6 遥感数据处理及分析----目标检测
如何利用遥感数据进行测绘数据的提取
如何利用遥感数据进行测绘数据的提取遥感技术是一种通过卫星、飞机和无人机等远距离获取对象信息的技术手段。
利用遥感数据进行测绘数据的提取，可以为地理信息系统、城市规划、环境监测、农业管理等领域提供准确、高效的数据支持。
本文将探讨如何利用遥感数据进行测绘数据的提取。
一、遥感数据的获取与处理1. 遥感数据的获取方式遥感数据的获取方式包括卫星遥感、航空遥感和无人机遥感等。
卫星遥感是通过卫星对地观测，获取大范围的地表信息；航空遥感是利用航空器对特定区域进行遥感观测，数据分辨率较高；无人机遥感则是利用无人机进行遥感观测，可以获取更高分辨率的数据。
2. 遥感数据的处理流程遥感数据处理流程包括预处理、数据影像处理和数据提取等步骤。
预处理主要包括辐射校正、大气校正和地形校正等，以保证数据的准确性。
数据影像处理主要包括图像增强、图像融合和图像分类等，以提取出感兴趣的对象信息。
数据提取是利用图像处理结果，从中提取出需要的测绘数据，如道路、建筑物、水域等。
二、遥感数据在测绘中的应用1. 遥感数据在地图制作中的应用遥感数据在地图制作中可以提供地表物体的准确位置、形状和属性信息。
通过图像分类和对象提取等技术，可以从遥感数据中提取出各类地物信息，如道路、建筑物、水域等，用于地理信息系统和城市规划等领域。
2. 遥感数据在地形测量中的应用遥感数据可以提供地表高程信息，用于地形测量和三维地图制作。
通过遥感图像的几何纠正和数字高程模型的生成，可以获取地表的高程数据，用于地形分析、地质调查和水资源管理等。
3. 遥感数据在农业测量中的应用遥感数据在农业测量中可以提供农作物的生长状态、受灾情况和产量预测等信息。
通过遥感图像的特征提取和分类，可以监测农作物的种植面积、植被指数和土壤湿度等参数，用于农业管理和精准农业。
三、遥感数据提取测绘信息的方法1. 监督分类法监督分类法是常用的遥感数据提取测绘信息的方法之一。
该方法需要预先准备训练样本，并通过机器学习算法训练分类器，然后应用分类器对整个遥感图像进行分类，提取出感兴趣的测绘信息。
遥感
第一章本章思考题：1.遥感概念2.遥感探测系统包括3.与传统对地探测手段比较，遥感的特点？举例说明4.遥感的分类？分类依据？遥感：不直接接触物体本身，从远处通过各种传感器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，来识别物体的属性及其分布等特征的综合技术遥感系统包括：被测目标的信息特征、信息的获取、信息的传输与记录、信息的处理和信息的应用五大部分遥感特点:1.大面积的同步观测——瞬时信息获取范围如一幅Landsat图像，覆盖面积185 km×185 km，在5~6 min内可完成扫描，实现对地的大面积同步观测。
所取得的数据可进行大面积资源和环境调查，并且不受地形阻隔等限制。
2.时效性——同一地区信息获取的重复周期遥感探测可以在短时间内对同一地区进行重复探测，监测地球上许多事物的动态变化。
一般地球资源卫星8~9天可重复一次，气象卫星每天两次，而传统的地面调查需要花费大量的人力和物力，且周期很长。
因此，遥感方法具有很好的时效性。
遥感在天气预报、火灾和水灾监测以及军事行动等领域的应用，反映了遥感方法的时效性优势。
3.信息的综合性和可比性遥感获得的地物电磁波特性数据综合地反映了地球上许多自然、人文信息，客观地记录了地面的实际状况，数据综合性很强。
同时，不同的卫星传感器获得的同一地区的数据以及同一传感器在不同时间获得的同一地区的数据，均具有可比性。
4.经济性——与传统信息获取手段相比从投入的费用与所获取的效益看，遥感与传统的方法相比，可以大大地节省人力、物力、财力和时间，具有很高的经济效益和社会效益。
如Landsat卫星的投入与效益比估计为1:80 。
5.局限性——相对于整个电磁波谱段而言信息的提取方法不能满足遥感快速发展的要求。
