遙感圖像處理：第三講影像處理系統(tǒng)

1、1第三講數(shù)字影像處理系統(tǒng)主要內(nèi)容 遙感影像處理流程 影像處理的硬件系統(tǒng) 影像處理的軟件系統(tǒng) ENVI軟件基本功能介紹3一、遙感影像處理流程4一、遙感影像處理流程遙感數(shù)據(jù)的處理內(nèi)容遙感數(shù)據(jù)的處理流程遙感數(shù)據(jù)的處理內(nèi)容遙感數(shù)據(jù)的處理流程一、遙感影像處理流程遙感數(shù)字圖像處理是通過計算機圖像處理系統(tǒng)對遙感數(shù)字圖像中的像素進行系列操作的過程。簡單地說，圖像處理就是對像素所施加的操作，處理的結(jié)果仍然為圖像。在狹義上，數(shù)字圖像處理不同于數(shù)字圖像分析。數(shù)字圖像分析是將像素值轉(zhuǎn)換為其它含義量值的過程。圖像處理是圖像分析必要的手段和步驟。在廣義上，數(shù)字圖像處理包括了數(shù)字圖像分析的部分內(nèi)容，如圖像分割和圖像分類。5

2、遙感數(shù)據(jù)的處理內(nèi)容遙感數(shù)據(jù)的處理流程6一、遙感影像處理流程遙感數(shù)據(jù)的處理內(nèi)容遙感數(shù)據(jù)的處理流程7一、遙感影像處理流程遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng) 數(shù)字圖像處理系統(tǒng)需要借助圖像處理系統(tǒng)來完成。完整的遙感數(shù)字圖像處理系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。 硬件系統(tǒng)是進行圖像處理所必需的設(shè)備。軟件系統(tǒng)指進行圖像處理的各種程序。89二、影像處理的硬件系統(tǒng)二、影像處理的硬件系統(tǒng)計算機數(shù)字化設(shè)備存儲設(shè)備顯示和輸出設(shè)備操作平臺計算機圖像處理的核心，大容量內(nèi)存和高速CPU有助于加速處理進度。10二、影像處理的硬件系統(tǒng)計算機數(shù)字化設(shè)備存儲設(shè)備顯示和輸出設(shè)備操作平臺數(shù)字化設(shè)備為了采集數(shù)字圖像，需要兩種裝置：一種是傳感器，它把

3、接收到的電磁輻射能量轉(zhuǎn)變成與能量成正比的模擬信號；另一種數(shù)字化設(shè)備把上述模擬信號或圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字的形式。這些設(shè)備安裝在遙感系統(tǒng)的平臺上。在桌面上，常用數(shù)字化設(shè)備有：電荷耦合器件照相機、數(shù)碼攝像機、掃描儀等。對于打印輸出后的圖像，需要用戶使用數(shù)字化設(shè)備轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像后才能進行處理。1112二、影像處理的硬件系統(tǒng)計算機數(shù)字化設(shè)備存儲設(shè)備顯示和輸出設(shè)備操作平臺存儲設(shè)備遙感數(shù)字圖像本身和處理結(jié)果需要大容量存儲設(shè)備來保存。數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)類型密切相關(guān)，例如：存儲一幅1024K字節(jié)的8位圖像需要1MB的存儲空間。一景正常的包括7個波段的Landsat5的TM圖像文件至少占用200MB的存儲空間；高光譜圖像則

4、可能占用超過1GB的存儲空間。典型的存儲設(shè)備有：磁盤、光盤、磁帶等。二、影像處理的硬件系統(tǒng)計算機數(shù)字化設(shè)備存儲設(shè)備顯示和輸出設(shè)備操作平臺顯示和輸出設(shè)備顯示器是基本的圖像輸出設(shè)備。專業(yè)的高分辨率大尺寸顯示器和多屏顯示器有助于提高圖像的處理效率。顯示的圖像可以通過硬拷貝轉(zhuǎn)換到幻燈片、照片或透明膠片上。典型的輸出設(shè)備有：打印機等。13二、影像處理的硬件系統(tǒng)計算機數(shù)字化設(shè)備存儲設(shè)備顯示和輸出設(shè)備操作平臺操作平臺安置數(shù)字化設(shè)備、輸出設(shè)備和圖像處理設(shè)備的輔助平臺。1415二、影像處理的硬件系統(tǒng)專用處理機型通用計算機型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)型硬件系統(tǒng)外圍設(shè)備專用處理機型通用計算機型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)型硬件系統(tǒng)外圍設(shè)備16二、影像處

