第五讲遥感图像数据处理综述
遥感图像分类技术研究综述
遥感图像分类技术研究综述随着遥感技术的不断发展，遥感图像已成为一种常用的数据来源，特别是在地理信息系统、城市规划、资源开发等领域中。
而图像分类是遥感应用中的重要研究方向之一，其主要任务是根据遥感数据和相关的语义信息，将图像划分为不同的类别或物体。
目前，图像分类技术已经成为遥感应用中的一个热点问题。
本文将从三个方面来论述遥感图像分类技术的研究综述。
一、遥感图像分类技术背景遥感图像分类技术是指根据遥感数据进行图像分类的技术，它主要应用于土地利用覆盖、城市建设规划、农业灾害监测、水利资源管理、生态监测等领域。
遥感图像分类技术存在的主要问题是如何提高分类的准确度和效率。
目前，遥感图像分类技术主要涉及三个方面：特征提取、分类方法和分类精度评价。
其中，特征提取是图像分类的基础，其目的是将图像中的信息提取出来，以便于分类识别。
分类方法则是根据遥感图像特征和分类规则进行分类的过程，其分类精度的高低直接影响分类结果的质量。
而分类精度评价则是对分类结果进行评价和验证，它是图像分类的关键环节之一。
二、遥感图像分类技术研究进展近年来，随着遥感技术的快速发展，遥感图像分类技术得到了广泛的研究。
在特征提取方面，传统的灰度共生矩阵、纹理特征等被广泛应用，而基于卷积神经网络的深度学习算法也逐渐成为图像特征提取中的热点。
在分类方法方面，支持向量机、决策树、朴素贝叶斯等传统分类方法仍然占据主导地位，但是现在越来越多的研究者开始关注深度学习算法在图像分类中的应用。
分类精度评价方面，传统的混淆矩阵、Kappa系数等指标已不能满足需求，现在更加注重用样本数据集和交叉验证的方式进行分类精度评价。
三、遥感图像分类技术发展趋势随着遥感图像数据量急剧增加和计算机技术的不断革新，未来遥感图像分类技术也将呈现出以下发展趋势：1、深度学习算法的应用。
随着深度学习算法在计算机视觉领域的成功应用，未来更多的研究者也将关注深度学习算法在遥感图像分类中的应用。
遥感图像处理与分析算法综述
遥感图像处理与分析算法综述随着遥感技术的发展，遥感图像处理与分析算法在各个领域中得到了广泛的应用。
遥感图像处理与分析算法是指通过对遥感图像进行数字处理和分析，来提取和解释图像中的信息。
本文将综述一些常见的遥感图像处理与分析算法，包括图像增强、分类与分割等。
一、图像增强图像增强是指通过一系列的操作，提高图像的质量和可视化效果。
常见的图像增强算法包括直方图均衡化、滤波和增强函数等。
直方图均衡化是一种常用的图像增强方法，它通过对图像的直方图进行变换，来增加图像的对比度。
该方法通过将图像的像素值映射到一个新的分布上，从而改变图像的亮度分布。
滤波是另一种常见的图像增强方法，通过在图像的空域或频域中对像素进行处理，来减少噪声和增强图像细节。
常见的滤波算法包括高通滤波和低通滤波等。
高通滤波可以增强图像的边缘和细节，而低通滤波则能够平滑图像并去除噪声。
增强函数是一种通过对图像的像素值进行非线性映射，来增强图像的方法。
常见的增强函数包括对数变换、幂次变换和伽马变换等。
对数变换可以扩展暗部像素的动态范围，而幂次变换则能够增强图像的对比度。
二、分类与分割分类与分割是遥感图像处理与分析的重要内容，它们能够将图像中的不同对象进行区分和提取。
常见的分类与分割算法包括聚类分析、最大似然分类和支持向量机等。
聚类分析是一种通过将像素划分到不同的类别中，来实现图像分类和分割的方法。
常见的聚类分析算法包括K均值聚类和自适应聚类等。
K均值聚类将图像像素划分为K个簇，每个簇代表一个类别，而自适应聚类则能够根据像素的分布进行不同权重的划分。
最大似然分类是一种基于概率统计的图像分类方法，它通过计算像素在每个类别中的概率，并选择概率最大的类别作为最终的分类结果。
最大似然分类算法能够准确地对图像中的不同对象进行分类，并且具有较强的鲁棒性。
支持向量机是一种通过构建一个最优决策边界，来实现图像分类和分割的方法。
支持向量机利用训练样本，通过最大化分类边界与样本之间的距离，来找到一个最优的分类超平面。
遥感图像处理
遥感图像处理1. 简介遥感图像处理是指利用遥感技术获取的卫星或无人机等遥感图像数据进行处理和分析的过程。
遥感图像处理可以应用于多个领域，包括地理信息系统（GIS）、环境监测、农业、城市规划等。