数据的挖掘技术不完善，使得大量的遥感数据无法有效利用。
遥感分类：1)按遥感平台分类：地面遥感、航空遥感、航天遥感、航宇遥感2)按传感器的探测波段分类：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感3)按工作方式分类：主动遥感和被动遥感成像遥感和非成像遥感4)按应用领域分类：大的研究领域具体应用领域结论：电磁辐射理论是遥感的物理基础。
数字图像处理技术在遥感图像分析中的应用
数字图像处理技术在遥感图像分析中的应用摘要：数字图像处理技术是一种广泛应用于遥感图像分析的技术。
本文将介绍数字图像处理技术在遥感图像分析中的主要应用，并讨论其在地表覆盖分类、目标检测与提取、图像增强以及变化检测等方面的优势和应用案例。
数字图像处理技术的应用使得遥感图像的分析和解释更加准确和高效。
1. 引言遥感技术以其高效、大范围的特点在资源调查、环境监测等领域得到了广泛的应用。
而遥感图像的处理和解释对于遥感技术的进一步发展至关重要。
数字图像处理技术作为一种强大的工具，能够提供一系列对遥感图像进行分析和处理的方法。
本文将针对数字图像处理技术在遥感图像分析中的应用进行讨论和分析。
2. 地表覆盖分类地表覆盖分类是遥感图像处理中一个重要的任务。
数字图像处理技术可以通过灰度直方图均衡、滤波、边缘检测等方法对遥感图像进行预处理，从而更好地进行地表覆盖分类。
同时，数字图像处理技术还可以通过图像分割、特征提取等方法进行对象识别，并将其标记为不同的地表覆盖类型。
这种技术应用可以有效地提高地表覆盖分类的准确性和效率。
3. 目标检测与提取在遥感图像分析中，目标检测与提取是一项重要的任务。
数字图像处理技术可以通过边缘检测、形态学分析、图像分割等方法，将感兴趣的目标从遥感图像中提取出来。
这种应用可以帮助遥感分析师快速发现目标并进行进一步的分析和解读，提高遥感图像的解释效果。
4. 图像增强图像增强是数字图像处理技术在遥感图像分析中的另一个重要应用。
遥感图像由于采集和传输过程中的种种因素，可能存在噪声、模糊等问题。
数字图像处理技术可以通过滤波、增强对比度、色彩平衡等方法对遥感图像进行增强，提高图像的视觉质量和可解释性。
5. 变化检测变化检测是利用遥感图像进行地表变化监测和分析的一项重要任务。
数字图像处理技术可以通过对比两幅遥感图像的像素值、纹理特征、形状等信息进行分析，检测地图变化的位置和类型。
这种应用可以帮助决策者及时了解地表变化情况，制定相应的决策措施。
常用的遥感卫星影像数据处理方法
北京揽宇方圆信息技术有限公司常用的遥感卫星影像数据处理方法1、常用遥感图像处理软件⏹ENVI:美国Exelis Visual Information Solutions公司的旗舰产品⏹PCI GEOMATICA：加拿大PCI公司旗下的四个主要产品系列之一⏹EDRAS imagine2、白色的光可以分解为系列单色的可见光；三种原色：红、绿、蓝；三种补色：黄、品、青黄=红+绿品=红+蓝青=绿+蓝任何一种颜色都可以用3原色或者3补色来组合3、常用的波段组合特点红绿蓝321真彩色：可见光组成，符合人眼对自然物体的观察习惯。
对于水体和人工地物表现突出。
432假彩色：城市地区，植被种类。
543假彩色：增强对植被的识别743假彩色：增强对植被的识别，以及矿物、岩石类别的区分。
4、共15个主功能模块，其中一般的遥感数字图像处理经常用到的是Viewer、Import、DataPrep、Interpreter、Classifier、Modeler等。
5、功能模块介绍：①该模块主要实现图形图像的显示，是人机对话的关键。
②数据输入输出模块，主要实现外部数据的导入、外部数据与ERDAS支持数据的转换及ERDAS内部数据的导出。
③数据预处理模块，主要实现图像拼接、校正、投影变换、分幅裁剪、重采样等功能。
④专题制图模块，主要实现专题地图的制作。
