遥感图像纹理分析
遥感影像纹理分析方法综述与展望
遥感影像纹理分析方法综述与展望遥感影像纹理分析是指利用遥感影像数据进行纹理特征提取和分析的方法，通过对影像中的纹理特征进行提取和分析，可以揭示地物的空间信息和场景的地貌特征，对土地利用分类、地质勘察、环境监测等领域具有重要的应用价值。
本文将对遥感影像纹理分析的方法进行综述和展望。
一、遥感影像纹理特征的提取方法1.统计纹理分析法：通过对影像中像元灰度值的一维或二维统计分布进行分析，提取纹理特征。
常用的统计纹理分析方法有灰度共生矩阵（GLCM）、灰度平均值方差、灰度直方图等。
这些方法简单易行，适用于各种遥感影像类型。
2.频域纹理分析法：将影像从空域转换到频域，通过分析频谱分布来提取纹理特征。
常用的频域纹理分析方法有傅里叶变换、小波变换等。
这些方法能够较好地反映纹理的频域特征，适用于特定类型的遥感影像。
3.结构纹理分析法：通过分析影像中物体的结构特征，提取纹理信息。
常用的结构纹理分析方法有形态学运算、区域分割、纹理滤波等。
这些方法能够较好地捕捉影像中物体的结构信息，适用于土地利用分类等方面。
二、遥感影像纹理分析的应用1.土地利用分类：通过分析不同土地利用类型的纹理特征，可以对土地利用进行自动分类。
纹理特征可以提供关于土地利用类型、空间分布和结构特征等信息，对土地资源管理和规划具有重要的意义。
2.地质勘察：通过分析地质图像中的纹理特征，可以获取地质结构和地质演化信息。
纹理特征的提取可以帮助地质学家进行地质构造分析、岩石分类和矿产勘查等工作。
3.环境监测：通过分析遥感影像中的纹理特征，可以对环境质量进行评估和监测。
例如，通过分析水域表面的纹理特征，可以判断水质的清澈程度和水藻的分布情况。
三、遥感影像纹理分析的展望随着遥感技术的不断发展和遥感影像数据的不断增多，遥感影像纹理分析面临着以下几个方面的挑战和发展方向：1.大数据处理：随着遥感影像数据量的不断增加，如何高效地处理大规模遥感影像数据，提取出有效的纹理特征，并进行分析和应用，是一个亟待解决的问题。
测绘技术中的遥感图像分析方法解析
测绘技术中的遥感图像分析方法解析遥感图像分析是测绘技术中的重要分支，它涉及到对遥感图像的处理、解析和应用。
本文将对遥感图像分析方法进行解析，探讨其在测绘技术中的应用。
一、遥感图像分析方法的分类遥感图像分析方法可以分为两大类：基于特征的图像分类和基于像元的图像分类。
基于特征的图像分类是通过提取图像中的特征，如纹理、色彩和形状等，将图像分成不同的类别。
而基于像元的图像分类则是将图像中的每个像元都视为一个分类单元，通过测量像元的反射率或辐射亮度等特征，将其归类到不同的类别中。
二、基于特征的图像分类方法基于特征的图像分类方法在遥感图像分析中应用广泛。
其中，纹理分析是一种常用的方法。
纹理是图像中像素间的规则或随机分布，通过对图像进行纹理分析可以获取到图像的纹理特征，从而实现图像分类。
另外，色彩分析也是一种常见的方法。
色彩是图像中最直观的特征之一，通过对图像中像素的颜色进行提取和分析，可以实现对图像的分类。
三、基于像元的图像分类方法基于像元的图像分类方法在遥感图像分析中也有重要的应用。
其中，最常见的方法是像元反射率的测量。
通过对图像中不同像元的反射率进行测量，可以将图像分为不同的地物类别，如水体、植被和建筑物等。
此外，辐射亮度的测量也是一种常用的方法。
辐射亮度是图像中像元的辐射能力，通过测量图像中不同像元的辐射亮度，可以实现对图像的分类。
四、遥感图像分析方法的应用遥感图像分析方法在测绘技术中有着广泛的应用。
