第五章遥感信息提取及应用
第五章 遥感图像处理—图像增强
特征；其余三个分量与地物特征没有明确的对应关系。
七、多元信息复合
遥感图像信息融合(Fusion)是将多源遥感数据在统一的 地理坐标系中，采用一定的算法生成一组新的信息或合
其中：
k ( g 'max g 'min ) /( gmax gmin ) 255/ 52 4.9
b g 'ij kgij 0 49 49
2、非线性拉伸
（1）指数变换
xb be
（2）对数变换
axa
c
xb b度进行分层，每一层所包含的亮度值范围可以不
同。
图像密度分割原理可以按如下步骤进行：
（1）求图像的极大值dmax和极小值dmin； （2）求图像的密度区间ΔD = dmax-dmin + 1； （3）求分割层的密度差Δd =ΔD／n ，其中 n为需分割的层数；
（4）求各层的密度区间；
（5）定出各密度层灰度值或颜色。
减法运算可以增加不同地物间光谱反射率以及在 两个波段上变化趋势相反时的反差。不同时相同 一波段图像相减时，可以提取波段间的变化信息。
T M 4 影 像
T M 3 影 像
TM4-TM3影像
87 年 影 像
92 年 影 像 变化监测结果影像
（二）加法运算
B= i /m
i=1 m
加法运算可以加宽波段，如绿色波段和红色波 段图像相加可以得到近似全色图像；而绿色波 段，红色波段和红外波段图像相加可以得到全 色红外图像。
-1 -2 -1 0 0 0 1 2 1 1 2 0 -2 1 0 -1
遥感原理与应用复习题(Final Version)
遥感原理与应用复习题一、名词概念1. 遥感广义：泛指一切无接触的远距离探测，包括对电磁场、力场、机械波（声波、地震波）等的探测。
狭义：是应用探测仪器，不与探测目标相接触，从远处把目标的电磁波特性记录下来，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
2. 传感器传感器是遥感技术中的核心组成部分，是收集和记录地物电磁辐射能量信息的装置，如光学摄影机、多光谱扫描仪等，是获取遥感信息的关键设备。
3. 遥感平台遥感平台是转载传感器进行探测的运载工具，如飞机、卫星、飞船等。
按其飞行高度不同可分为近地平台、航空平台和航天平台。
4. 地物反射波谱曲线地物的反射率随入射波长变化的规律称为地物反射波谱，按地物反射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物反射波谱曲线（横坐标为波长值，纵坐标为反射率）5. 地物发射波谱曲线地物的发射率随波长变化的规律称为地物的发射波谱。
按地物发射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物发射波谱曲线。
（横坐标为波长值，纵坐标为总发射）6. 大气窗口通常把通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。
7. 瑞利散射当微粒的直径比辐射波长小许多时，也叫分子散射。
8. 遥感平台遥感平台：遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台。
遥感平台按平台距地面的高度大体上可分为地面平台、航空平台和航天平台三类。
9. TM即专题测图仪，是在MSS基础上改进发展而成的第二代多光谱光学-机械扫描仪，采用双向扫描。
10. 空间分辨率图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，即扫描仪的瞬间视场或地面物体能分辨最小单元，是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。
通常用像元大小、像解率或视场角来表示。
11. 时间分辨率时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。
12. 波谱分辨率波谱分辨率指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔，也称光谱分辨率。
遥感原理与应用第5章 遥感作业
第五章 遥感图像几何纠正 名词解释：构像方程 几何变形 RFM 多项式纠正 间接法纠正 重采样 图像配准 图像镶嵌 DEM1、 构像方程：是指地物点在图像上的图像坐标（x，y）和其在地面对应点的大地坐标（X，Y，Z）之间的数学关系。2、 几何变形：是指原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。3、 RFM：有理函数模型，是利用分子和分母都采用多项式来形成比值得到的多项式模型。4、 多项式纠正：回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身进行数学模拟，用一个适当的多项式来描述纠正前后图像相应点之间的坐标关系。5、 间接法纠正：是从空白的输出图像阵列出发，亦按行列的顺序依次对每个输出像素点位反求原始图像坐标中的位置。6、 重采样：采用适当的方法把该点位周围邻近整数点位上亮度值对该点的亮度贡献累积起来，构成该点位的新亮度值，这个过程称为重采样。