⑤启动图像解译模块，主要实现图像增强、傅里叶变换、地形分析及地理信息系统分析等功能。
⑥图像库管理模块，实现入库图像的统一管理，可方便地进行图像的存档与恢复。
⑦图像分类模块，实现监督分类、非监督分类及专家分类等功能。
⑧空间建模模块，主要是通过一组可以自行编制的指令集来实现地理信息和图像处理的操作功能。
⑨矢量功能模块，主要包括内置矢量模块及扩展矢量模块，该模块是基于ESRI的数据模型开发的，所以它直接支持coverage、shapfile、vector layer等格式数据。
⑩雷达图像处理模块，主要针对雷达影像进行图像处理、图像校正等操作。
ENVI基础功能教程
ENVI基础功能教程ENVI（Environment for Visualizing Images）是一款功能强大的遥感图像处理和分析软件。
它是由Exelis Visual Information Solutions 开发的，用于处理、分析和可视化各种遥感数据的工具。
本文将介绍ENVI的基础功能，并提供相应教程。
1.数据导入和显示ENVI可以导入多种遥感数据，包括多光谱、高光谱、雷达和激光雷达数据等。
用户可以选择打开单个文件或者批量导入数据集。
导入后，ENVI会将数据以图像形式显示在界面上。
教程：a.在ENVI中选择“文件”->“打开”来导入遥感图像。
b.选择要导入的图像文件，并点击“打开”按钮。
c.ENVI会将图像加载到显示窗口中。
2.图像增强ENVI提供了多种图像增强工具，用于改善图像质量和可视化效果。
这些工具包括亮度调整、对比度增强、直方图均衡化等。
教程：a.选择“处理”->“亮度/对比度调整”来打开亮度和对比度调整对话框。
b.在对话框中调整亮度和对比度滑块，直到达到理想的效果。
c.点击“应用”按钮来应用调整。
3.波段操作ENVI允许对图像的不同波段进行操作，包括波段合成、波段提取和波段重映射等。
这些功能有助于提取和分析图像中的特定信息。
教程：a.选择“处理”->“波段操作”来打开波段操作对话框。
b.在对话框中选择要进行的操作，如波段合成或波段提取。
c.根据对话框中的提示设置参数，并点击“应用”按钮来进行操作。
4.目标检测和分类ENVI提供了多种目标检测和分类算法，用于自动提取地物信息。
用户可以将图像分割成不同的类别，并根据需要进行后续分析。
教程：a.选择“分类”->“目标检测和分类”来打开目标检测和分类对话框。
b.选择合适的检测和分类算法，并设置参数。
c.点击“开始”按钮来进行目标检测和分类。
5.地形分析ENVI具有地形分析功能，可以对地表高程数据进行分析和可视化。
遥感考点总结
第一章遥感概述一、遥感概念遥感(Remote Sensing)泛指对地表事物的遥远感知。
遥感定义：是从远处探测感知物体，也就是不与目标对象直接接触的情况下，通过某种平台上装载的传感器获取其特征信息，然后对所获取信息进行提取、判定、加工处理及解译应用的综合性技术。
二、遥感的分类按遥感平台分类：近地面遥感；航空遥感；航天遥感。
按传感器的探测波段分类：紫外0.05-0.38；可见光0.38-0.76；红外0.76-1000微米；微波1mm-10m；多波段遥感按传感器工作方式分类：主动遥感；被动遥感。
按遥感资料获取方式：成像遥感；非成像遥感获得信号是曲线、数据。
按波段宽度及波谱的连续性：高光谱遥感；常规遥感。
按应用领域分类：陆地遥感、海洋遥感；农业遥感；城市遥感……三、遥感的特点宏观观测，大范围获取数据(…)。
动态监测，更新快(…)。
技术手段多样，信息量大(…)。
应用领域广，经济效益高(…)。
局限性(…)。
四、遥感数据的应用领域林业：清查森林资源、监测森林火灾和病虫害。
农业：作物估产、作物长势及病虫害预报。
水文与海洋：水资源调查、水资源动态研究、冰雪监控、海洋渔业。
国土资源：国土资源调查、规划和政府决策。
气象：天气预报、气候预报、全球气候演变研究。
环境监测：水污染、海洋油污染、大气污染、固体垃圾等及其预报。
