第四章-遙感圖像數(shù)字處理的基礎知識

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

一、名詞解釋1.光學影像：一種以膠片或其他的光學成像載體的形式記錄的圖像。它是一個二維的連續(xù)的光密度函數(shù)。2.數(shù)字影像：以數(shù)字形式進行存儲的圖像，它是一個二維的離散的光密度函數(shù)。3.空間域圖像：用空間坐標x，y的函數(shù)表示的形式。有光學影像和數(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Vx，Vy的函數(shù)。5.圖像采樣：圖像空間坐標（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)應用要求。ERDASImagine面向不同需求的用戶，對于系統(tǒng)的擴展功能采用開放的體系結構以ImagineEssentials、ImagineAdvantage、ImagineProfessional的形式為用戶提供低、中、高三檔產品架構，并有豐富的功能擴展模塊供用戶選擇，產品模塊的組合比較靈活。8.BSQ：遙感數(shù)字圖像的一種存儲格式，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、簡答題敘述光學影像與數(shù)字影像的關系和不同點。答：光學圖像可以看成一個二維的連續(xù)的光密度函數(shù)，像片上的密度隨空間坐標的變化而變化。而數(shù)字圖像是一個二維的離散的光密度函數(shù)。光學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備或照相或打印的方式得到光學圖像。與光學圖像相比數(shù)字圖像的處理簡捷快速，并可以完成一些光學處理方法所無法完成的各種特殊處理等。怎樣才能將光學影像變成數(shù)字影像？答：將光學影像變成數(shù)字影像要經過采樣和量化兩步。采樣是將圖像空間的坐標（X，Y）進行數(shù)字化，此時實現(xiàn)了空間的離散化。然后再進行圖像灰度的數(shù)字化，實現(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系和不同點。答：空間域圖像是以空間坐標進行表示的，而頻率域圖像是以頻率坐標來表示圖像的。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。如何實現(xiàn)空間域圖像與頻率域圖像間的相互轉換？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，每一個文件記載的是某一個波段的圖像數(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。能力訓練題查閱資料或搜索網站資源，調查分析國內外主要的遙感圖像處理軟件?，F(xiàn)以制作武漢大學影像地圖為需求，在充分分析利用遙感影像制作正射影像地圖技術需求的基礎上，請編寫購買遙感圖像處理軟件的論證報告。答：隨著遙感技術的發(fā)展，目前市場上遙感軟件琳瑯滿目。

國內軟件首當其沖就是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外優(yōu)秀遙感軟件優(yōu)點的基礎上，由北京東方泰坦科技股份有限公司研發(fā)的完全自主知識產權的新一代優(yōu)秀的國產遙感圖像處理軟件平臺。主要特點：1、強大的數(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、影像濾波、影像變換、影像分類、影像融合、投影設置與變換、常用影像操作和其他影像處理等功能，是一個強大的影像數(shù)據(jù)處理模塊。2.無人機數(shù)據(jù)處理，以無人機所獲取影像為主要數(shù)據(jù)源，提供從相機畸變校正、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)模式下的標準產品生產和應急模式下的快速影像處理。雷達處理系統(tǒng)，根據(jù)雷達影像的傳感器特征和雷達影像自身特點，設計了專門的雷達影像處理模塊，用于雷達影像分析和處理操作，模塊主要包括雷達數(shù)據(jù)的讀取、入射角計算、紋理分析、坐標轉換、模擬SAR影像、雷達影像的幾何校正及多種雷達影像處理算法。高光譜數(shù)據(jù)處理，將野外光譜數(shù)據(jù)分析技術與遙感數(shù)據(jù)的提取技術有機地統(tǒng)一起來，既能處理遙感圖像數(shù)據(jù)又能分析野外實測光譜數(shù)據(jù)，可更精準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、二維散點圖，波形參數(shù)與曲線特征的關系等研究不同地物的可識別特征。泰坦影像分類模塊，主要采用的是面向對象分類技術，圖像分析的基本處理單元不是單個像素，而是影像分割后提取的影像對象。相對于單個像素，均質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，可使地物目標分類識別更加詳細、準確。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、地物模型和動態(tài)模型等疊加到數(shù)字地球上，從而在數(shù)字地球上實現(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、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：1.獨特的軟件設計思想，算法概念貫穿整個圖像處理過程，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用，最大幅度的節(jié)約用戶硬件投資；全模塊設計，滿足用戶各方面需；完美良好的用戶界面，易于使用的操作向導；方便創(chuàng)新的用戶開發(fā)環(huán)境。主要功能有：小波壓縮技術，圖像拼接、勻色功能，地理配準，坐標、投影變換，批處理，三維顯示，空間增強及濾波，圖像分析，分類技術，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：