第四章-遙感圖像數(shù)字處理的基礎(chǔ)知識(shí)

第四章遙感圖像數(shù)字處理的基礎(chǔ)知識(shí)C方向2012301610010盧昕

一、名詞解釋1.光學(xué)影像：一種以膠片或其他的光學(xué)成像載體的形式記錄的圖像。它是一個(gè)二維的連續(xù)的光密度函數(shù)。2.數(shù)字影像：以數(shù)字形式進(jìn)行存儲(chǔ)的圖像，它是一個(gè)二維的離散的光密度函數(shù)。3.空間域圖像：用空間坐標(biāo)x，y的函數(shù)表示的形式。有光學(xué)影像和數(shù)字影像。4.頻率域圖像：以頻率域的形式表示的影像，頻率坐標(biāo)Vx，Vy的函數(shù)。5.圖像采樣：圖像空間坐標(biāo)（x,y）的數(shù)字化稱為圖像采樣。6.灰度量化：圖像灰度的數(shù)字化稱為圖像量化。7.ERDAS：是美國ERDAS公司開發(fā)的遙感圖像處理系統(tǒng)。它以模塊化的方式提供給用戶，可使用戶根據(jù)自己的應(yīng)用要求、資金情況合理的選擇不同功能模塊及不同組合，對系統(tǒng)進(jìn)行剪裁，充分利用軟硬件資源，并最大限度地滿足用戶的專業(yè)應(yīng)用要求。ERDASImagine面向不同需求的用戶，對于系統(tǒng)的擴(kuò)展功能采用開放的體系結(jié)構(gòu)以ImagineEssentials、ImagineAdvantage、ImagineProfessional的形式為用戶提供低、中、高三檔產(chǎn)品架構(gòu)，并有豐富的功能擴(kuò)展模塊供用戶選擇，產(chǎn)品模塊的組合比較靈活。8.BSQ：遙感數(shù)字圖像的一種存儲(chǔ)格式，即按波段記載數(shù)據(jù)文件。9.BIL：也是遙感數(shù)字圖像的一種存儲(chǔ)格式，是一種按照波段順序交叉排列的遙感數(shù)據(jù)格式。二、簡答題敘述光學(xué)影像與數(shù)字影像的關(guān)系和不同點(diǎn)。答：光學(xué)圖像可以看成一個(gè)二維的連續(xù)的光密度函數(shù)，像片上的密度隨空間坐標(biāo)的變化而變化。而數(shù)字圖像是一個(gè)二維的離散的光密度函數(shù)。光學(xué)圖像可以通過采樣和量化得到數(shù)字圖像，數(shù)字圖像可以通過顯示終端設(shè)備或照相或打印的方式得到光學(xué)圖像。與光學(xué)圖像相比數(shù)字圖像的處理簡捷快速，并可以完成一些光學(xué)處理方法所無法完成的各種特殊處理等。怎樣才能將光學(xué)影像變成數(shù)字影像？答：將光學(xué)影像變成數(shù)字影像要經(jīng)過采樣和量化兩步。采樣是將圖像空間的坐標(biāo)（X，Y）進(jìn)行數(shù)字化，此時(shí)實(shí)現(xiàn)了空間的離散化。然后再進(jìn)行圖像灰度的數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)連續(xù)灰度的離散化。敘述空間域圖像與頻率域圖像的關(guān)系和不同點(diǎn)。答：空間域圖像是以空間坐標(biāo)進(jìn)行表示的，而頻率域圖像是以頻率坐標(biāo)來表示圖像的。通過傅立葉變換可以將空間域圖像變換為頻率域圖像，利用傅立葉逆變換可以將頻率域圖像變換為空間域圖像。如何實(shí)現(xiàn)空間域圖像與頻率域圖像間的相互轉(zhuǎn)換？答：通過傅立葉變換可以將空間域圖像變換為頻率域圖像，利用傅立葉逆變換可以將頻率域圖像變換為空間域圖像。你所知道的遙感圖像的存貯格式有哪些？答：1）BSQ格式。是按波段記載數(shù)據(jù)文件，每一個(gè)文件記載的是某一個(gè)波段的圖像數(shù)據(jù)。LandSat-4、5的CCT格式就是BSQ格式。BIL格式。是一種按照波段順序交叉排列的遙感數(shù)據(jù)格式。GeoTIFF格式。能夠記錄地理信息。4）TIFF格式、BMP格式等。遙感圖像處理軟件應(yīng)具備哪些基本功能？答：圖像文件管理、圖像處理、圖像校正、多影像處理、圖像信息獲取、圖像分類、遙感專題圖的制作、與GIS系統(tǒng)的接口。能力訓(xùn)練題查閱資料或搜索網(wǎng)站資源，調(diào)查分析國內(nèi)外主要的遙感圖像處理軟件。現(xiàn)以制作武漢大學(xué)影像地圖為需求，在充分分析利用遙感影像制作正射影像地圖技術(shù)需求的基礎(chǔ)上，請編寫購買遙感圖像處理軟件的論證報(bào)告。答：隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，目前市場上遙感軟件琳瑯滿目。