测绘：航空摄影测量测绘地形图、编制各种类型的专题地图和影像地图。
城市：城市综合调查、规划及发展。
考古：遗址调查、预报。
地理信息系统：基础数据、更新数据。
五、遥感技术系统组成1、遥感平台；遥感平台(Remote Platform)是安放遥感仪器的载体，包括气球、飞机、人造卫星、航天飞机以及遥感铁塔等。
按遥感平台的高度不同，遥感分为近地遥感（150m以下）、航空遥感（80 km以下的平台，包括飞机和气球）和航天遥感等。
2、遥感器；遥感器或传感器( Remote Sensor)是接收与记录地表物体辐射、反射与散射信息的仪器。
遥感变化检测技术及其应用综述
2007年8月第5卷第4期地理空间信息ＧＥＯＳＰＡＴＩＡＬＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＡｕｇ．，２００７Ｖｏｌ．５，Ｎｏ．４遥感变化检测技术及其应用综述吴芳，刘荣，田维春，曾政祥（东华理工学院地球科学与测绘工程学院，江西抚州344000）摘要：从遥感变化检测前的准备工作和技术流程入手，对变化检测技术及应用现状作了简要介绍，综述了近些年来常用的几种遥感变化检测方法，即图像差值法、图像比值法、主成分分析法、植被指数法、分类后比较法。
分析了遥感变化检测在国土资源、森林火灾、海洋、军事等方面发挥的重要作用。
关键词：遥感；变化检测；多源数据；检测方法Technology for Remote Sensing Chang Detection and Its Application WU Fang，LIU Rong，TIAN Weichun，ZENG Zhengxiang(East China Institute of Technology,Fuzhou344000,China)Abstract：This paper presents the preparatory work and work flow of remote sensing change detection.The change detection technique and its applications are also introduced.Varieties of useful methods of change detec-tion of recently years were summarized in this paper such as image differencing,image ratio method,principal component analysis,NDVI,post-classification comparison and so on.Has analyzed the important function of change detection in the fields of national land resources、forest-fire、sea and military.Key words：remote sensing；change detection；multi-source data；detective method从１９７２年美国发射第一颗陆地资源卫星以来，对地观测卫星发展迅速，应用领域得到不断扩大，应用成效也得到不断提高［１］。
《遥感原理方法与应用》教学大纲
《遥感原理方法与应用》教学大纲课程信息课程名称：遥感原理方法与应用课程类型：专业课学分数：3学分授课对象：地理信息科学、环境科学、资源与环境工程等相关专业的本科生先修课程：数学、物理、地理信息系统基础、地理学概论授课目的与要求本课程旨在培养学生对遥感技术的理论知识与应用实践能力，掌握遥感原理和方法，了解不同的遥感数据源和遥感技术的应用于资源与环境、农业、城市规划等领域，以及遥感数据的获取、处理和分析方法。
