遙感導(dǎo)論第四章

1、2編輯ppt一、顏色視覺一、顏色視覺1 1、亮度對比和顏色對比、亮度對比和顏色對比（1 1）亮度對比亮度對比：對象相對于背景的明亮程度。改變對比度，可以提高圖象的視覺效果。（2 2）顏色對比：顏色對比：在視場中，相鄰區(qū)域的不同顏色的相互影響叫做顏色對比。兩種顏色相互影響的結(jié)果，使每種顏色會向其影響色的補(bǔ)色變化。在兩種顏色的邊界，對比現(xiàn)象更為明顯。因此，顏色的對比會產(chǎn)生不同的視覺效果。 4編輯ppt不同色調(diào)的亮度變化相同色調(diào)的亮度變化最亮最暗亮暗 3 3、顏色立體、顏色立體（1 1）顏色立體）顏色立體：中間垂直軸代表明度 ；中間水平面的圓周代表色調(diào)；圓周上的半徑大小代表飽和度。圖4.1（2 2）

2、孟賽爾顏色立體：）孟賽爾顏色立體：中軸代表無色彩的明度等級；在顏色立體的水平剖面上是色調(diào)；顏色立體中央軸的水平距離代表飽和度的變化。圖4.2l顏色相加原理顏色相加原理三原色：三原色：若三種顏色，其中的任一種都不能由其余二種顏色混合相加產(chǎn)生，這三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色調(diào)的顏色，則稱之為三原色。紅、綠、藍(lán)?；パa(bǔ)色：互補(bǔ)色：若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色，這兩種顏色就稱為互補(bǔ)色。黃和藍(lán)、紅和青、綠和品紅。色度圖：色度圖：可以直觀地表現(xiàn)顏色相加的原理,更準(zhǔn)確地表現(xiàn)顏色混合的規(guī)律.圖圖4.54.510編輯ppt加色法三原色減色法三原色11編輯ppt12編輯ppt 例如描述一個人身高為例如描述

3、一個人身高為180cm180cm； 越高數(shù)字越大；越高數(shù)字越大； 用數(shù)字來量化身高；用數(shù)字來量化身高； 同樣，可以用同樣，可以用190190尺來尺來表示身高。表示身高。13編輯pptl 243 18014編輯ppt153153189189545415編輯ppt0.45-0.520.45-0.52微米藍(lán)綠波段；微米藍(lán)綠波段； 0.52-0.600.52-0.60微米綠色波段；微米綠色波段； 0.63-0.690.63-0.69微米紅色波段微米紅色波段0.76-0.900.76-0.90微米近紅外波微米近紅外波；0 0.55-1.75.55-1.75微米中紅外波段微米中紅外波段; ;2.08-2.

4、352.08-2.35微米中紅外波段微米中紅外波段16編輯pptl321l432l74317編輯ppt色彩合成不同的波段賦予不同的原色18編輯ppt植物-主要反射綠色波段和近紅外波段綠波段用藍(lán)色表示，近紅外用紅色表示；藍(lán)色+紅色=品紅；近紅外波段紅色紅色波段 綠色綠色波段 藍(lán)色19編輯ppt近紅外波段紅色紅色波段 綠色綠色波段 藍(lán)色亮青色：裸露土地暗青色：成熟作物或葉子干枯的植物紅色：生長期的植物黑色：水20編輯ppt常用的波段組合特 點(diǎn)紅綠藍(lán)321真彩色：可見光組成，符合人眼對自然物體的觀察習(xí)慣。對于水體和人工地物表現(xiàn)突出。432假彩色 ：城市地區(qū)，植被種類。543假彩色：增強(qiáng)對植被的識別7