本文将介绍遥感图像处理的基本概念、常用方法和应用案例。
2. 遥感图像处理的基本概念遥感图像处理涉及多个概念和技术，以下是一些常用的基本概念：2.1 遥感图像遥感图像是通过遥感设备获取的图像数据，可以是卫星图像、航空摄影图像或无人机图像等。
遥感图像通常包含多个波段，每个波段代表不同的光谱信息。
2.2 遥感图像预处理遥感图像预处理是指对原始遥感图像数据进行校正、矫正和增强的过程。
预处理的目的是提高图像质量、减少噪声和伪影，并使得图像更适合进行后续处理和分析。
2.3 遥感图像分类遥感图像分类是指将遥感图像根据像素的特征或属性进行划分和分类的过程。
常见的遥感图像分类方法包括基于统计学的分类、基于机器学习的分类和基于深度学习的分类。
2.4 遥感图像变化检测遥感图像变化检测是指对多个时间点的遥感图像进行比较，以检测地物、景观或环境发生的变化。
遥感图像变化检测可以用于监测自然灾害、环境变化等。
2.5 遥感图像分析遥感图像分析是指对遥感图像进行解译和分析，提取图像中的有用信息和特征。
遥感图像分析可以用于土地利用/覆盖分类、植被指数计算等应用。
3. 遥感图像处理的常用方法遥感图像处理常用的方法包括图像增强、图像配准、图像融合和目标检测等。
3.1 图像增强图像增强是指通过对图像进行滤波、对比度拉伸、直方图均衡化等处理，以增强图像的可视化效果和信息提取能力。
常用的图像增强方法包括直方图均衡化、滤波（如中值滤波、高斯滤波）和锐化等。
3.2 图像配准图像配准是指将两幅或多幅遥感图像在坐标系、旋转、尺度和形变等方面进行校正和匹配的过程。
常用的图像配准方法包括特征点匹配、地物匹配和基于控制点的配准方法。
3.3 图像融合图像融合是指将多幅具有不同光谱或分辨率的遥感图像融合成一幅多光谱和高分辨率的遥感图像。
遥感数据处理与解译方法的综述与比较
遥感数据处理与解译方法的综述与比较引言:遥感技术作为一种重要的地球观测方法，在环境监测、资源调查、城市规划等领域发挥着不可替代的作用。
对于遥感数据的处理与解译方法的研究和比较，旨在提高数据的有效性和准确性，促进遥感技术的进一步应用和发展。
一、遥感数据处理方法1. 数字图像处理数字图像处理是遥感数据处理中最基本的方法之一。
它通过对遥感影像进行灰度拉伸、图像增强、滤波等处理，可以改善图像的质量和分辨率，提取出有用的地物信息。
常用的数字图像处理软件有ENVI、ERDAS等。
2. 特征提取与分类特征提取和分类是遥感数据处理中的关键环节。
特征提取通过采用不同的算法和方法，将地物进行几何、光谱、纹理等多个维度的描述，并将其转化为可用于分类的特征向量。
分类则是将提取的特征向量与事先定义好的地物类别进行匹配，以实现不同地物的自动识别和分类。
3. 数据融合数据融合是将多源数据进行集成和融合，以获得更全面和准确的地物信息。
常见的数据融合方法包括像素级融合、特征级融合和决策级融合等。
数据融合能够充分利用不同源数据的优势，提高地物分类和解译的准确性。
二、遥感数据解译方法1. 监督分类监督分类是一种基于已有样本训练的分类方法。
它通过使用事先标记好的样本数据进行训练，并根据样本数据的特征对整个遥感影像进行分类。
监督分类的精度较高，但需要大量的标记样本数据，且对选取的样本数据质量要求较高。
2. 非监督分类非监督分类是一种无需事先标记样本的分类方法。
它通过对遥感影像进行聚类分析，将图像中相似的像素聚在一起形成多个类别。
非监督分类的优势在于可以发现图像中的隐含信息和相似性，但分类结果的准确性较低。
3. 目标检测目标检测是遥感数据解译中的另一重要方法。
它通过对遥感影像中的特定地物目标进行识别和提取，比如建筑物、道路、植被等。
目标检测通常需要结合地物的形状、纹理等特征进行分析，以提高检测的准确性和稳定性。
三、遥感数据处理与解译方法的比较1. 精度比较从数据处理的角度来看，数字图像处理是最基础的方法，可以对图像进行增强和滤波，但并不能提供地物的精确分类信息。
遥感图像处理 第五讲 空间域增强
真彩色增强技术
四、彩色变换增强
伪彩色增强技术
假彩色增强技术
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真彩色增强技术
四、彩色变换变换
TM1 TM2 TM3
