第六章-遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)解譯

第六章遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)解譯目視解譯(回顧上一章)遙感圖像計(jì)算機(jī)解譯研究對(duì)象：遙感數(shù)字圖像技術(shù)支持：計(jì)算機(jī)技術(shù)、地學(xué)分析技術(shù)、遙感圖像處理技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)、模式識(shí)別與人工智能技術(shù)目的：智能化獲取地學(xué)專(zhuān)題信息基本目標(biāo)：目視解譯→計(jì)算機(jī)解譯優(yōu)點(diǎn)：可以快速獲取地表不同專(zhuān)題信息，并迅速更新地理數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)工作：計(jì)算機(jī)分類(lèi)遙感原理1第六章遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)解譯

本章要點(diǎn)遙感數(shù)字圖像的性質(zhì)與特點(diǎn)遙感數(shù)字圖像的自動(dòng)分類(lèi)（重點(diǎn)）遙感圖像多種特征的抽取（重點(diǎn)）遙感圖像解譯專(zhuān)家系統(tǒng)遙感原理2第六章遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)解譯定義：遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)解譯以遙感數(shù)字圖像為研究對(duì)象，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持下，綜合運(yùn)用地學(xué)分析、遙感圖像處理、地理信息系統(tǒng)、模式識(shí)別與人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地學(xué)專(zhuān)題信息的智能化獲取?；灸繕?biāo)：將人工目視解譯遙感圖像發(fā)展為計(jì)算機(jī)支持下的遙感圖像理解。利用計(jì)算機(jī)對(duì)遙感數(shù)字圖像進(jìn)行解譯難度很大。廣闊的利用前景。遙感原理3第六章遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)解譯利用計(jì)算機(jī)對(duì)遙感數(shù)字圖像進(jìn)行解譯的難度遙感圖像是從遙遠(yuǎn)的高空成像，成像過(guò)程要受傳感器、大氣條件、太陽(yáng)位置等多種因素的影響，影像中所提供的目標(biāo)地物信息不僅不完全，且或多或少地帶有噪音。遙感影像信息量豐富，與一般的圖像相比，其包容的內(nèi)容遠(yuǎn)比普通的圖像多，因而非常“擁擠”，不同地物間信息的相互影響與干擾。遙感圖像的地域性、季節(jié)性和不同成像方式更增加了計(jì)算機(jī)對(duì)遙感數(shù)字圖像進(jìn)行解譯的難度。遙感原理4第六章遙感數(shù)字圖像的計(jì)算機(jī)解譯遙感原理5第一節(jié)數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點(diǎn)遙感數(shù)字圖像遙感數(shù)字圖像是以數(shù)字表示的遙感圖像，其最基本的單元是像素。像素是成像過(guò)程的采樣點(diǎn)，也是計(jì)算機(jī)處理圖像的最小單元。像素具有空間特征和屬性特征。像素的屬性特征采用亮度值來(lái)表達(dá)，由傳感器探測(cè)到的地物電磁輻射強(qiáng)度決定。正像素：只包含一種地物的像素混合像素：包含兩種或兩種以上地物的像素遙感原理6以數(shù)字形式表示的遙感影像第一節(jié)數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點(diǎn)遙感原理7§1、數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點(diǎn)二、遙感數(shù)字圖像的特點(diǎn)便于計(jì)算機(jī)處理與分析圖像信息損失少抽象性強(qiáng)遙感原理8§1、數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點(diǎn)三.遙感數(shù)字圖像的表示方法遙感數(shù)字圖像是以二維數(shù)組來(lái)表示的.遙感原理9§1、數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點(diǎn)三.遙感數(shù)字圖像的表示方法遙感圖像按照波段數(shù)量分為:單波段數(shù)字圖像:SPOT的全色波段.多波段數(shù)字圖像:TM的7個(gè)波段數(shù)據(jù).多波段數(shù)字圖像的三種數(shù)據(jù)格式BSQ格式(Bandsequential)BIP格式(Bandinterleavedbypixel)BIL格式(Bandinterleavedbyline)遙感原理10多波段數(shù)字圖像的三種數(shù)據(jù)格式BSQ格式(Bandsequential)是一種按波段順序依次排列的數(shù)據(jù)格式。第一波段位居第一位，第二波段位居第二位，…每一波段中，像素值按照行列號(hào)依次排列。BIP格式(Bandinterleavedbypixel)每個(gè)像元按波段依次交叉排列。第一波段第一行第一個(gè)像素位居第一，第二波段第一行第一個(gè)像素位居第二，…BIL格式(Bandinterleavedbyline)逐行按波段依次排列第一波段第一行第一個(gè)像素位居第一，第一波段第一行第二個(gè)像素位居第二，…遙感原理11舉例遙感原理12§1、數(shù)字圖像的性質(zhì)和特點(diǎn)四.