5、43假彩色：增強(qiáng)對植被的識別，以及礦物、巖石類別的區(qū)分。遙感數(shù)字圖像處理：利用計算機(jī)對遙感圖像及其資料進(jìn)行的各種技術(shù)處理。數(shù)字圖像處理的優(yōu)點(diǎn)快捷、準(zhǔn)確、客觀地提取遙感信息適應(yīng)地理信息系統(tǒng)的發(fā)展遙感數(shù)據(jù)有光學(xué)圖像光學(xué)圖像和數(shù)字圖像數(shù)字圖像之分。 數(shù)字圖像：數(shù)字圖像：能被計算機(jī)存儲、處理和使用的用數(shù)字表示的圖像。(數(shù)字量) 光學(xué)圖像：光學(xué)圖像：普通像片那樣的灰度級及顏色連續(xù)變化的影像（模擬量）區(qū)別：模擬量是連續(xù)變量，而數(shù)字量是離散變量。23編輯ppt數(shù)字圖像的表示數(shù)字圖像的表示：矩陣函數(shù)矩陣函數(shù)24編輯ppt像元：坐標(biāo) 數(shù)值行、列定義像元位置數(shù)值通常用8bits 記錄28 = 256灰度值范圍為0

6、-255每個像元是圖像的基本元素25編輯ppt傳感器量測的數(shù)值1 顯示灰度級暗亮2 對應(yīng)的彩色灰度級，從紫到紅3 設(shè)定數(shù)值和顏色對照表，根據(jù)需要給不同的灰度值以不同的顏色。遙感影像的表現(xiàn)單波段的顯示26編輯ppt遙感傳感器利用不同的電磁波波段獲得地面目標(biāo)的光譜反射或者散射的值，以規(guī)則的格網(wǎng)記錄，因此遙感影像的實(shí)質(zhì)是記錄亮度值的點(diǎn)的矩陣；每個格網(wǎng)是一個像元。例如標(biāo)準(zhǔn)一景SPOT影像是60KM X 60 KM，全色波段的分辨率為10M（代表地面10M X 10M的范圍），其格網(wǎng)的行列數(shù)為：6000 X 6000。其位置由格網(wǎng)所在的行列號代表。格網(wǎng)的數(shù)值=像元值=亮度值=灰度27編輯pptl一景La

7、ndsat 5/TM影像，7個波段?？梢姽夂徒t外的每個波段大小為6166*6166，代表地面185*185km的范圍。那么存儲7個波段需要多大的空間？28編輯pptl給定一幅模擬圖像，如何存儲至計算機(jī)？29編輯pptl數(shù)字化：數(shù)字化：將連續(xù)的圖像變化，作等間距的抽樣和量化。通常是以像元的亮度值表示。 數(shù)字量和模擬量的本質(zhì)區(qū)別：連續(xù)變量，離散變量。 把模擬影像分割成同樣形狀的小單元，以各個小單元把模擬影像分割成同樣形狀的小單元，以各個小單元的平均亮度值或中心部分的亮度值作為該單元的亮度的平均亮度值或中心部分的亮度值作為該單元的亮度值進(jìn)行數(shù)字化的影像。值進(jìn)行數(shù)字化的影像。 把前一部分的空間離散化

8、處理叫采樣（sampling）， 而后一部分的亮度值的離散化處理叫量化（quantization）， 以上兩種過程結(jié)合起來叫影像的數(shù)字化（digitization）。30編輯ppt采樣的原理31編輯ppt32編輯ppt量化的概念l數(shù)字圖像直方圖：數(shù)字圖像直方圖：以每個像元為單位，表示圖像中各亮度值或亮度值區(qū)間像元出現(xiàn)的頻率的分布圖。l直方圖的作用：直方圖的作用：直觀地了解圖像的亮度值分布范圍、峰值的位置、均值以及亮度值分布的離散程度。直方圖的曲線可以反映圖像的質(zhì)量差異。正態(tài)分布：反差適中，亮度分布均勻，層次豐富，圖像質(zhì)量高。偏態(tài)分布：圖像偏亮或偏暗，層次少，質(zhì)量較差。小結(jié) 34編輯ppt頻率灰