伪彩色增强技术 假彩色增强技术
TM123
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真彩色增强技术
四、彩色变换增强
伪彩色增强技术 假彩色增强技术
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真彩色增强技术
四、彩色变换增强
密度分割
伪彩色增强技术 假彩色增强技术
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直方图均衡化 直方图匹配
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四、彩色变换增强
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四、彩色变换增强
真彩色增强技术
伪彩色增强技术
假彩色增强技术
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真彩色增强技术
四、彩色变换增强
伪彩色增强技术 假彩色增强技术
概念：把能真实反应或近似反应地物本来颜色
的影像叫真彩色影像。
实例： TM 影像三个可见光波段 TMl 、TM2 和
TM3的合成影像近似为真彩色影像。 TMl——蓝、TM2——绿、TM3——红
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一、影像变换与增强的 方法
为什么进行增强 影像增强机理 影像增强概念 增强处理方法
低频增强
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一、影像变换与增强的 方法
为什么进行增强 影像增强机理 影像增强概念 增强处理方法
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二、影像灰度变换增强
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二、灰度变换增强
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二、灰度变换增强
线性变换
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二、灰度变换增强
线性变换
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影像增强(image enhancement) ：
为什么进行增强 影像增强机理 影像增强概念 增强处理方法
为了使分析者能容易确切地识别影像内容， 按照特定目的对影像数据进行加工，使部分信息 得到增强的过程。
卫星遥感数据处理方法综述与比较
卫星遥感数据处理方法综述与比较卫星遥感是一种通过卫星获取地球表面信息的技术。
遥感数据处理方法是将获取的原始数据转化为有用的信息的过程。
本文将对常见的卫星遥感数据处理方法进行综述与比较。
一、数据预处理数据预处理是数据处理的第一步，包括数据获取、数据校正和数据栅格化。
数据获取是指从卫星获取遥感数据的过程，可以通过直接下载、申请或购买数据。
数据校正是为了消除数据中的系统误差，例如大气校正、几何校正等。
数据栅格化是将遥感数据转化为栅格数据格式，如像元（pixel）或网格（grid）。
二、数据分类与特征提取数据分类是将遥感图像中的像元分为不同类别的过程，通常使用像元级分类和对象级分类。
像元级分类是将每一个像元分为具体的类别，例如水体、植被、建筑等；对象级分类是将连续的像元组合成一个对象，例如湖泊、森林、城市等。
特征提取是在分类之前对数据进行特征提取，常用的特征包括光谱特征、纹理特征、形状特征等。
三、数据融合数据融合是将不同传感器或不同波段的遥感数据进行融合，以提高数据的空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。
常见的数据融合方法包括图像融合、数据融合和特征融合。
图像融合是将多幅图像融合为一幅图像，常用的方法有PCA、Brovey变换等；数据融合是将不同波段的遥感数据进行融合，例如多光谱和高光谱数据的融合；特征融合是将不同特征的遥感数据融合，以提取更多的信息。