其中，地表覆盖分类是最常见的应用之一。
通过对遥感图像进行分析，可以将地表分为不同的类别，如森林、草地和水域等，从而实现对地表的监测和管理。
此外，城市扩张分析也是一种重要的应用。
通过对遥感图像进行分析，可以获取到城市的扩张速度和方向等信息，从而为城市规划和管理提供科学依据。
总结起来，遥感图像分析方法在测绘技术中有着重要的地位。
通过对遥感图像进行特征提取和分析，可以实现对地表的分类和监测，为地理信息系统的建设和应用提供数据支持。
遥感图像处理的基本步骤和技巧
遥感图像处理的基本步骤和技巧遥感图像处理是利用遥感技术获取的遥感图像数据进行分析、处理和解释的过程。
遥感图像处理技术在环境监测、资源管理、农业和城市规划等领域具有广泛的应用。
本文将介绍遥感图像处理的基本步骤和技巧。
一、图像预处理图像预处理是遥感图像处理的第一步，目的是改善图像质量，消除噪声和其他不必要的干扰。
常见的图像预处理技术包括辐射校正、大气校正和几何纠正。
辐射校正是将原始图像中的数字数值转换为辐射亮度值，以消除由于不同仪器和观测条件引起的辐射差异。
大气校正则是通过对图像进行大气光校正，消除大气吸收和散射效应，获得更准确的地物辐射亮度信息。
几何纠正是校正图像中的几何畸变，使其与实际地面特征对应。
二、图像增强图像增强是通过增加图像的对比度和清晰度，突出感兴趣的地物信息。
常见的图像增强技术包括直方图均衡化、滤波和波段变换。
直方图均衡化是通过调整图像像素的亮度分布，增强图像对比度。
滤波是通过应用各种滤波器来去除图像中的噪声和模糊。
波段变换是将图像从一种波段转换到另一种波段，以提取不同地物特征。
三、特征提取特征提取是从图像中提取与感兴趣地物相关的信息。
常见的特征提取技术包括阈值分割、边缘检测和纹理分析。
阈值分割是将图像分为不同的区域，使每个区域具有相似的亮度或颜色特征。
边缘检测是寻找图像中的边界线，以辅助划分地物边界。
纹理分析是通过提取图像的纹理特征来描述地物的空间结构。
四、分类与识别分类与识别是将特定地物进行分类和识别的过程。
常见的分类与识别技术包括监督分类、无监督分类和目标检测。
监督分类是通过使用已知类别的训练样本，建立分类器对图像进行分类。
无监督分类是根据图像像素的统计特征将图像自动分为不同的类别。
目标检测是在图像中检测和识别特定的目标，例如建筑物、道路等。
五、图像解译与分析图像解译与分析是对处理后的遥感图像进行解释和分析的过程。
通过对图像分析可以获取地表特征的数量和质量信息，用于环境变化监测、资源管理和规划决策。
遥感影像处理中的纹理分析方法探讨
遥感影像处理中的纹理分析方法探讨遥感影像处理是一项重要的技术，可以提供大量的地理信息，用于环境监测、资源管理和城市规划等领域。
在遥感影像处理中，纹理分析方法是一种常用的技术，可以提取图像中的纹理信息，帮助我们理解和描述地物的特征。
本文将探讨一些常见的纹理分析方法，并介绍它们在遥感影像处理中的应用。
首先，我们来介绍一种常见的纹理分析方法——灰度共生矩阵（Gray LevelCo-occurrence Matrix，GLCM）。
灰度共生矩阵可以用来描述图像中不同像素对之间的灰度变化关系，从而提取纹理信息。
它基于一个假设，即相同纹理的像素对在图像中的分布应具有一定的统计规律。
通过计算灰度共生矩阵中的各种统计特征，如对比度、相关度、能量和熵等，可以得到图像的纹理特征。
灰度共生矩阵在遥感影像处理中有广泛的应用。
例如，在土地利用分类中，可以利用灰度共生矩阵提取不同土地类型的纹理特征，从而进行分类分析。