1.掌握遥感原理和方法，了解不同类型的遥感数据源；2.学习遥感软件的基本操作，并进行遥感数据处理和分析；3.能够将遥感技术应用于资源与环境、农业、城市规划等领域；4.培养学生分析和解决实际问题的能力。
授课方式本课程采用理论与实践相结合的授课方式。
理论课程的授课内容通过授课、讲解、案例分析等方式进行；实践课程通过实验、作业、课程项目等方式进行，以巩固理论知识并培养学生实际操作能力。
教学方法1.理论课程内容以讲授和案例分析为主，鼓励学生积极参与讨论，提高学生的分析和解决问题的能力；2.实践课程内容为实验和课程项目，通过实际操作，培养学生的实际应用能力和团队合作精神；3.个别辅导和小组讨论，帮助学生理解和掌握遥感原理与方法。
教学内容与学时安排1.遥感原理与方法导论(2学时)-遥感概述与发展-遥感技术基础2.遥感数据与传感器(6学时)-遥感数据源的分类与特点-遥感传感器的种类和工作原理-遥感数据获取与处理方法3.遥感影像的处理与解译(14学时)-遥感影像的几何校正和辐射校正-影像增强与分类方法-地物解译与目标提取4.遥感技术在资源与环境领域的应用(12学时)-土地利用/土地覆盖分类与变化检测-植被与生态环境监测-水资源与水环境监测5.遥感技术在农业领域的应用(8学时)-农作物遥感监测与预测-土壤养分与土地特征分析6.遥感技术在城市规划领域的应用(8学时)-城市扩展与土地利用规划-城市绿地与植被分析7.遥感技术在灾害监测与应对中的应用(6学时)-自然灾害监测与预警-灾后评估与救援8.遥感应用案例分析与讨论(4学时)-国内外遥感应用案例分析-学生自主选题和研究报告考核方式1.平时表现占比30%，包括实验报告、作业完成情况等；2.期中考试占比30%，考查学生对遥感原理和方法的掌握程度；3.期末项目占比40%，要求学生根据实际问题进行遥感数据处理、分析和解决方案的撰写和演示。
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• 比特误差滤波器：可以消除图像中的比特误差。
ENVI中雷达处理功能工具
七、纹理滤波 纹理滤波器，允许从SAR或其他数据类型中抽取纹理信息。这些滤波
器是根据数据范围、RMS，数据的一阶矩和二阶矩进行滤波的。
• Occurrence Measures（基于概率统计的滤波）：使用该选项，可以应用5中不同的基于概率 统计的纹理滤波。概率统计滤波可以利用的是数据范围、平均值、方差、熵和偏斜。概率统 计把处理窗口中每一个灰阶出现的次数用于纹理计算。
ENVI中雷达处理功能工具
三、消除天线增益畸变（Antenna Pattern Correction） 由于仪器的天线增益阵列不同，雷达图像在垂直前进方向有明显的畸 变。
多项式拟合和天线阵列校正图 注： 乘法校正通常用于校正雷达天线阵列畸变； 多项式次数根据需要进行改变，最大次数为5。最好使用一个低次多项式，以便不会消除后
区。 Radar->Polarimetric Tools->Extract Polarization Signatures
ENVI中雷达处理功能工具
3）多视SIR-C压缩数据 该选项可以减少SAR数据中的斑点噪声。
4）生成相位图像 用于测量水平和垂直极化之间的相位差。
5）生成消隐脉冲高度图像 用于为每个像元测量雷达波的多次散射总量（消隐脉冲高度值越大，散射
向散射信号中的局部改变。Biblioteka ENVI中雷达处理功能工具
四、斜距校正（Slant-to-Ground Range）---作业之一 由于雷达装置所测量的距离是目标物到平台一侧的距离（斜距距离），
这导致了真实地面制图（地面距离）中的失真。假定地形是平坦的，使用 斜距校正可以将倾斜距离的雷达图像重采样为与地面距离图像中的像元尺 寸相同的图像。
2）提取极化信号
极化信号是单个像元或一个感兴趣区平均值的完全散射特性的3D表现。 可以根据一幅显示图像的当前像元位置来提取极化信号，或从定义的感兴 趣区中进行提取。