四、数据压缩与存储遥感数据通常具有较大的体积，因此需要进行数据压缩与存储。
数据压缩可以减小数据量并提高数据传输速度，常见的压缩方法包括无损压缩和有损压缩。
无损压缩是保留原始数据的全部信息，例如Huffman编码、LZW编码等；有损压缩是通过舍弃部分数据来减小数据量，例如JPEG、JPEG2000等。
数据存储是将压缩后的数据存储到硬盘或其他存储介质中，常见的格式有TIFF、JPEG、GeoTIFF等。
五、数据处理与分析数据处理与分析是对遥感数据进行进一步的处理和分析，以提取目标信息。
遥感图象大气校正综述
遥感图象大气校正处理综述摘要:大气对遥感图象的处理有很大的影响，大气校正就是指消除大气影响的校正过程。
本文介绍处理遥感图像的大气校正的概念及原理, 对目前常用的大气校正方法做简单概括介绍, 包括辐射传输模型法、黑暗像元法、不变目标法、直方图匹配法等, 分析了各种方法的优缺点, 以及它们各自的使用范围。
关键词: 大气校正遥感图象遥感影像模型1引言航空、航天遥感平台上的传感器接收到的地物信息,由于地球大气的存在而得到衰减,因此,遥感器接收到的地物信息不能真实地反映地表。
同时由于大气的吸收、散射等作用使得遥感器接收到的电磁信息复杂,因而遥感图像的大气辐射校正变得复杂。
随着定量遥感技术迅速发展,特别是利用多传感器、多时相遥感数据进行土地利用和土地覆盖变化监测、全球资源环境分析、气候变化监测等的需要,使得遥感图像大气校正方法的研究越来越受到重视。
[1]何海舰《基于辐射传输模型的遥感图像大气校正方法研究》由于遥感图像成像过程的复杂性，传感器接收到的电磁波能量与目标本身辐射的能量是不一致的。
传感器输出的能量还包含了由于太阳位置和角度条件、大气条件、地形影响和传感器本身的性能等所引起的各种失真，这些失真不是地面目标本身的辐射，因此对图像的使用和理解造成影响，必须加以校正或消除。
而大气校正就是针对大气的散射和吸收引起的辐射误差的一种校正。
大气对阳光和来自目标的辐射产生吸收和散射，消除大气的影响是非常重要的，在图像匹配和变化检测中消除大气影响尤为重要。
消除大气影响的校正过程称为大气校正。
[2]南京师范大学专题《遥感数字图象处理》/dky/nb/page/2000-8-8/2000882012459413.htm总的来说，遥感图像的大气校正方法很多。
如果按照校正后的结果，这些校正方法可以分为2种,绝对大气校正方法和相对大气校正方法。
绝对大气校正方法是将遥感图像的DN(digital number)值转换为地表反射率或地表反射辐亮度的方法。
遥感图像信息提取方法综述
遥感图像信息提取方法综述遥感图像分析遥感实际上是通过接收（包括主动接收和被动接收方式）探测目标物电磁辐射信息的强弱来表征的，它可以转化为图像的形式以相片或数字图像表现。
多波段影像是用多波段遥感器对同一目标（或地区）一次同步摄影或扫描获得的若干幅波段不同的影像。
在遥感影像处理分析过程中，可供利用的影像特征包括：光谱特征、空间特征、极化特征和时间特性。
在影像要素中，除色调/彩色与物体的波谱特征有直接的关系外，其余大多与物体的空间特征有关。
像元的色调/彩色或波谱特征是最基本的影像要素，如果物体之间或物体与背景之间没有色调/彩色上的差异的话，他们的鉴别就无从说起。
其次的影像要素有大小、形状和纹理，它们是构成某种物体或现象的元色调/彩色在空间（即影像）上分布的产物。
物体的大小与影像比例尺密切相关；物体影像的形状是物体固有的属性；而纹理则是一组影像中的色调/彩色变化重复出现的产物，一般会给人以影像粗糙或平滑的视觉印象，在区分不同物体和现象时起重要作用。
第三级影像要素包括图形、高度和阴影三者，图形往往是一些人工和自然现象所特有的影像特征。
1、遥感信息提取方法分类常用的遥感信息提取的方法有两大类：一是目视解译，二是计算机信息提取。
1.1目视解译目视解译是指利用图像的影像特征（色调或色彩，即波谱特征）和空间特征（形状、大小、阴影、纹理、图形、位置和布局），与多种非遥感信息资料（如地形图、各种专题图）组合，运用其相关规律，进行由此及彼、由表及里、去伪存真的综合分析和逻辑推理的思维过程。