航空像片的數(shù)字化空間采樣：將航空像片具有的連續(xù)灰度信息轉(zhuǎn)化為每行有m個(gè)單元，每列有n個(gè)單元的像素組合。屬性量化：可得到每個(gè)像元的數(shù)字模擬量，與航空像片中對(duì)應(yīng)位置上的灰度相對(duì)應(yīng)。遙感原理13§2、遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類(lèi)遙感原理14計(jì)算機(jī)解譯（計(jì)算機(jī)分類(lèi)、計(jì)算機(jī)判讀）以遙感數(shù)字影像為研究對(duì)象，利用計(jì)算機(jī)對(duì)影像中各類(lèi)地物的光譜信息和空間信息進(jìn)行分析，選擇特征，并用一定的手段將特征空間劃分為互不重疊的子空間，然后將影像中的各個(gè)像元?dú)w劃到各個(gè)子空間去。實(shí)質(zhì)：通過(guò)計(jì)算機(jī)處理，根據(jù)一定的判斷規(guī)則，對(duì)每個(gè)像元按照像元值給出對(duì)應(yīng)類(lèi)別，自動(dòng)輸出地物目標(biāo)的識(shí)別分類(lèi)結(jié)果，達(dá)到大致區(qū)分遙感圖像中多種地物的目的。特點(diǎn)：定量分析一、分類(lèi)原理與基本過(guò)程遙感原理15同種地物在相同的條件下，應(yīng)具有相同的或相似的光譜特征和空間信息特征，即同類(lèi)地物像元的特征向量將集群在同一特征空間區(qū)域；而不同的地物其光譜信息特征或空間信息特征不同，將集群在不同的特征空間區(qū)域。一、分類(lèi)原理與基本過(guò)程遙感原理16遙感圖像計(jì)算機(jī)分類(lèi)的依據(jù)是遙感圖像像素的相似度。常使用距離和相關(guān)系數(shù)來(lái)衡量相似度。采用距離衡量相似度時(shí)，距離越小相似度越大。采用相關(guān)系數(shù)衡量相似度時(shí)，相關(guān)程度越大，相似度越大。遙感圖像計(jì)算機(jī)分類(lèi)方法監(jiān)督分類(lèi)法非監(jiān)督分類(lèi)一、分類(lèi)原理與基本過(guò)程遙感原理17如何把這些照片分分類(lèi)？遙感原理18聚類(lèi)分類(lèi)遙感原理191、監(jiān)督分類(lèi)法概念:選擇具有代表性的典型實(shí)驗(yàn)區(qū)或訓(xùn)練區(qū)，用訓(xùn)練區(qū)中已知地面各類(lèi)地物樣本的光譜特性來(lái)“訓(xùn)練”計(jì)算機(jī)，獲得識(shí)別各類(lèi)地物的判別函數(shù)或模式，并以此對(duì)未知地區(qū)的像元進(jìn)行分類(lèi)處理，分別歸入到已知的類(lèi)別中。關(guān)鍵：選擇樣區(qū)、訓(xùn)練樣本、建立判別函數(shù)（可以是一些列規(guī)則，可是某種數(shù)學(xué)函數(shù)）一、分類(lèi)原理與基本過(guò)程遙感原理202、非監(jiān)督分類(lèi)法概念：不選取像元集作為訓(xùn)練區(qū)；即不知道任何類(lèi)別具備什么特征，主要根據(jù)所有像元彼此之間的相似度大小進(jìn)行歸類(lèi)合并（將相似度大的像元?dú)w為一類(lèi)）的方法；然后再對(duì)每個(gè)類(lèi)別的具體地理意義根據(jù)地面調(diào)查或者已知類(lèi)型的數(shù)據(jù)比較后確定。特點(diǎn)：先分類(lèi)，后定性；分類(lèi)后再對(duì)各類(lèi)別賦予屬性不需要訓(xùn)練樣本，依據(jù)像素間的相似程度進(jìn)行分類(lèi)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)：同類(lèi)別的像素之間的距離盡可能的小，不同類(lèi)別的像素的距離盡可能的大一、分類(lèi)原理與基本過(guò)程遙感原理21一、分類(lèi)原理與基本過(guò)程遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)分類(lèi)基本過(guò)程根據(jù)圖像分類(lèi)目的選取特定區(qū)域的遙感數(shù)字圖像，需考慮圖像的空間分辨率、光譜分辨率、成像時(shí)間、圖像質(zhì)量等。根據(jù)研究區(qū)域，收集與分析地面參考信息與有關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)分類(lèi)要求和圖像數(shù)據(jù)的特征，選擇合適的圖像分類(lèi)方法和算法。制定分類(lèi)系統(tǒng)，確定分類(lèi)類(lèi)別。找出代表這些類(lèi)別的統(tǒng)計(jì)特征為了測(cè)定總體特征，在監(jiān)督分類(lèi)中可選擇具有代表性的訓(xùn)練場(chǎng)地進(jìn)行采樣，測(cè)定其特征。在非監(jiān)督分類(lèi)中，可用聚類(lèi)等方法對(duì)特征相似的像素進(jìn)行歸類(lèi)，測(cè)定其特征。對(duì)遙感圖像中各像素進(jìn)行分類(lèi)。分類(lèi)精度檢查。對(duì)判別分析的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。遙感原理22選取有代表性的訓(xùn)練區(qū)為樣本計(jì)算機(jī)在訓(xùn)練區(qū)的圖像上訓(xùn)練，取得統(tǒng)計(jì)特征參數(shù)，作為識(shí)別分類(lèi)的統(tǒng)計(jì)度量利用來(lái)自訓(xùn)練區(qū)的統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，按選定的統(tǒng)計(jì)判別規(guī)則,將圖像像元數(shù)據(jù)一組組加以識(shí)別分類(lèi)，使每個(gè)像元都納入一定的類(lèi)型之中生成類(lèi)型分布圖利用訓(xùn)練區(qū)樣本建立判別函數(shù)的學(xué)習(xí)過(guò)程把待分像元代入判別函數(shù)進(jìn)行判別的過(guò)程分類(lèi)步驟：二、圖像分類(lèi)方法

