遥感类名词解释

遥感名词解释

模拟图像空间坐标和明暗程度连续变化,计算机无法直接处理的图像,又称光学图像

数字图像指用计算机存储和处理的图像，是一种空间坐标和灰度均不连续的、用离散数学表示的图像。数字图像的最小单元是像素

遥感数字图像(digital image)是以数字形式表述的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。

电磁波谱：按电磁波在真空中传播的波长或频率，递增或递减排列，则构成电磁波谱

反射波谱：地物反射电磁辐射的能力，随所反射的电磁波波长变化而变化。如以横坐标表示波长的变化，纵坐标表示其反射率（或反射亮度系数）可构成反映反射光谱特性的曲线，称为反射光谱曲线

高光谱图像：是指利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体中获取有关数据得到的遥感图像，波段多，波段范围一般<10nm

高空间分辨率图像：空间分辨率<10m遥感图像

遥感影像地图以航空和航天遥感影像为基础，经几何纠正，配合数字线划图和少量注记，将制图对象综合表示在图面上的地图。遥感影像地图具有一定的数学基础，有丰富的光谱信息与几何信息，又有行政界限和属性信息，直接提高了可视化效果

遥感图像模型：传感器探测地物电磁波辐射能量所得到的遥感图像从理论角度归纳出的一个具有普遍意义的模型。

多源信息融合:将多种遥感平台、多时相、遥感数据之间以及遥感与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术，复合后将更有利于综合分析，一般包括匹配和复合两个步骤

像素数字图像最基本的单位是像素，像素是A/D 转换中的取样点，是计算机图像处理的最小单元；每个像素具有特定的空间位置和属性特征。像素值称为亮度值(灰度值/DN值)。亮度值的高低由传感器所探测到的地物辐射强度决定。由于地物反射或辐射电磁波的性质不同且受大气影响不同，相同地点不同图像（不同波段、时期、种类）的亮度值可能不同，因此灰度值是相对的，仅能在图像内部相互比较。只有来源于同一物理过程或经标准化处理后才能将两景图像灰度值进行比较

遥感图像解译：从遥感图像上获取目标地物信息的过程称为遥感图像解译，分为目视解译（直接观察或借助辅助判读仪器：颜色、形状、位置）和计算机解译（模式识别和人工智能）

遥感数字图像处理是通过计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行的系列操作过程。主要内容包括3个方面：

1、图像校正：对传感器或环境造成的退化图像进行模糊消除、噪声滤除、几何

失真等处理。主要包括辐射校正和几何校正

2、图像增强：用来改善图像的对比度，突出感兴趣的地物信息，提高图像的目

视解释效果。从一般意义上看，图像增强是使得图像看起来更好的图像处理方

法。常用方法如：灰度拉伸、平滑、锐化、彩色合成、代数运算、图像滤波等

3、信息提取：根据地物光谱特征和几何特征，确定不同地物信息的提取规则，

在此基础上利用该规则从校正后的图像上识别和提取有用的地物信息。主要包

括图像分割、分类等方法

大气校正：消除由大气散射引起的辐射误差的处理过程称为大气校正

散射：实质是电磁波在传输过程中大气微粒引起的衍射现象

瑞利散射：由远小于光波长的气体分子引起的散射，强度与波长4次方成反比（对可见光影响很大）

米氏散射：由大小与波长相当的气溶胶（如烟、水蒸气）引起，强度与波长的二次方成反比，方向性比较明显（对红外线散射很大）

无选择性散射：由超过光波长10倍的颗粒引起（尘埃、云雾），对各种波长同等散射图像变换: 为达到简化图像处理、便于图像特征的提取、图像压缩等目的而使用的一系列数学方法称为图像变换,主要包括：傅里叶变换、主成分变换、缨帽变换、代数运算、彩色变换

傅里叶变换：针对特定波段图像的频率特征所进行的分析处理方法，常用于周期性噪声的去处、频率滤波、纹理分析等（要求行、列数为偶数）

主成分变换：针对多波段图像，基于变量之间的相关关系，在尽量不丢失信息的前提下的一种变换方法，主要用于数据压缩和信息增强

缨帽变换：一种线性变换方法，通过旋转坐标空间，旋转后坐标轴指向与地物有密切关系的方向，特别是与植物生长过程和土壤有关，常用于帮助解译分析农作物特征和信息压缩

代数运算：根据地物本身在不同波段的灰度差异，通过不同波段之间简单的代数运算产生新的“波段”，以达到增强特定地物信息的能力，常用方法有1）加法运算、2）差值运算、3)乘法运算、4）比值运算5）归一化指数