9、度值頻率F=每個灰度值出現(xiàn)的次數(shù) 總像元數(shù)X100%灰度級直方圖低反射高反射反差：最大灰度值和最小灰度值之差。直方圖范圍窄，說明反差很小；直方圖延伸很寬，表明反差大l輻射畸變：輻射畸變： 地物目標(biāo)的光譜反射率的差地物目標(biāo)的光譜反射率的差異在實(shí)際測量時，受到傳感器本身、大異在實(shí)際測量時，受到傳感器本身、大氣輻射等其他因素的影響而發(fā)生改變。氣輻射等其他因素的影響而發(fā)生改變。這種改變稱為輻射畸變。這種改變稱為輻射畸變。l只有進(jìn)行了輻射校正，才能保證探測器的精度能夠滿足應(yīng)用需求，保證探測器的輸出反映被測量值的真實(shí)變化，校正探測器性能的自然衰變對測量結(jié)果的影響，從而得到較精確的遙感影像。1 1）傳感器本

10、身的影響：）傳感器本身的影響：2 2）大氣的影響）大氣的影響2. 2.影響輻射畸變的因素影響輻射畸變的因素3. 3. 大氣影響的定量分析大氣影響的定量分析 ： （1）無大氣的亮度： （2）大氣吸收影響；L1 （3）大氣散射后經(jīng)過地物反射進(jìn)入傳感器；Lp （4）大氣散射直接進(jìn)入傳感器；L2大氣的主要影響？大氣的主要影響是減少了圖像的對比度，使原始信號和背景信號都增加了因子，圖像質(zhì)量下降。39編輯pptl大氣影響的粗略校正：大氣影響的粗略校正： 精確的校正公式需要找出每個波段像元亮度值與地物反射率的關(guān)系。為此需得到衛(wèi)星飛行時的大氣參數(shù)，以求出透過率T、T等因子。如果不通過特別的觀測，一般很難得到這

11、些數(shù)據(jù)，所以，常常采用一些簡化的處理方法，只去掉主要的大氣影響，使影像質(zhì)量滿足基本要求。 通過簡單的方法去掉程輻射度（散射光直接進(jìn)入傳感器的那部分），從而改善圖像質(zhì)量。直方圖最小值去除法回歸分析法:校正的方法是將波段b中每個像元的亮度值減去a，來改善圖像，去掉程輻射。 基本思路基本思路: :每幅圖像上都有輻射亮度或反射亮度每幅圖像上都有輻射亮度或反射亮度應(yīng)為應(yīng)為0 0的地區(qū)，而事實(shí)上并不等于的地區(qū)，而事實(shí)上并不等于0,0,說明亮度最說明亮度最小值必定是這一地區(qū)大氣影響的程輻射度增值。小值必定是這一地區(qū)大氣影響的程輻射度增值。校正方法校正方法: :將每一波段中每個像元的亮度值都減去本將每一波段中

12、每個像元的亮度值都減去本波段的最小值。使圖像亮度動態(tài)范圍得到改善，對比度波段的最小值。使圖像亮度動態(tài)范圍得到改善，對比度增強(qiáng)，從而提高了圖像質(zhì)量。增強(qiáng)，從而提高了圖像質(zhì)量。HOMEl幾何畸變：遙感圖像的幾何位置上發(fā)生變化，產(chǎn)生諸如行列不均勻，像元大小與地面大小對應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等變形。P103l幾何畸變是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲等作用的結(jié)果。l遙感平臺位置和運(yùn)動狀態(tài)變化的影響： 航高、航速、俯仰、翻滾、偏航。P104l地形起伏的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。l地球表面曲率的影響：一是像點(diǎn)位置的移動；二是像元對應(yīng)于地面寬度不等，距星下點(diǎn)愈遠(yuǎn)畸變愈大，對應(yīng)地面長度越長。l大氣折射的影響：產(chǎn)生