A）从单像元中提取极化信号 主影像窗口->Tools->Polarization Signatures
ENVI中雷达处理功能工具
2）提取极化信号 B）从感兴趣区中提取极化信号 前提：先显示一幅合成图像或其他相互配准的数据集，并定义感兴趣
遥感数据处理及分析 ----目标检测
2014-2015-1学期
实验目的
主要内容
ENVI中雷达处理功能工具
油污的判别和图像分割
作业
实验目的
实验目的： 1）了解ENVI中雷达处理功能工具 2）掌握合成数据、提取计划信号和斜距校
正操作。 3）了解油污的判别，掌握图像分割
ENVI中雷达处理功能工具
• Orien(方位角)范围： 0～180度， 0代表水平极化， 90代表垂直极化
• Output in dB？yes-输出转化为分贝形式的图像，no-图像将以亮度值形式输 出。 • Output Data Type：当不需要定量分析时可选字节型输出；选择字节型输出 将自动取消分贝输出。
ENVI中雷达处理功能工具
ENVI中雷达处理功能工具
一、打开/准备雷达文件：
AIRSAR和SIR-C用于ENVI标准处理程序之前，必须进行合成， 从压缩的Stokes矩阵格式(AIRSAR，*.stk)或 从压缩的散射矩阵文件(SIR-C，*.cdp)中 合成标准的和特定的发射和接收极化图像 以及总功率图像。
Georeference RADARSAT 同Map->Georeference RADARSAT
图像。假定地形平坦，可以根据近距离角(near range angle)和远距离角(far range angle)对入射角进行计算。
参数： 图像行列数 近距角度 远距角度 近距位置 输出几何关系 入射角图像单位
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六、自适应滤波 自适应滤波运用围绕每个像元的方框中的像元的标准差来计算一个新
参数： 仪器高度 近距距离 斜距像元大小 输出像元大小 近距位置 这些参数可从数据提供商处 获取或查看头文件。
ENVI中雷达处理功能工具
五、生成入射角图像（Incidence Angle Image） 可以由AIRSAR、RADARSAT、SIR-C和其他类型的雷达数据生成入射角
的像元值。
• Lee滤波器：用于平滑强度跟图像景象密切相关的噪声数据（斑点）以及附加和/或倍增类型 的噪声。
• Frost滤波器：用于在雷达图像中保留边缘的情况下，减少斑点噪声。
• 增强型Lee滤波器和增强型Frost滤波器：可以在保持雷达图像纹理信息的同时减少斑点噪声。
• Gamma滤波器和Kuan滤波器：用于在雷达图像中保留边缘信息时，减少斑点噪声
八、合成彩色图像 可以将一幅灰阶图像转换成一幅彩色合成图像。该转换通常用于在保留
有用细节的情况下，增强雷达数据中大比例尺细微特征的显示。
ENVI中雷达处理功能工具
九、极化工具
ENVI中雷达处理功能工具
1）AIRSAR/SIR-C数据合成
• Ellip(椭圆率)范围： -45~45度， 0表示形成线性极化。
• Co-occurrence Measures（基于二阶概率统计的滤波）：使用该选项，可以应用8个基于二阶 矩阵的纹理滤波，这些滤波包括均值、方差、协同性、对比度、相异性、熵、二阶矩阵和相 关性。
二阶概率统计用一个灰色调空间相关性矩阵来计算纹理值，这是一个相对频率矩阵，即 像元值在两个临近的由特定的距离和方向分开的处理窗口中出现频率，该矩阵显示了一个像 元和它的特定邻域之间关系的发生数。
ENVI中雷达处理功能工具
二、雷达文件的定标(Calibration)：
1）定标为雷达亮度值(Beta Nought)， 输出单位为dB。
2）定标为雷达后向散射系数值(Sigma Nought)，输出单位为dB。 注：2）需要一个DEM文件，这个DEM文件必须与雷达数据具有相同空间
尺寸和像元大小，这个DEM图像将被用于计算图像上的入射角。