5、理的硬件系統(tǒng)專用處理機型通用計算機型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)型硬件系統(tǒng)外圍設(shè)備17二、影像處理的硬件系統(tǒng)專用處理機型通用計算機型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)型二、影像處理的硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)外圍設(shè)備目前多采用對專用處理機型或通用計算機型進行擴充，構(gòu)成聯(lián)接成網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)形式。18專用處理機型通用計算機型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)型二、影像處理的硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)外圍設(shè)備（1）輸入設(shè)備19專用處理機型通用計算機型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)型二、影像處理的硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)外圍設(shè)備（2）顯示裝置20專用處理機型通用計算機型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)型二、影像處理的硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)外圍設(shè)備（3）輸出設(shè)備21專用處理機型通用計算機型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)型二、影像處理的硬件系統(tǒng)硬件系統(tǒng)外圍設(shè)備（4）存貯設(shè)備磁帶裝

6、置數(shù)據(jù)流磁帶裝置DAT(digital audio tape)裝置8mm錄相帶裝置光帶裝置可擦除光磁盤(MO-D1SK)裝置一次寫入型光盤(WORM-DISK)裝置軟盤裝置2223三、影像處理的軟件系統(tǒng)24三、影像處理的軟件系統(tǒng)主要的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的功能級別軟件系統(tǒng)的具體功能主要的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的功能級別軟件系統(tǒng)的具體功能三、影像處理的軟件系統(tǒng)ErdasEnviEr-mapperIntergraphPCIIdrisiPhoto mapper25主要的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的功能級別軟件系統(tǒng)的具體功能三、影像處理的軟件系統(tǒng)基礎(chǔ)級（Essentials）高級（Advantage）專業(yè)級（Profes

7、sional）特殊功能（Special capability）26主要的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的功能級別軟件系統(tǒng)的具體功能三、影像處理的軟件系統(tǒng)（1）影像文件管理多格式遙感影像數(shù)據(jù)多傳感器遙感影像數(shù)據(jù)影像文件具體管理27輸入輸出存儲主要的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的功能級別軟件系統(tǒng)的具體功能三、影像處理的軟件系統(tǒng)（2）影像操作工具影像顯示與漫游讀點操作感興趣區(qū)掩模統(tǒng)計波段運算影像整飾28主要的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的功能級別軟件系統(tǒng)的具體功能三、影像處理的軟件系統(tǒng)（3）基本影像處理功能基本影像處理功能影像濾波影像增強單幅影像正交變換紋理分析線狀目標檢測邊線檢測和線狀目標檢測后處理影像數(shù)據(jù)壓縮29主要的軟件系統(tǒng)軟件系

8、統(tǒng)的功能級別軟件系統(tǒng)的具體功能30三、影像處理的軟件系統(tǒng)（4）遙感影像處理功能地圖投影轉(zhuǎn)換波譜庫的運用多光譜矢量空間變換多光譜影像分類輻射校正和定標影像幾何校正影像鑲嵌SAR影像分析遙感專題圖制作主要的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的功能級別軟件系統(tǒng)的具體功能三、影像處理的軟件系統(tǒng)（5）數(shù)據(jù)混合處理及與GIS結(jié)合光柵一矢量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換矢量數(shù)據(jù)編輯與成圖矢量層控制矢量屬性查詢與編輯為GIS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)可讀取GIS數(shù)據(jù)并可轉(zhuǎn)換、分析3132四、ENVI軟件介紹ENVI (The Environment for Visualizing Images)是美國ITT VisualInformation Solutions