此外，灰度共生矩阵还可以用来检测图像中的纹理边界，帮助我们识别建筑物、道路等地物。
另一种常见的纹理分析方法是小波变换。
小波变换是一种时频分析方法，可以将图像分解为不同频率的子带图像，从而提取图像的纹理信息。
小波变换的特点是可以捕捉到图像的局部特征，对于纹理边界和纹理的细节描述具有较好的效果。
小波变换在遥感影像处理中也有广泛的应用。
例如，在地表覆盖变化检测中，可以利用小波变换提取图像的纹理特征，从而识别出不同时间段的遥感影像中地物的变化情况。
此外，小波变换还可以用于地物提取、遥感图像的增强等方面。
除了上述方法外，还有一些其他的纹理分析方法也值得关注。
例如，局部二值模式（Local Binary Pattern，LBP）是一种基于像素之间灰度差异的纹理分析方法。
LBP可以用来描述图像中不同像素点的灰度分布模式，从而提取纹理特征。
在遥感影像处理中，LBP可以应用于图像分类、目标检测等方面。
总结起来，纹理分析方法在遥感影像处理中起着重要的作用。
遥感地学分析-实验报告
一 基于灰度共生矩阵的纹理特征提取1概念与原理基于统计的纹理分析方法是纹理分析最基本的一类方法，该方法考虑纹理中灰度级的空间分布，计算影像中每点的局部特征，从特征的分布中推导出一些统计量来刻画纹理，典型的基于统计的纹理分析方法有灰度共生矩阵法(Gray Level Co-occurrence Matrices ，GLCM)，灰度-梯度共生矩阵，长游程法等。
灰度共生矩阵法，又称灰度联合概率矩阵法，它建立在估计影像的二阶组合条件概率函数的基础上，通过计算影像中有一定距离和一定方向的两像素点之间的灰度相关性，反映影像在方向、相邻间隔、变化幅度及快慢上的综合信息。
统计图像中相距位置为(Δx,Δy)的两个灰度像元同时出现的联合频数概率的分布称为共生矩阵。
设图像灰度为2m 级，则灰度共生矩阵由2m ×2m 矩阵M 表示。
矩阵中第(i ,j)个元素记为p (i ,j)，表示全图中这一对像元，它们相距(Δx,Δy)，其中一个像元为i 灰度，另一个像元为j 灰度的情况出现的频数。
这样，两个象素灰度级同时发生的概率，就将（x ，y ）的空间坐标转换为对“灰度对”（i ，j ）的描述，它们形成了灰度共生矩阵。
通常，灰度共生矩阵需要做如下的归一化：()()()()⎪⎩⎪⎨⎧=θ=θ=θ=θ==135451-N 9001-N N R R j i Pd j i Pd 2或，或，，，， R 为归一化常数。
由于灰度共生矩阵易于理解和计算，因此，由共生矩阵获取特征已经被用在许多的纹理分析方法中。
但是，灰度共生矩阵也有它的缺点。
由定义可以看出，灰度共生矩阵的大小只与最大灰度级有关系，而与图像大小无关，即灰度共生矩阵的大小为G ×G 。
对于灰度级G ＝256的图像而言，它的灰度共生矩阵为256×256，如果图像比较小，则它可能比较稀疏，而所占的空间还是256×256。
因此，通常情况下，需要对原图像的灰度级进行缩减，以减少计算的时间复杂度。
遥感图像解译的常见方法和技巧
遥感图像解译的常见方法和技巧遥感图像解译是指通过对遥感图像进行分析和解读，获取地物和环境信息的过程。
在当今社会中，遥感技术在农业、城市规划、环境监测以及资源调查等领域中发挥着重要作用。
然而，由于图像复杂性和解译难度的增加，如何有效地进行遥感图像解译成为了一个亟待解决的问题。
本文将介绍遥感图像解译的常见方法和技巧，希望能给读者在实际应用中带来一些启发。
一、多光谱图像解译多光谱图像是指通过多波段的遥感数据获取的图像，其中每个波段对应一种特定的光谱信息。