7、 图像配准：实质就是遥感图像的几何纠正，是根据图像的几何畸变特点，采用一种几何变换将图像归化到统一的坐标系中的过程。8、 图像镶嵌：当感兴趣的研究区域在不同的图像文件时，需要将不同的图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域的图像，这就是图像镶嵌。9、 DEM：是一定范围内规则格网点的平面坐标（X，Y）及其高程（Z）的数据集，它主要是描述区域地貌形态的空间分布，是通过等高线或相似立体模型进行数据采集（包括采样和量测），然后进行数据内插而形成的。 问答题：1． 根据通用构像方程，写出中心投影影像、推扫式影像、逐点扫描影像和侧视雷达影像的构像方程。中心投影构像方程： 其中是成像比例尺分母，A为旋转矩阵。推扫式影像：逐点扫描式影像： 其中
侧视雷达影像：2． 分别指出Landsat-7、SPOT-5、TERRASAR—X的瞬时等效像点坐标。Landsat-7使用的传感器是ETM+，属于逐点扫描式传感器，每个像元坐标都是（x=0,y=0），由其构像方程可得其瞬时等效像点坐标为：
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠化
第一节 航空摄影基础知识 第二节 航空象片的几何特性及立体观察 第三节 航空象片的土壤侵蚀和荒漠化目视判读 第三节 航空象片的转绘
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
第一节 航空摄影基础知识
一、航空摄影的种类 二、感光材料、滤光片和彩色摄影 三、航空象片的物理特性
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
象纸种类：印象纸和放大纸两种。 象纸的性能指标：象纸按其反差系数的大小可分为0、1、2、3、4号5
种象纸，它们分别是特软性、软性、中性、硬性、特硬性象纸。 从0号到4号，反差系数逐渐增大。 0号象纸适于用反差极强的底片来印象或放大； 4号象纸适于用反差很弱的底片来印象或放大。
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
彩色红外感光片结构 天然彩色感光片结构
黄滤光片(吸收蓝、紫 光)
感绿层(黄成色层)
感红层(品红成色层) 感红外层(青成色层) 片 基 防光晕层
感蓝层(黄成色层)
黄滤光层(吸收蓝、紫 光)
感绿层(品红成色层) 感红层(青成色层) 片基 防光晕层
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
பைடு நூலகம்
二、感光材料、滤光片和彩色摄影
（一）感光材料及其性能 （二）滤光片的种类及性能 （三）彩色摄影
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
（一）感光材料及其性能
感光材料： 包括感光片和象纸。由片基和乳剂层组成。。 防光晕层：可以吸收反射到片基底面的剩余光线，不让其
第五章航空遥感及其在水土流失与荒漠 化
5遥感数字图像处理-第五章
☞ 邻域处理
针对一个像元点周围一个小邻域的所有像元而进行，输出 值大小除与像元点在原图像中的灰度值大小有关，还决定于它 邻近像元点灰度值大小。如卷积运算、中值滤波、滑动平均等。
②
图像增强的分类
点处理
点处理
邻域处理
邻域处理
2. 遥感图像的对比度增强
对比度增强的基本原理
人眼对图像的识别主要是基于图像中不同像元的亮度(灰度、
差别为有选择的滑动平均是一种带门限值的滑 动平均处理。
④
有选择的局部平均法
有选择的局部平均法实现步骤：
1. 2. 3. 4. 给定一个判定阈值T 计算模板窗口内像元DN值的均值X 计算窗口中心目标像元的DN值与X的绝对差值D 比较D与T的大小
如D＞T，则窗口中心像元输出DN值等于X
如D＜T，则窗口中心像元DN值保持不变 优点：边缘信息损失减少，减轻输出图像的模糊效应。
中值滤波是一种非线性变换。其优势在于可在平滑的基 础上较大程度地防止边缘模糊。
③
中值滤波
中值滤波窗口可选用模板的不同形式：
○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ 方形窗口：对线性噪声抑制效果好
○ ○ ○ ○ ○ 十字形窗口：对点性噪声抑制效果好
④
有选择的局部平均法
有选择的局部平均法—其实质为一种滑动平均平滑法。与滑动平均法的
其中，x—原始图像的亮度值
X—线性扩展增强后的亮度值
②
非线性扩展
Ⅱ 对数变换法
X d
c a b x
②
非线性扩展
Ⅲ 三角函数扩展
假定原始图像的灰度范围是（a，b），将原始图像灰度范围扩展为 （c，d），其中c ＜ a，d ＞ b，其正切函数计算公式为：
第五章遥感影像的目视解译与制图
遥感原理
遥感图像目标地物的识别特征
目标地物识别特征
–图型（pattern）：目标地物有规律的排列而