13、像點(diǎn)位移。l地球自轉(zhuǎn)的影響：產(chǎn)生影像偏離。43編輯ppt （1）遙感平臺運(yùn)動狀態(tài)變化 航高：當(dāng)平臺運(yùn)動過程中受到力學(xué)因素影響，產(chǎn)生相對于原標(biāo)準(zhǔn)航高的偏離，或者說衛(wèi)星運(yùn)行的軌道本身就是橢圓的。航高始終發(fā)生變化，而傳感器的掃描視場角不變，從而導(dǎo)致影像掃描行對應(yīng)的地面長度發(fā)生變化。航高越航高越向高高處偏離，影像對應(yīng)的地面地面越寬越寬 44編輯ppt 航速：衛(wèi)星的橢圓軌道本身就導(dǎo)致了衛(wèi)星飛行速度的不均勻，其他因素也可導(dǎo)致遙感平臺航速的變化。航速快時，掃描帶超前，航速慢時，掃描帶滯后，由此可導(dǎo)致影像在衛(wèi)星前進(jìn)方向上（影像上下方向）的位置錯動。 45編輯ppt俯仰：遙感平臺的俯仰變化能引起影像上下方向的變

14、化，即星下點(diǎn)俯時后移，仰時前移，發(fā)生行間位置錯動。 46編輯ppt翻滾：遙感平臺姿態(tài)翻滾是指以前進(jìn)方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)了一個角度?？蓪?dǎo)致星下點(diǎn)在掃描線方向偏移，使整個影像的行向翻滾角引起偏離的方向錯動。 47編輯ppt偏航：指遙感平臺在前進(jìn)過程中，相對于原前進(jìn)航向偏轉(zhuǎn)了一個小角度，從而引起掃描行方向的變化，導(dǎo)致影像的傾斜畸變。48編輯pptl遙感平臺位置和運(yùn)動狀態(tài)變化的影響： 航高、航速、俯仰、翻滾、偏航。P104l地形起伏的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。l地球表面曲率的影響：一是像點(diǎn)位置的移動；二是像元對應(yīng)于地面寬度不等，距星下點(diǎn)愈遠(yuǎn)畸變愈大，對應(yīng)地面長度越長。l大氣折射的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。l地球自轉(zhuǎn)的影響

15、：產(chǎn)生影像偏離。49編輯pptl地球曲率的變形圖示地球曲率的變形圖示一是像點(diǎn)位置的移動，當(dāng)選擇的地圖投影平面是地球的切平面時，使地面點(diǎn)P0相對于投影平面點(diǎn)P有一高差h。50編輯ppt 二是像元對應(yīng)于地面寬度的不等。由于傳感器通過掃描取得數(shù)據(jù)，在掃描過程中每一次取樣間隔是星下視場角的等分間隔。如果地面無彎曲，在地面瞬時視場寬度不大的清況下，L1，L2，L3，的差別不大。但由于地球表面曲率的存在，對應(yīng)于地面的P1，P2，P3，顯然P3-P1 L3-L1，距星下點(diǎn)越遠(yuǎn)畸變越大，對應(yīng)地面長度越長。 像元對應(yīng)于地面寬度的不等像元對應(yīng)于地面寬度的不等 51編輯pptl遙感平臺位置和運(yùn)動狀態(tài)變化的影響： 航

16、高、航速、俯仰、翻滾、偏航。P104l地形起伏的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。l地球表面曲率的影響：一是像點(diǎn)位置的移動；二是像元對應(yīng)于地面寬度不等，距星下點(diǎn)愈遠(yuǎn)畸變愈大，對應(yīng)地面長度越長。l大氣折射的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。l地球自轉(zhuǎn)的影響：產(chǎn)生影像偏離。52編輯ppt圖像對應(yīng)地面圖像對應(yīng)地面 實(shí)際地面實(shí)際地面53編輯ppt圖像像元大小與地面尺寸不一校正為：校正為：圖像像元大小與對應(yīng)地面尺寸一致54編輯ppt幾何粗校正：幾何粗校正：地面接收站在提供給用戶資料前，已按常規(guī)處理地面接收站在提供給用戶資料前，已按常規(guī)處理方案與圖像同時接收到的有關(guān)運(yùn)行姿態(tài)、傳感器性能指標(biāo)、大氣方案與圖像同時接收到的有關(guān)運(yùn)行姿態(tài)、傳