掩膜：使用一个二值图像f1，图像上需要保留的区域像素值为1，而被抑制掉的区域像素值为0，以此为模板去乘图像f2，可抹去f2的某些部分，这种方法称为掩膜

植被指数：根据地物光谱反射率差异可以突出图像中植被的特征、提取植被类别或估算绿色生物量，能够用于提取植被的代数运算算法称为植被指数

彩色变换：将用RGB颜色模型表示的图像变换为用HIS颜色模型表示的图像处理方法图像滤波：从图像中提取空间尺度信息，突出图像的空间信息，压抑或去除无关信息的一种图像增强方法

空间域滤波：是通过窗口或卷积核进行，它参照相邻像素改变单个像素的灰度值，这是当前主要的滤波方法。

平滑：抑制噪声、改善图像质量的处理称为图像平滑

锐化：突出图像中地物边缘、轮廓或线状目标的图像处理方法

频率域滤波：是对图像进行傅里叶变换，然后对变换后的频率域图像中的频谱进行滤波。低通滤波：频率域滤波中，保留图像低频部分抑制高频部分的处理称为低通滤波

高通滤波：频率域滤波中，保留图像高频部分抑制低频部分的处理称为高通滤波

带通滤波：仅保留指定频率范围的滤波，范围外的频率被阻止

带阻滤波：仅阻止指定频率范围的滤波，范围外的频率则被允许

均值滤波：是最常用的线性低通滤波器。它均等地对待邻域中的每个像素，对于每个像素，取邻域像素值的平均作为该像素的新值。优点：算法简单，计算快速；缺点：抑制噪声的同时造成图像模糊，特别是对边缘和细节削弱很多

中值滤波：是一种最常用的非线性平滑滤波器，它将窗口内的所有像素值按大小排序后，取中值作为中心像素的新值。特点：抑制噪声的同时能够有效保留边缘，减少模糊

图像分割：把图像分成各具特性的区域（图像分区）并提取出感兴趣目标的技术和过程。图像分割的目的是将一幅图像分割成几个区域，这几个区域之间具有不同的属性值，区域内各像素具有某些相同的性质

图像分类：根据地物的光谱信息和空间信息特征，将图像中的所有像素按其性质分为若干类别的过程，称为图像分类。其核心是确定判别函数和判别规则

监督分类：通过对工作地区图像的目视判读、实地勘查或结合GIS，我们可以获得部分地物的分类信息利用已知地物的信息对未知地物进行分类的方法。

非监督分类：指人们事先对分类过程不加入任何的先验知识，而仅凭遥感图像中地物的光谱特征，即自然聚类的特性进行分类。

硬分类：一个像素只能被分到一个类的分类方法为硬分类，然后用正确分类的百分比表示分类精度

分类精度分析：通常把分类图与标准数据（图件或地面实测调查）进行比较

遥感图像解译专家系统：是模式识别和人工智能技术结合的产物，它通过计算机模拟遥感图像目视解译的具体思维过程进行遥感图像解译。包括三个部分：1）图像处理与特征提取系统；2）知识获取系统；3）狭义的专家系统

图像解译：

几何校正：

几何精校正：又称为几何配准（registration），是把不同传感器具有几何精度的图像、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。

辐射校正：因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声引起传感器的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物理量之间存在差异，尽可能消除这种差异，恢复图像的本来面目，从而为遥感图像的分割、分类、解译等后续工作打下基础，这一过程称为辐射校正。包括3个部分：地表辐射校正、大气校正、传感器端的辐射校正

辐射通量：单位时间内通过某一面积的辐射通量

辐照度：单位时间内单位面积上接受的辐射能量

辐亮度/辐射度：沿辐射方向、单位面积、单位立体角上的辐射通量

主动遥感：是具有人工辐射源，主动向目标发射强大的电磁波，然后传感器接收目标反射的回波，如各种形式的雷达，其工作波段集中在微波区

被动遥感：以太阳辐射和地物自然辐射为辐射源，不需人工辐射源，其工作波段集中在可见光和红外区。

传感器分辨率指标主要有四个：辐射分辨率、光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率。辐射分辨率是传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。高的辐射分辨率可以区分信号强度中的微小差异。