國內(nèi)軟件首當(dāng)其沖就是CASMIMAGEINFO和泰坦遙感圖像處理軟件（TitanImage），以Titan為例，它是在充分吸收了國內(nèi)外優(yōu)秀遙感軟件優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，由北京東方泰坦科技股份有限公司研發(fā)的完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代優(yōu)秀的國產(chǎn)遙感圖像處理軟件平臺(tái)。主要特點(diǎn)：1、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)支持能力，豐富高效的遙感圖像處理功能，3、方便友好的操作方式，4、強(qiáng)大的GIS功能5、豐富的二次開發(fā)函數(shù)庫6、緊密的更新升級機(jī)制。主要的板塊有：1.影像處理工具箱模塊，涵蓋了常規(guī)影像處理功能，包括：大氣校正、影像增強(qiáng)、影像濾波、影像變換、影像分類、影像融合、投影設(shè)置與變換、常用影像操作和其他影像處理等功能，是一個(gè)強(qiáng)大的影像數(shù)據(jù)處理模塊。2.無人機(jī)數(shù)據(jù)處理，以無人機(jī)所獲取影像為主要數(shù)據(jù)源，提供從相機(jī)畸變校正、空中三角測量到鑲嵌成果生成的一整套解決方案，適合常規(guī)模式下的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品生產(chǎn)和應(yīng)急模式下的快速影像處理。雷達(dá)處理系統(tǒng)，根據(jù)雷達(dá)影像的傳感器特征和雷達(dá)影像自身特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了專門的雷達(dá)影像處理模塊，用于雷達(dá)影像分析和處理操作，模塊主要包括雷達(dá)數(shù)據(jù)的讀取、入射角計(jì)算、紋理分析、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、模擬SAR影像、雷達(dá)影像的幾何校正及多種雷達(dá)影像處理算法。高光譜數(shù)據(jù)處理，將野外光譜數(shù)據(jù)分析技術(shù)與遙感數(shù)據(jù)的提取技術(shù)有機(jī)地統(tǒng)一起來，既能處理遙感圖像數(shù)據(jù)又能分析野外實(shí)測光譜數(shù)據(jù)，可更精準(zhǔn)地提取高光譜遙感圖像數(shù)據(jù)中的各種信息。軟件主要側(cè)重于典型地物（巖石（礦物）、土壤與植被）的野外光譜數(shù)據(jù)分析，通過數(shù)據(jù)的光譜曲線特征、傅里葉波形、二維散點(diǎn)圖，波形參數(shù)與曲線特征的關(guān)系等研究不同地物的可識(shí)別特征。泰坦影像分類模塊，主要采用的是面向?qū)ο蠓诸惣夹g(shù)，圖像分析的基本處理單元不是單個(gè)像素，而是影像分割后提取的影像對象。相對于單個(gè)像素，均質(zhì)的影像對象提供的除光譜特征外，還有形狀、紋理等特征信息。利用這些信息，可使地物目標(biāo)分類識(shí)別更加詳細(xì)、準(zhǔn)確。泰坦三維可視化處理，能把海量影像數(shù)據(jù)、地形數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、道路、植被、地物模型和動(dòng)態(tài)模型等疊加到數(shù)字地球上，從而在數(shù)字地球上實(shí)現(xiàn)瀏覽，查看三維虛擬景觀的功能。流程化定制模塊，提供一個(gè)工作流處理的定制工具，提供了遙感圖像常用操作和處理算法，用戶只需根據(jù)數(shù)據(jù)處理的要求，很方便地定制所需的數(shù)據(jù)處理流程，系統(tǒng)即可根據(jù)用戶的要求自動(dòng)、批量地處理圖像數(shù)據(jù)。用戶也可以根據(jù)數(shù)據(jù)處理要求的變化而相應(yīng)地更改數(shù)據(jù)處理流程。

國外的軟件包括：ERDAS，ENVI，PCI，像素工廠,ERMAPPER等等，以ERMAPPER為例，它主要的特點(diǎn)：1.獨(dú)特的軟件設(shè)計(jì)思想，算法概念貫穿整個(gè)圖像處理過程，更適用于大型工程的圖像處理作業(yè)；遙感、GIS、數(shù)據(jù)庫全面集成；數(shù)據(jù)高比例壓縮算法的應(yīng)用，最大幅度的節(jié)約用戶硬件投資；全模塊設(shè)計(jì)，滿足用戶各方面需；完美良好的用戶界面，易于使用的操作向?qū)?；方便?chuàng)新的用戶開發(fā)環(huán)境。主要功能有：小波壓縮技術(shù)，圖像拼接、勻色功能，地理配準(zhǔn)，坐標(biāo)、投影變換，批處理，三維顯示，空間增強(qiáng)及濾波，圖像分析，分類技術(shù)，柵格化及等高線的生成，專題制圖等。利用遙感影像制作正射影像地圖技術(shù)：