17、感器性能指標(biāo)、大氣狀態(tài)、太陽高度角對該幅圖像幾何畸變進(jìn)行了校正。狀態(tài)、太陽高度角對該幅圖像幾何畸變進(jìn)行了校正。 幾何精校正：幾何精校正：利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行的幾何校正稱為幾何精校正。利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行的幾何校正稱為幾何精校正。 也稱圖像糾正，其目的是改正原始影像的幾何變形，產(chǎn)生一幅符也稱圖像糾正，其目的是改正原始影像的幾何變形，產(chǎn)生一幅符合某種地圖投影或圖形表達(dá)要求的新圖像。合某種地圖投影或圖形表達(dá)要求的新圖像。l基本思路：基本思路：把存在幾何畸變的圖像，糾正成符合某種地圖投影的圖像，且要找到新圖像中每一像元的亮度值。l具體步驟具體步驟 1）計算校正后每一點(diǎn)所對應(yīng)原圖中的位置； 2）計算每一點(diǎn)的

18、亮度值。l計算方法計算方法 1）建立兩圖像像元點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系； 2）求出原圖所對應(yīng)點(diǎn)的亮度：最近鄰法、雙線性內(nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。 基本環(huán)節(jié)有兩個：基本環(huán)節(jié)有兩個：一是像素坐標(biāo)變換；一是像素坐標(biāo)變換；二是像素亮度重采樣。二是像素亮度重采樣。56編輯ppt2022201101100020222011011000),(),(xvbubuvbvbubbvufyvauauvavauaavufyxx,y為校正前的影像坐標(biāo)；u,v為變換后對應(yīng)的坐標(biāo)；二次多項(xiàng)式間接法糾正變換公式為：二次多項(xiàng)式間接法糾正變換公式為：l控制點(diǎn)的選取控制點(diǎn)的選取(P111)(P111)數(shù)目的確定:最小數(shù)目；6倍于最小數(shù)目。選

19、擇的原則易分辨、易定位的特征點(diǎn)：道路的交叉口，水庫壩址，河流彎曲點(diǎn)等。特征變化大的地區(qū)應(yīng)多選些。盡可能滿幅均勻選取。58編輯ppt遙感圖像的幾何變形有兩層含義遙感圖像的幾何變形有兩層含義 一是指衛(wèi)星在運(yùn)行過程中，由于姿態(tài)、地球曲率、一是指衛(wèi)星在運(yùn)行過程中，由于姿態(tài)、地球曲率、地形起伏、地球旋轉(zhuǎn)、大氣折射、以及傳感器自身地形起伏、地球旋轉(zhuǎn)、大氣折射、以及傳感器自身性能所引起的幾何位置偏差。性能所引起的幾何位置偏差。二是指圖像上像元的坐標(biāo)與地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中相應(yīng)坐二是指圖像上像元的坐標(biāo)與地圖坐標(biāo)系統(tǒng)中相應(yīng)坐標(biāo)之間的差異。標(biāo)之間的差異。一、彩色變換一、彩色變換l把數(shù)字圖像組合轉(zhuǎn)換成彩色圖形，或者把各種增

20、強(qiáng)或分類圖像組合疊加，以彩色圖像顯示出來。（彩色的視覺分辨能力比黑白高）l方法：假彩色密度分割；彩色合成61編輯pptTM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7Landsat TM 5 sub-scene showing the region around the Alpinforschungszentrum Rudolfshtte62編輯pptTM7,4,1TM5,7,2TM5,4,3TM4,3,2l直方圖與圖像的質(zhì)量l概念：是一種通過改變圖像像元的亮度值來改變圖像像元對比度，從而改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。 將圖像中過于集中的像元分布區(qū)域（亮度值分布范圍）拉開擴(kuò)展，擴(kuò)大圖像反差的對比度，增