光谱分辨率是传感器记录的电磁波谱中特定的波长范围和数量。波长范围越窄，光谱分辨率越高。波段数越多，光谱分辨率越高。

空间分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小，即传感器能把两个目标物作为清晰的实体记录下来的两个目标物之间最小的距离。它是表征图像分辨地面目标细节能力的指标。环境变化的空间尺度不同，需要采用空间分辨率不同的遥感图像。

时间分辨率对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔。不同时间的遥感图像能提供地物动态变化的信息，可用来对地物变化进行监测，也可以为某些专题要素的精确分类提供附加信息。

窗口：对于图像中的任一像素（x,y），以此为中心，按上下左右对称所设定的像素范围，称为窗口。

灰度直方图：根据图像像素的灰度级范围，以适当的灰度间隔为单位划分为若干等级，以横轴表示灰度级，以纵轴表示每一灰度级具有的像素数或该像素数占总像素数的比例值，做出的统计图，即为灰度直方图。

累积直方图：以横轴表示灰度级，以纵轴表示每一灰度级及其以下灰度级所具有的像素数或此像素数占总像素数的比值，做出的直方图即为累积直方图。

直方图规定化：为了使单波段图像的直方图变成规定形状的直方图而对图像进行转换的增强方法

纹理：纹理通常被定义为图像的某种局部性质, 或是对局部区域中像素之间关系的一种度量。通常认为，纹理是由纹理基元按某种确定性的规律或只是按某种统计规律重复排列组成的。纹理可分为人工纹理和自然纹理。

大气窗口：通常把电磁波通过大气层时较少被反射、散射或吸收的、透过率较高的波段称为大气窗口。

辐射误差：传感器所得到的目标测量值与目标的光谱反射率或光谱辐亮度等物理量之间的差值称为辐射误差。

辐射定标：卫星在飞越试验场地上空时，在若干选好的像素内测定探测器对应波段内的地物反射率，同时测出气象要素和大气光学特性，再根据卫星过顶时太阳几何位置、仪器视场角、探测器光谱响应函数，通过大气辐射传输模式正演出到达传感器入瞳处各光谱通道的辐亮度

几何误差：遥感图像的几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等变形。

几何纠正：是指对数字化原图数据进行的坐标系转换和图纸变形误差的改正，以实现与理论值的一一对应关系；

几何精纠正：又称为几何配准，是把不同传感器具有几何精度的图像、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。

相对配准：多图像几何配准就是指将多图像的同名图像通过几何变换实现重叠，通常称作相对配准；绝对配准：将相对配准后的多图像纳入某一地图坐标系统，称作绝对配准。滤波：滤波是把某种信号处理成为另一种信号的过程。

灰色梯尺：黑白系列的非彩色可以用一条灰色色带表示，一端是纯黑色，另一端是纯白色，称为灰色梯尺。

伪彩色合成：是把单波段灰度图像中的不同灰度级按特定的函数关系变换成彩色，然后进行彩色图像显示的方法。

假彩色合成：对于多波段图像，选择其中任意3个波段分别赋予红、绿、蓝3种原色，若所选的三个波段与原来波段的真实颜色不同，合成的彩色图像并不代表地物的真实颜色，这种颜色合成就叫做假彩色合成

真彩色合成：如果彩色合成中选择的波段的波长与红绿蓝的波长相同或近似，那么得到的图像的颜色与真彩色近似，这种合成方式称为真彩色合成。

模拟真彩色合成：由于蓝光容易受大气中气溶胶的影响，有些传感器舍弃了蓝波段（spot），无法合成真彩色图像。这时利用红波段和绿波段通过某种形式的运算得到模拟的红、绿、蓝3个通道，然后通过彩色合成近似产生真彩色图像，这种彩色合成方法称为模拟真彩色合成

密度分割法：是对单波段遥感图像按灰度分级，对每级赋予不同的色彩，使之变为一幅彩色图像（伪彩色合）

全色影像：整个可见光范围，为避免大气散射影响而滤去蓝光波段后的黑白影像称为全色影像