早期的目视解译多是纯人工在相片上解译，后来发展为人机交互方式，并应用一系列图像处理方法进行影像的增强，提高影像的视觉效果后在计算机屏幕上解译。
1）遥感影像目视解译原则遥感影像目视解译的原则是先“宏观”后“微观”；先“整体”后“局部”；先“已知”后“未知”；先“易”后“难”等。
一般判读顺序为，在中小比例尺像片上通常首先判读水系，确定水系的位置和流向，再根据水系确定分水岭的位置，区分流域范围，然后再判读大片农田的位置、居民点的分布和交通道路。
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正射影像
制图 修测 可视化 影像分析 分类 GIS
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Level 2 - 地理坐标 Level 0 - 原始数据 Level 1- 校正数据 : 数据 全色及多光谱 原始图像 (TIFF及 全纠正立体全色影像 正射影像 和多光谱影像 其他格式）
遥感信息的预处理 数据转换：由于所接收到的遥感数据记录形式与数据
与用户要求的形式也可能不同，所以必须进行数据转换 并以特征值和参数的形式保存有用的数据 处理系统的输入形式不一定相同，而处理系统的输出形式
数据压缩 ：其目的是为了除去无用的或多余的数据， 数据校正：为了保证获得信息的可靠性，必须对这些
何校正 有误差的数据进行校正。校正的内容主要有辐射校正和几
遥感图像数据处理
1) 遥感图像数据处理概述 遥感数字图像处理是指利用计算机对遥感图 像及其资料进行的各种技术处理。它处理 快捷、准确、客观，为遥感图像的信息提 取，以及遥感的定量分析研究提供了方便 和基础。亦为地理信息系统的信息及时更 新和补充，提供了条件。
彩色增强处理 彩色增强处理是数字图像增强处理的基 本方法，它可将输入计算机中的图像组 合转换成彩色图像，又可把经各种增强 或分类处理后的图像组合叠置，以彩色 图像显示出来，大大提高了图像的显示 质量，为信息提取和识别提供了便利
遥感图像数据处理(续)
1.假彩色等密度分割处理 遥感黑白图像是以黑白色调的深浅不同表示地 物的形态属性及其分布特征的。在感光材料上 黑白色调的深浅则表现为密度值的不同。对于 相对应的数字图像，影像的密度值即转换量化 为相应像元的亮度值。因此，若将一幅图像的 亮度值变化， 按一定量级进行分割，划分成 若干等级（即相当于对图像的密度值进行分割， 分成若干等级），
思考题
1.什么是遥感图像数据处理? 2.遥感图象处理的目的什么? 3.遥感图象处理主要有哪几类?
遥感图像数据处理
遥感图像数据处理(续)
遥感影像数据的处理分为几何处理、灰度处理、特征 提取、目标识别和影像解译。 几何处理。对于无立体重叠的影像主要是几何纠正和 形成地学编码，对于有立体重叠的卫星影像，还要解 求地面目标的三维坐标，和建立数字高程模型(DEM)。 影像的灰度处理：包括图像复原和图像增强、影像重 采样、灰度均衡、图像滤波 特征提取：是从原始影像上提取用户有用的特征 目标识别：是从影像数据中人工或自动半自动地提取 所要识别的目标，包括人工地物和自然地物目标
遥感图像数据处理(续)
遥感数字图像的增强处理
图像增强是设法摒弃一些认为不必要或 干扰的信息，而将所需要的信息得以突 出出来。这可以通过调整数字图像直方 图，进行像元亮度值之间的数学运算处 理，或是数学变换等方法来实现。以下 主要从方法原理上介绍数字图像增强处 理的几种主要方法。
遥感图像数据处理(续)
遥感图像数据处理(续)
数字图像直方图
数字图像直方图是以每个像元为统计单 元，表示图像中各亮度值或亮度值区间 像元出现频率的分布图，见图 。 从数字图像直方图上可以直观地了解图 像的亮度值分布范围、峰值位置、均值 以及亮度值分布的离散程度等
直方图
遥感图像数据处理(续)
由于一幅图像常包含数目众多的像元，像元的 亮度值又是随机的，因此数字图像直方图的包 络线近似接近正态分布曲线。一般来说，图像 直方图分布曲线越接近正态分布的曲线形式， 说明图像反差适中，亮度分布均匀层次丰富， 图像质量高；若图像直方图峰值偏向一边呈偏 态分布，则说明图像偏亮或偏暗，缺少层次， 图像质量较差。 因此， 可通过调整图像直方图形态，来改善 图像显示质量，使图像得到增强。