9、公司的旗艦產(chǎn)品。ENVI由遙感領(lǐng)域的科學(xué)家采用IDL開發(fā)的一套功能強大的遙感圖像處理軟件；它是快速、便捷、準確地從地理空間影像中提取信息的首屈一指的軟件解決方案，它提供先進的，人性化的使用工具來方便用戶讀取、準備、 探測、分析和共享影像中的信息。今天，眾多的影像分析師和科學(xué)家選擇ENVI來從地理空間影像中提取信息。已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、環(huán)境保護、氣象、石油礦產(chǎn)勘探、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、醫(yī)學(xué)、國防&安全、地球科學(xué)、公用設(shè)施管理、遙感工程、水利、海洋，測繪勘察和城市與區(qū)域規(guī)劃等行業(yè)。33四、ENVI軟件介紹ENVI建立于一個強大的開發(fā)語言IDL之上。IDL允許對其特性和功能進行擴展或自定義，以符合用戶的具體

10、要求。這個強大而靈活的平臺，可以讓您創(chuàng)建批處理、自定義菜單、添加自己的算法和工具自2007年起，與著名的GIS廠商ESRI公司開展全面戰(zhàn)略合作，ENVI Reader for ArcGIS模塊讓ArcGIS系列軟件全面支持ENVI的數(shù)據(jù)格式，ENVI4.5起開始完全支持ArcGIS的Geodatabase等。34四、ENVI軟件介紹35四、ENVI軟件介紹36四、ENVI軟件介紹讀取幾乎任何圖像類型和格式ENVI支持各種類型航空和航天傳感器的影像，包括全色、多光譜、高光譜、雷達、熱紅外、激光雷達等。ENVI可以讀取超過上百種的數(shù)據(jù)格式，包括HDF，GeoTIFF和JITC認證的NITF等格式。

11、同時，ENVI的企業(yè)級性能可以讓您通過內(nèi)部組織機構(gòu)或互聯(lián)網(wǎng)快速、輕松地訪問OGC和JPIP兼容服務(wù)器上的影像。四、ENVI軟件介紹準備影像 通過ENVI，可以對影像進行以下處理：幾何/正射校正影像定標創(chuàng)建矢量疊加影像配準大氣校正確定感興趣區(qū)域（ROIs）創(chuàng)建數(shù)字高程模型（DEMs）影像融合，掩膜和鑲嵌調(diào)整大小，旋轉(zhuǎn)，或數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換37四、ENVI軟件介紹數(shù)據(jù)分析創(chuàng)建地理空間統(tǒng)計資料，如自相關(guān)系數(shù)和協(xié)方差計算影像統(tǒng)計信息，如平均值、最小/最大值、標準差提取線性特征合成雷達影像圖像變換，如主成分計算、獨立主成分分析變化檢測空間特征測量地形建模和特征提取應(yīng)用通用或自定義的濾波器執(zhí)行自定義的波段和光譜

12、數(shù)學(xué)函數(shù)38四、ENVI軟件介紹光譜分析監(jiān)督和非監(jiān)督方法進行影像分類使用強大的光譜庫識別光譜特征檢測和識別目標識別感興趣的特征對感興趣物質(zhì)的分析和制圖執(zhí)行像素級和亞像素級的分析使用分類后處理工具完善分類結(jié)果使用植被分析工具計算森林健康度3940四、ENVI軟件基本功能介紹主菜單界面視圖界面輸入輸出界面數(shù)據(jù)預(yù)處理界面光譜分析界面圖像分類界面.主菜單界面視圖界面輸入輸出界面數(shù)據(jù)預(yù)處理界面圖像解譯界面圖像分類界面矢量功能界面41四、ENVI軟件基本功能主菜單界面視圖界面輸入輸出界面數(shù)據(jù)預(yù)處理界面圖像解譯界面圖像分類界面矢量功能界面42四、ENVI軟件基本功能主菜單界面視圖界面輸入輸出界面數(shù)據(jù)預(yù)處理界面圖像解譯界面圖像分類界面矢量功能界面43四、ENVI軟件基本功能主菜單界面視圖界面輸入輸出界面數(shù)據(jù)預(yù)處理界面圖像解譯界面圖像分類界面矢量功能界面44四、ENVI軟件基本功能主菜單界面視圖界面輸入輸出界面數(shù)據(jù)預(yù)處理界面變換界面圖像分類界面矢量功能界面45四、ENVI軟件基本功能主菜單界面視圖界面輸入輸出界面數(shù)據(jù)預(yù)處理界面圖像解譯界面光譜分析界面矢量功能界面46四、ENVI軟件基本功能主菜單界面視圖界面輸入輸出界面數(shù)