21、強(qiáng)圖像表現(xiàn)的層次性。又叫輻射增強(qiáng)。l方法：對比度線性變換和非線性變換。l線性變換：線性變換：在改善圖像對比度時，如果采用線性或分段線性的函數(shù)關(guān)系，那么這種變換就是線性變換。調(diào)整線性參數(shù)，改變變換效果分段式線性變換65編輯ppt 將亮度值為015影像拉伸為030，要設(shè)計一個線性變換函數(shù)，橫坐標(biāo)xa為變換前的亮度值，縱坐標(biāo)xb為變換后的亮度值。當(dāng)亮度值xa從015變換成xb從030，變換函數(shù)在圖中是一條直線OO，方程式為1530abxxabxx266編輯ppt 一般情況下，當(dāng)線性變換時，變換前影像的亮度范圍xa為a1a2，變換后影像的亮度范圍xb為b1b2，變換關(guān)系是直線，則變換方程為 12112

22、1aaaxbbbxab111212)(baxaabbxab67編輯ppt線性增強(qiáng)線性增強(qiáng) 若增強(qiáng)前后灰度函數(shù)關(guān)系符合以下線性若增強(qiáng)前后灰度函數(shù)關(guān)系符合以下線性關(guān)系式，則稱為線性增強(qiáng)，也稱關(guān)系式，則稱為線性增強(qiáng)，也稱“線性拉伸線性拉伸”：bkggijij68編輯ppt舉例：舉例：某地某地TM圖像，增強(qiáng)前灰度最大值為圖像，增強(qiáng)前灰度最大值為62，最，最小值為小值為10，選擇，選擇0-255灰度級進(jìn)行線性變換，則變換灰度級進(jìn)行線性變換，則變換函數(shù)為：函數(shù)為： )10(9 . 4ijijgg其中：其中：ijgijg為增強(qiáng)后灰度值；為增強(qiáng)后灰度值；為增強(qiáng)前灰度值；為增強(qiáng)前灰度值；69編輯ppt70編輯p

23、ptThis graphic illustrates the increase in contrast in an image before (left) and after (right) a linear contrast stretch. 71編輯pptIf the input range is not uniformly distributed. In this case, a histogram-equalised stretch may be better. This stretch assigns more display values (range) to the freque

24、ntly occurring portions of the histogram. In this way, the detail in these areas will be better enhanced relative to those areas of the original histogram where values occur less frequently72編輯pptThis graphic illustrates the rather uneven increase in contrast in an image before (left) and after (rig

25、ht) a histogram equalised stretch. 73編輯ppt 通過調(diào)整參數(shù)a1，a2，b1，b2，即改變變換直線的形態(tài)，可以產(chǎn)生不同的變換效果。若a2-a1b2-b1，亮度范圍縮小，影像被壓縮。對于a2與a1 ，是取在影像亮度值的全部或部分，偏亮或偏暗處，均可根據(jù)對影像顯示效果的需要而人為地設(shè)定。74編輯ppt 有時為了更好地調(diào)節(jié)影像的對比度，需要在一些亮度段拉伸，而在另一些亮度段壓縮，這種變換稱為分段線性變換。分段線性變換時，變換函數(shù)不同，在變換坐標(biāo)系中成為拆線，拆線間斷點(diǎn)的位置根據(jù)需要決定。從圖中可以看出，第一、三段為壓縮，第二段為拉伸，每一段的變換方程為： abx

