁空間關(guān)系特征提取與描述 提取空間特征關(guān)系，效率非常重要。對于空間相鄰關(guān)系、包含關(guān)系、相交關(guān)系和相貫關(guān)系，可以采用雙向投影方法判別它們是否在空間上臨近或包含。這里以檢測兩個面狀物體是否具有包含關(guān)系為例，予以說明。第37頁/共51頁地物空間關(guān)系特征描述與提取 空間關(guān)系特征提取與描述 設(shè)A A，B B為兩個多邊形（面狀

26、地物），若對A A的邊界分別作兩條切線，令其斜率為 ，可得到兩條切線分別與x x軸交點（x x1 1,0,0）和（x x2 2,0,0）。其中x x1 1x x2 2，則稱閉區(qū)間xx1 1,x,x2 2 為多邊形A A在x x軸上的正交投影，再對多邊形A A的邊界分別作兩條切線，令其斜率為0 0，可得到兩條切線分別與y y軸交點（y y1 1，0 0）和（y y2 2，0 0）。其中地y y1 1yy2 2，則稱閉區(qū)間yy1 1,y,y2 2 為多邊形 A A在y y軸上的正交投影，雙向投影的交集是多邊形A A的最小外接矩形。 運用同樣方法，可得到多邊形（面狀地物）B B的最小外接矩形。判定兩

27、者是否可能具有包含關(guān)系，只要比較兩者閉區(qū)間的端點值即可。第38頁/共51頁空間關(guān)系特征提取與描述 利用計算機實現(xiàn)正交雙向投影比較，其方法比較簡單，只要分別對多邊形A A和多邊形B B邊界上所有點的坐標排序，分別求出x x坐標最大、最小和y y坐標最大、最小的點，然后分別比較它們的大小，即可確定多邊形A A、B B之間是否可能具有包含關(guān)系。同樣，這種方法可以運用到空間相鄰關(guān)系、相交關(guān)系和相貫關(guān)系特征提取上。第39頁/共51頁3 、遙感圖像解譯專家系統(tǒng) 專家系統(tǒng)：把某一特定領(lǐng)域的專家知識專家系統(tǒng)：把某一特定領(lǐng)域的專家知識與經(jīng)驗形式化后輸入到計算機中，由計算與經(jīng)驗形式化后輸入到計算機中，由計算機模仿

28、專家思考問題與解決問題，是代替機模仿專家思考問題與解決問題，是代替專家解決專業(yè)問題的技術(shù)系統(tǒng)。專家解決專業(yè)問題的技術(shù)系統(tǒng)。 遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的組成 圖像處理與特征提取子系統(tǒng) 遙感圖像解譯知識獲取子系統(tǒng) 遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的機理 計算機解譯的主要技術(shù)發(fā)展趨勢 第40頁/共51頁一、遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的組成一、遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的組成1、圖像處理與特征提取子系統(tǒng)：圖像處理與特征提取子系統(tǒng)：包括圖像處理、地形圖數(shù)字化、精糾正、特征提取，結(jié)果存貯在遙感數(shù)據(jù)庫內(nèi)。2、遙感圖像解譯知識獲取系統(tǒng)：遙感圖像解譯知識獲取系統(tǒng)：獲取遙感圖像解譯專家知識，并把專家知識形式化表示，存貯在知識庫中。3、狹義的

29、遙感圖像解譯專家系統(tǒng)。狹義的遙感圖像解譯專家系統(tǒng)。第41頁/共51頁系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖第42頁/共51頁二、圖像處理與特征提取子系統(tǒng)二、圖像處理與特征提取子系統(tǒng)1、圖像處理：圖像濾波可消除圖像的噪聲；圖像濾波可消除圖像的噪聲；圖像增強可突出目標物體與背景的差異；圖像增強可突出目標物體與背景的差異；大氣糾正可消除大氣散射、霧霽等影響；大氣糾正可消除大氣散射、霧霽等影響；幾何精校正后的數(shù)字影像可與專題圖精確復(fù)合；幾何精校正后的數(shù)字影像可與專題圖精確復(fù)合；2、分類與特征提取子系統(tǒng) 從圖像中抽取光譜特征、圖像特征和空間特從圖像中抽取光譜特征、圖像特征和空間特征，為專家系統(tǒng)進行推理、判斷及分析提供依據(jù)。征，

30、為專家系統(tǒng)進行推理、判斷及分析提供依據(jù)。 第43頁/共51頁三、遙感圖像解譯知識獲取子系統(tǒng)三、遙感圖像解譯知識獲取子系統(tǒng)1、遙感圖像解譯知識獲取系統(tǒng)的主要功能是知識獲取.2、知識獲取有三個層次:增加遙感解譯新知識發(fā)現(xiàn)原有錯誤知識,修改或補充新知識根據(jù)解譯結(jié)果,自動總結(jié)經(jīng)驗，修改錯誤知識,增加新知識.4、遙感圖像解譯描述性知識可以采用框架式方法表示框架知識表示方法的特點5、過程性知識采用產(chǎn)生式規(guī)則知識表示方法產(chǎn)生式規(guī)則的特點第44頁/共51頁四、遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的機理四、遙感圖像解譯專家系統(tǒng)的機理1 1、遙感圖像數(shù)據(jù)庫包括遙感圖像數(shù)據(jù)和每個地、遙感圖像數(shù)據(jù)庫包括遙感圖像數(shù)據(jù)和每個地物單元的不

31、同特征，由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)管理。物單元的不同特征，由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)管理。2 2、解譯知識庫包括專家解譯知識和背景知識，、解譯知識庫包括專家解譯知識和背景知識，由知識庫管理系統(tǒng)管理。由知識庫管理系統(tǒng)管理。3 3、推理機采用正向推理和反向推理相結(jié)合的方、推理機采用正向推理和反向推理相結(jié)合的方式進行遙感圖像解譯。式進行遙感圖像解譯。推理機具有兩種運行形式 咨詢式：用戶和系統(tǒng)進行人機對話，解譯系統(tǒng)根據(jù)用戶提供的區(qū)域信息和任務(wù)要求，完成遙感圖像解譯。隱蔽式：解譯過程中圖像數(shù)據(jù)同解譯知識的結(jié)合在專家系統(tǒng)內(nèi)部進行。數(shù)據(jù)的傳遞、知識的調(diào)用都在系統(tǒng)內(nèi)部獨立完成 第45頁/共51頁五、計算機解譯的主要技術(shù)發(fā)展趨勢五、計算機解譯的主要技術(shù)發(fā)展趨勢1、抽取遙感圖像多種特征 對高分辨率衛(wèi)星圖像的自動解譯來說，一般分別對目標地物采用地、中、高三個層次進行特征抽取和表達。 低層次的對象是像素，每個像素對應(yīng)的 數(shù)值是該地物波譜特征的表征； 中層次主要抽取和描述目標的形態(tài)、