多光谱图像解译是最常用的遥感图像解译方法之一。
它基于光谱特征来识别和分析地物，通过比较不同波段的反射率和亮度值，可以获得不同地物的光谱特征，并进行分类判别。
在多光谱图像解译中，常用的技巧包括：光谱特征提取、光谱段的组合以及光谱变换。
光谱特征提取是指从多光谱图像中提取能够反映地物特征的光谱信息，例如反射率、亮度值等。
通过提取不同波段的光谱特征，可以实现对地物的分类和判别。
光谱段的组合是指将不同波段的光谱信息进行组合，以突出地物的特征。
例如，在植被遥感图像中，将近红外波段和红光波段进行组合，可以更好地区分植被和非植被地区。
光谱变换是指通过对光谱数据进行数学变换，以改变光谱分布和强度，从而获得更明显的地物信息。
常用的光谱变换方法包括主成分分析和单波段反射率之间的比率。
二、纹理特征分析除了光谱特征，纹理特征也是进行遥感图像解译的重要指标之一。
纹理特征通过对图像像素间的空间关系分析，反映了地物的空间分布和结构特征。
在遥感图像解译中，纹理特征分析可以用于识别和判别不同地物的纹理特征，提高分类的准确性。
在纹理特征分析中，常用的方法包括：灰度共生矩阵（GLCM）、纹理特征值和基于波谱变换的纹理分析。
灰度共生矩阵是一种常用的纹理特征计算方法，它通过计算像素间的灰度级对出现的频率来描述图像的纹理特征。
纹理特征值是一种通过计算图像像素间的像素差异和空间关系来描述地物纹理特征的方法。
多传感器遥感图像纹理特征选取的研究
多传感器遥感图像纹理特征选取的研究摘要：由于多传感器遥感图像具有多种多样的特征，分析图像具体信息需要对图像的特征进行准确提取，其中纹理特征能够表现出图像本质，该文采用灰度共生矩阵统计分析方法进行特征提取，能够准确分析出多传感器遥感图像的信息，并且能够满足卫星遥感图像信息处理的技术的不断提高和发展。
关键词：遥感图像；纹理特征；灰度共生矩阵法中图分类号：tp18 文献标识码：a 文章编号：1009-3044（2013）09-2216-031 图像特征分析图像最基本属性称为图像特征，它是图像内部最反映图像本质的信息，图像特征可以根据图像所具有的色度、亮度、边缘值、纹理或结构等划分为多种类别，整个图像在各个方面的属性都得到了反映。
这几种特征主要分为统计特征（比如图像的均值、方差、直方图等）、幅值特征（比如图像像素的灰度值、频谱值等表示的幅值特征）、变换系数特征、边界特征、拓扑特征以及纹理特征。
下面对其中几种重要的特征做出详细的描述：1）变换系数特征：亮度图像决定于变换域系数，它和原空间域图像是相同的，都同时具有唯一性的变化，所以其变换系数可以称为一种图像特征。
2）边界特征：包括了亮度边界点和噪声点。
图像中的亮度边界点是指利用灰度及三色值来表示的在一幅没有噪声的图像中亮度突变或断续的点。
噪声点和周围的像素比较起来也是具有灰度突变的性质，不过它是单独的随机点。
3）纹理特征：纹理特征在所有图像特征的种类中是一种相当重要的特征，它反映了图像或物体本身的属性。
例如对遥感图像的分析和解译，最根本的依据就是波谱信息和空间信息两个方面的数据，即灰度和纹理信息。
以前对图像的波谱信息的使用是最频繁的，随着卫星遥感图像信息处理的技术不断的提高和发展，单利用波谱信息早已适应不了遥感应用技术的发展需要。
譬如，在地质学的角度来看，岩石受含水性或其他因素的影响，它的波谱信息显示的非常杂乱而且没有可循的规律性，但是纹理反映的信息是与岩石的类型有紧密的关系，它详细地描述了岩石表面的粗糙度和岩石的影文结构，所以纹理信息有助于我们将两种不同的物体区别开来，对岩石识别有必要的辅助作用。