26、x31102abxx41543abxx 變化前亮度值0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15變化后亮度值0 0 1 1 1 2 2 4 6 8 10 12 13 14 14 15結(jié)果比較75編輯pptl2. 非線性變換：非線性變換：變換函數(shù)為非線性函數(shù)時，即為非線性變換。76編輯ppt 1.2.1 指數(shù)變換 其意義是在亮度值較高的部分xa 擴(kuò)大亮度間隔，屬于拉伸，而在亮度值較低的部分xb縮小亮度間隔，屬于壓縮，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 cbexaaxba，b，c為可調(diào)參數(shù)，可以改變指數(shù)函數(shù)曲線的形態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)不同的拉伸比例。 77編輯ppt 1.2.2 對數(shù)變換 與指數(shù)

27、變換相反，它的意義是在亮度值較低的部分拉伸，而在亮度值較高的部分壓縮，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 caxbxab) 1lg(a，b，c仍為可調(diào)參數(shù)，由使用者決定其值 。 l以重點(diǎn)突出圖像上某些特征為目的。l濾波增強(qiáng)的原理:任何一個復(fù)雜的波形曲線都可以分解成具有不同頻率（波長）的較為簡單的波形曲線。l概念概念:根據(jù)需要，舍棄不需要的頻率曲線，選擇適宜和需要的頻率波形曲線，重新構(gòu)成新的圖像，使一些地物或現(xiàn)象得到突出顯示。l空間濾波：空間濾波：以突出圖像上的某些特征為目的，通過像元與周圍相鄰像元的關(guān)系，采取空間域中的鄰域處理方法進(jìn)行圖像增強(qiáng)方法。l圖像卷積運(yùn)算：圖像卷積運(yùn)算：在圖像的左上角開一個與模板同樣大小的

28、活動窗口，圖像窗口與模板像元的亮度值相乘再相加，得到新像元的灰度值。80編輯pptl從影像左上角開始開一與模板同樣大小的活動窗口，影像窗口與模板像元的亮度值對應(yīng)相乘再相加。假定模板大小為M*N，窗口為(m,n)，模板為t(m，n)，則模板運(yùn)算為: MmNnnmtnmjir11),(),(),(將計算結(jié)果r（i，j）放在窗口中心的像元位置，成為新像元的灰度值。然后活動窗口向右移動一個像元，再按公式做同樣的運(yùn)算，仍舊把計算結(jié)果放在移動后的窗口中心位置上，依次進(jìn)行，逐行掃描，直到全幅影像掃描一遍結(jié)束，則新影像生成。 l比值平滑：比值平滑：將每個像元在以其為中心的區(qū)域內(nèi)，取平均值來代替該像元值，以達(dá)到

29、去掉尖銳“噪聲”和平滑圖像的目的。l中值濾波：中值濾波：將每個像元在以其為中心的鄰域內(nèi)，取中間亮度值來代替該像元值，以達(dá)到去掉尖銳“噪聲”和平滑圖像的目的。82編輯ppt均值平滑 是將每個像元在以其為中心的區(qū)域內(nèi)取平均值來代替該像元值，以達(dá)到去掉尖銳“噪聲”和平滑影像目的的。區(qū)域范圍取作MN時，求均值公式為具體計算時常用33的模板作卷積運(yùn)算，其模板為 MmNnnmMNjir11),(1),(t(m,n)=或t(m,n)=1/9 1/9 1/91/9 1/9 1/91/9 1/9 1/91/8 1/8 1/81/8 0 1/81/8 1/8 1/883編輯ppt中值平滑 是將每個像元在以其為中心

30、的鄰域內(nèi)取中間亮度值來代替該像元值，以達(dá)到去尖銳“噪聲”和平滑影像目的的。具體計算方法與模板卷積方法類似，仍采用活動窗口的掃描方法。取值時，將窗口內(nèi)所有像元按亮度值的大小排列，取中間值作為中間像元的值。所以MN取奇數(shù)為好。 一般來說，影像亮度為階梯狀變化時，取均值平滑比取中值濾波要明顯得多，而對于突出亮點(diǎn)的“噪聲”干擾，從去“噪聲”后對原圖的保留程度看取中值要優(yōu)于取均值。l羅伯特梯度：找到了梯度較大的位置，也就找到了邊緣，用不同的梯度值代替邊緣處像元的值，也就突出了邊緣。l索伯爾梯度l拉普拉斯算法l定向檢測85編輯pptImage of CHURN FarmDaedalus 1268 ATM