成的图形结构。例如住宅区建筑群在图像上呈 现的图型，农田与周边的防护林构成的图型， 以这种图型为线索可以容易地判别出目标物。 –相关布局（association）：多个目标地物之间 的空间配置关系。地面物体之间存在着密切的 物质与能量上的联系，依据空间布局可以推断 目标地物的属性。例如，学校教室与运动操场， 货运码头与货物存储堆放区等都是地物相关布 局的实例。
色调与颜色：是地物波谱在像片上的表现（采用不同波段和使用不同感 光胶片，其色调反映的意义不同）。在黑白像片上，据地物间色调的相 对差异区分地物。 在彩色像片上据地物不同颜色的差异或色彩深 浅的差异来识别地物。
遥感原理
直接判读标志
Shadow - silhouette
13
遥感原理
遥感图像目标地物的识别特征
目标地物识别特征
–形状（shape）：目标地物在遥感图像上呈现
的外部轮廓。如飞机场、港湾设施在遥感图像 中均具有特殊形状。用于图像判读的图像通常 多是垂直拍摄的，遥感图像上表现的目标地物 形状是顶视平面图，它不同于我们日常生活中 经常看到的物体形状。由于成像方式的不同， 飞行姿态的改变或者地形起伏的变化，都会造 成同一目标物在图像上呈现出不同的形状。解 译时必须考虑遥感图像的成像方式。
1
遥感原理
目视解译的重要性
目视解译是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本
技能。
遥感技术可以实时地、准确地获取资源与环境信息，如 重大自然灾害信息等，可以全方位、全天候地监测全球资 源与环境的动态变化，为社会经济发展提供定性、定量与 定位的信息服务。通过目视判读遥感图像
第五章遥感图像目视解译原理
北京故 宫博物 院与护 城河之 间的色 调差异
(5)颜色：指彩色图像上色别和色阶，如同 黑白影像上的色调，它也是地物电磁辐射能 量大小的综合反映，用彩色摄影方法获得真 彩色影像，地物颜色与天然彩色一致；用光 学合成方法获得的假彩色影像；根据需要可 以突出某些地物，更便于识别特定目标。
真彩色图像上地物颜色能够真实反映实际地物颜色 特征，这符合人的认知习惯。同一景多光谱扫描图 像的相同地物，不同波段组合可以有不同的颜色， 目视判读前需要了解图像采用哪些波段合成，每个 波段分别被赋予何种颜色。
从图上可以看出，呈深蓝色或蓝黑色的为 水文要素（河流、湖泊）；呈红色的为植被； 呈灰白色或浅蓝色的为人工建筑（城市、道路、 村庄）
1998年遥感图像上宽度一致，色泽浅蓝的顺 直的直线状物为道路
左上角深蓝色区面积（河流、湖泊水面） ， 1991年明显大于1998年。1991年发生洪水使得 河水上涨，河道变宽。1998年的岛屿在1991年 图上则不可见
标志
• 形状(Shape)
• 大小(Size（) 1）直接标志
• 色调(Tone)
• 颜色(Color)
• 阴影(Shadow)
• 图型（样式）(Pattern)
• 布局(Association)
• 纹理(Texture)
• 位置(Site)
(1)形状：指目标物在影像上所呈现的特 殊形状，在遥感影像上能看到的是目标物的 顶部或平面形状。例如飞机场、盐田、工厂 等都可以通过其形状判读出其功能。地物在 影像上的形状受空间分辨率、比例尺、投影 性质等的影响。
遥感图像计算机解译：又称遥感图像理解（Remote Sensing
Imagery Understanding），它以计算机系统为支撑环境，利用 模式识别技术与人工智能技术相结合，根据遥感图像中目标地 物的各种影像特征（颜色、形状、纹理与空间位置），结合专 家知识库中目标地物的解译经验和成像规律等知识进行分析和 推理，实现对遥感图像的理解，完成对遥感图像的解译。
(遥感技术课件)第五章 遥感图像解译
数字图像与数据底图、符号注记图层、图面配置数 字图层精确配准。最大误差不得大于1个像元。
第二节 遥感数字图像计算机解译
一、概述
✓遥感图像计算机分类的依据是遥感图像像素的相似 度。常使用距离和相关系数来衡量相似度。
➢采用距离衡量相似度时，距离越小相似度越大。 ➢采用相关系数衡量相似度时，相关程度越大，相似度越大。
2、地理基础底图的选取与数字化
底图数字化前的准备工作： 图面质量检查：地图变形情况、图面的清晰程度； 按类别进行分要素标描，以免漏掉要素。 多幅相邻底图内容检查：成图时相、内容等；图面要素分类编码。 底图数字化。
3、遥感影像几何纠正与图像处理
4、遥感影像镶嵌与地理基础底图拼接
遥感影像镶嵌原则 镶嵌的影像投影相同、比例尺相同，有足够的重叠区域；图像的时相保
形状
形状：目标地物在遥 感图像上呈现的 外部轮廓。
大小：指遥感图像上目标物的形状、 面积与体积的度量。
1. 色调：全色遥感图像中从白到黑的密度比例 叫色调（也叫灰度）
2. 颜色：是彩色图像中目标地物识别的基本标 志。
阴影
阴影：是图像上光束被地物遮挡而产生的地物 的影子。据此可判读物体性质或高度。
④
影像几何纠正
⑤
制作计算机辅助遥感制图
计算机辅助制图：在计算机系统支持下，根据地图制图原理， 应用数字图像处理技术和数字地图编辑加工技术，实现遥 感影像地图制作和成果表现的技术方法。
1、遥感影像信息选取与数字化
✓ 选取合适时相、恰当波段与指定地区的遥感图像。 ✓ 对航空像片与影像胶片需要数字化。
2. 判读者的知识和经验对目标地物的确认有一定的导向作用, 因此,不同的解译者可能得出不同的结论。