遥感图像纹理特征提取与分类分析研究
遥感图像纹理特征提取与分类分析研究遥感技术的应用日益广泛，其成像质量比传统的图像获取方式更高，并且可以获取超大范围的地表图像。
遥感图像的纹理特征可以帮助我们更好地理解地表特征，因此提取和分类遥感图像的纹理特征变得越来越重要。
纹理特征是指图像中局部区域的像素分布情况，通过计算这些分布的统计特征，如平均灰度、标准差、方差、对比度、能量等，可以描述该局部区域的纹理特征。
提取出一幅遥感图像中的纹理特征信息，可以帮助我们分析该图像中各个区域的地物类型和地貌特征。
在遥感图像处理中，纹理特征提取方法主要包括局部二值模式（LBP）、灰度共生矩阵（GLCM）、边缘方向直方图（EOH）等方法。
这些方法都是通过将图像划分为小的局部区域，然后计算每个区域的纹理特征，来描述整幅图像的纹理特征。
其中，局部二值模式是比较常用的方法，它可以通过将每个像素与其周围的像素比较，判断像素之间的灰度差异性来计算纹理特征。
而灰度共生矩阵则是通过计算不同灰度级别之间的出现次数来计算纹理特征，例如灰度共生矩阵可以被用来描述图像边缘的粗糙度和方向等信息。
纹理特征的分类分析通常利用机器学习方法。
机器学习是一个基于大量数据，自动分析和提取出数据特征、模式、规律的过程，其中深度学习是机器学习的一种方法，其特点是利用多层神经网络来建模并学习数据的复杂特征。
在遥感图像处理中，通常使用监督学习和无监督学习两种机器学习方法来进行遥感图像的分类分析。
在监督学习中，我们首先需要为每个像素标注其所属类别，这可以由人工标注或其他分类方法得到。
然后使用这些已知类别的像素和对应的纹理特征训练一个分类器，例如支持向量机（SVM）、决策树、随机森林等。
分类器可以根据训练数据学习到各个类别的纹理特征，然后利用这些特征对未知区域进行分类。
无监督学习则不需要对每个像素进行标注，而是采用聚类分析的方法，将具有相似纹理特征的像素划分为同一类别，例如k-means聚类算法。
在遥感图像处理中，通常将多个纹理特征用于分类分析。
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纹理分析的应用
•目标识别、 •遥感图像分析 •医学图像分析 •基于生物特征的身份鉴定
遥感图像分析
• 在遥感图像中，陆地、 水域、小麦田、城市、 森林、山脉等也都具 有各自特定的纹理。
• 通过分析遥感图像的 纹理特征，可以进行 区域识别、森林识别 等。
纹理的分析方法
• 根据抽取纹理特征方法的不同，可以将图 像纹理分析大致分为四类：
• 这一定义要求通过统计方法实现对纹理的 描述。特别适用于那些仅显示出“随机自 然性质”的纹理图像。
• 图像的纹理特征可以用两种基本特征来描述， 即组成纹理的基元和基元之间的相互关系；
• 前者与局部灰度变化规律有关，它有一定的形 状和大小；后者则与由前者形成的空间结构相 关，基元的排列不同将会使图像的外观产生很 大的不同。
•统计分析法 •结构分析法 •模型分析法 •空间/频率域联合分析
统计分析法
• 在不知道纹理基元或尚未检测出基元的情况下对小区域 纹理特征的统计分布进行纹理分析，主要描述纹理基元 或局部模式随机和空间统计特征，以表示区域的一致性 及区域间的相异性。
• 统计分析法适用于纹理比较细且纹理基元排列不规则的 图像纹理（沙地、草坪等自然纹理图像）。
1、灰度共生矩阵(Gray Level Cooccurrence Matrix, GLCM )
• 灰度共生矩阵又称为灰度空间相关矩阵，是通 过研究灰度的空间相关特性来描述纹理的常用 方法.