31、Channel 386編輯pptA low-pass filter（低通濾波）（低通濾波） is designed to emphasise larger, homogeneous areas of similar tone and reduce the smaller detail in an image. Thus, low-pass filters generally serve to smooth（平滑）（平滑） the appearance of an image. 87編輯pptA high-pass filter （高通濾波）does the opposite, and serv

32、es to sharpen the appearance of fine detail in an image. 88編輯pptDirectional or edge detecting filters highlight linear features, such as roads or field boundaries. Vertical edges（垂直邊緣）89編輯pptHorizontal edgesDirectional Edge filters can also be designed to enhance features which are oriented in speci

33、fic directions and are useful in applications such as geology, for the detection of linear geologic structures. edge enhancement mathematically manipulates an image to provide a new image in which edges are made to stand out. smoothing averages the values of the pixel and its neighbors. If there is

34、noise in the image (random pixel with random values) the smoothing process will remove these. 92編輯ppt93編輯ppt植物-主要反射綠色波段和近紅外波段綠波段用藍(lán)色表示，近紅外用紅色表示；藍(lán)色+紅色=品紅；近紅外波段紅色紅色波段 綠色綠色波段 藍(lán)色94編輯ppt95編輯pptl概念：兩幅或多幅單波段影像，完成空間配準(zhǔn)后，通過一系列運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)，達(dá)到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。l原理：地物不同波段的光譜差異。97編輯ppt98編輯ppt像元波段波段：XS1XS2XS3行列光譜定

35、位空間定位相鄰像元l比值運(yùn)算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像，對應(yīng)像元的亮度值相除（除數(shù)不為0）就是比值運(yùn)算。該運(yùn)算常用于突出遙感影像中的植被特征、提取植被類型或估算植被生物量，這種算法的結(jié)果稱為植被指數(shù)。 常用算法： NDVI=（TM4-TM3）/（TM4+TM3） 近紅外波段TM4,紅波段TM3 對于區(qū)分和增強(qiáng)光譜亮度值雖不明顯，而不同波段的比值差異較大的地物有明顯效果。比值處理的方式：根據(jù)實(shí)際情況，采取加、減、乘、除四則運(yùn)算。100編輯pptTM3 TM4 NDVI101編輯pptl比值運(yùn)算常用于突出遙感影像中的植被特征、提取植被類別或估算植被生物量；l比值運(yùn)算對于去除地形影響非常有效； 地形起

36、伏往往使地物的反射率乘上一個變化因子，同一地物在不同地形條件下，其亮度會發(fā)生變化，因其變化因此不同；但在相同地形條件下，同一地物不同波段的變化因子是近似相等的，因此比值運(yùn)算后能消除變化因子的影響；102編輯ppt分類時，容易將落影與其他地物混淆103編輯ppt2. 差值運(yùn)算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像，對應(yīng)像元的亮度值相減就是差值運(yùn)算。 可突現(xiàn)出兩波段差值大的地物，如紅外-紅，可突現(xiàn)植被信息。多光譜變換:針對多光譜影象存在的一定程度上的相關(guān)性以及數(shù)據(jù)冗余現(xiàn)象，通過函數(shù)變換，達(dá)到保留主要信息，降低數(shù)據(jù)量,增強(qiáng)或提取有用信息目的的方法。其變換的本質(zhì):對遙感圖像實(shí)行線性變換，使光譜空間的坐標(biāo)按一定規(guī)律進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。l離散變換的簡稱，又稱主成分變換。它是對某一多光譜圖像X.利用K-LK-L變換矩陣變換矩陣A A進(jìn)行線性組進(jìn)行線性組合合, ,而產(chǎn)生一組新的多光譜圖像而產(chǎn)生一組新