• 它作为传统的图像纹理分析方法已广泛应用于 数字图像处理的许多领域，尤其是利用图像纹 理特征值所表征的图像空间结构信息来改善遥 感图像的地学目标分类效果。
空间/频率域联合分析法
• 主要是依据傅立叶频谱峰值所占的能量比 例将图像分类。
包括计算峰值处的面积、峰值处的相位、峰 值与原点的距离平方等手段。
统计分析法
• 1、灰度共生矩阵(Gray Level Co- occurrence Matrix,
GLCM )
• 2、灰度游程长度法（Gray Level Run Length）
• 确定性纹理：纹理基元按某种确定性的规律组 成，比较规则，具有一定的周期性。
• 随机性纹理：纹理基元按某种统计规律组成的， 随机、不规则。
关于纹理的描述
• 图像纹理可定性地用以下几种描述来表征： （粗的、细的 、平滑的、颗粒状的、随机的、
线状的、斑驳杂色的、不规则的或波纹状的）。 • 粗糙性和方向性是人们区分纹理时所用的两个
纹理实例
• 纹理对我们并不陌生，从多光谱卫星图片 到细胞组织的图像都可以看到纹理。
• 日常生活中常见的砖墙、水磨石地、纺织 品及一些自然景物都有明显的纹理特征。
• 它反映了物体表面颜色和灰度的某种变化， 而这些变化又与物体本身属性相关。
• 纹理不仅 反映图像 的灰度统 计信息， 而且反映 图像的空 间分布信 息和结构 信息
• 最显然的处理方式是在各个方向进行抽取， 通常方向以45度为划分单位，依次为:0度, 45度, 90度, 135度四个方向，分别代表东 一西、东北一西南、南一北、东南一西北4 个方向的共生矩阵，
灰度共生矩阵
0011 0011 2222 2233
No.(0,0) No.(0,1) No.(0,2) No.(0,3) No.(1,0) No.(1,1) No.(1,2) No.(1,3) No.(2,0) No.(2,1) No.(2,2) No.(2,3) No.(3,0) No.(3,1) No.(3 共生矩阵法(或空间灰度级相关方法)能够反映亮度的 分布特性，同时也可以反映具有同样亮度或接近亮度 的像素之间的位置分布特性，是一种基于图像灰度联 合概率矩阵的方法，是有关图像亮度变化的二阶统计 特征。
• 通过对图像灰度级之间二阶联合条件概率密度函数来 表达。
• 由于灰度共生矩阵与方向有关，单一方向 的抽取会造成图像发生旋转时纹理特征发 生变化，
• 目前采用较多的统计分析法：灰度共生矩阵法、灰度差 分法、自相关函数、灰度的空间共生概率等。
• 该方法在纹理分析中占有主导地位，对纹理的细节性和 随机性描述较好。
结构分析法
• 在已知纹理基元的情况下，根据图像纹理小区域 内的特征及其周期性排列的空间几何特征和排列 规则进行纹理分析。
• 应用结构分析法首先要确定基元的形状和属性， 然后确定控制这些基元位置的空间关系。
纹理分析在遥感图像 识别中的应用
主要内容
一、纹理的描述和分析方法 二、遥感图像的纹理识别方法
一、纹理的描述和分析方法
• 遥感图像通常包括光谱信息和空间结构两大 特征。
• 光谱信息反映了地物反射电磁波能量的大小， 是图像解译的基本依据。
• 纹理特征是通过灰度的空间变化及其重复性 来反映地物的视觉粗糙度，能充分地反映影 像特征,是描述和识别图像的重要依据。
典型的纹理图像
纹理的定义
• 图像纹理反映了图像灰度的性质及其空间 关系，是图像中一个重要而又难以描述的 特性。
定义一：纹理是某一确定的图像区域中，以 近乎周期性的种类和方式重复其自身的局 部基本模式。纹理由基本模式及其规则排 列构成。
纹理的定义
定义二：纹理是在某一确定的图像区域中， 相邻像素的灰度（或色调、颜色）服从某 种统计排列形成的一种空间分布。
d=1,东西向灰度共生矩阵
No.(0,0) No.(0,1) No.(0,2) No.(0,3) No.(1,0) No.(1,1) No.(1,2) No.(1,3) No.(2,0) No.(2,1) No.(2,2) No.(2,3) No.(3,0) No.(3,1) No.(3,2) No.(3,3)
• 目前采用较多的结构分析法有形态学、拓扑等方 法。
• 结构分析法对纹理的宏观性和结构性描述较好， 但适应性远不如统计分析方法。
模型分析法
• 假定纹理是以某种参数控制的分布模型方 式形成的。通过模型参数来定义纹理，通 过纹理图像的实现来估计模型参数，以参 数作为纹理特征，进行纹理分析。
• 常用的模型主要有自相关模型、自回归模 型、Markov随机场模型、分形模型等。