1、監(jiān)督分類(lèi)遙感原理23水體高層建筑混凝土裸地森林選擇訓(xùn)練區(qū)二、圖像分類(lèi)方法

1、監(jiān)督分類(lèi)遙感原理24訓(xùn)練場(chǎng)地包含樣本的種類(lèi)與待分區(qū)域一致。訓(xùn)練樣本在各類(lèi)目標(biāo)地物面積較大的中心選取。必須選擇和使用多個(gè)訓(xùn)練場(chǎng)地，才能進(jìn)行成功有效的識(shí)別。監(jiān)督分類(lèi)對(duì)訓(xùn)練場(chǎng)地trainingareas的要求：二、圖像分類(lèi)方法

1、監(jiān)督分類(lèi)遙感原理25訓(xùn)練區(qū)與特征空間的聯(lián)系TMBand38284969901435567788TMBand4混凝土水體二、圖像分類(lèi)方法

1、監(jiān)督分類(lèi)遙感原理26(1)最小距離分類(lèi)法MinimumDistanceClassification波段3波段4A最小距離判別法對(duì)圖像中每個(gè)類(lèi)別選一個(gè)具有代表意義的統(tǒng)計(jì)特征量（均值），計(jì)算待分像元與已知類(lèi)別的距離，將其歸屬于距離最小的一類(lèi)。分類(lèi)方法選擇：遙感原理27B最近鄰域分類(lèi)法計(jì)算待分像元到每一類(lèi)中每一個(gè)統(tǒng)計(jì)特征量之間的距離，該像元到每一類(lèi)都有幾個(gè)距離值，取其中最小的一個(gè)距離作為該像元到該類(lèi)別的距離，再比較待分像元到所有類(lèi)別間的距離，將其歸屬于距離最小的一類(lèi)。波段4波段3分類(lèi)方法選擇：遙感原理28遙感原理29二、圖像分類(lèi)方法

1、監(jiān)督分類(lèi)

（2）、多級(jí)切割分類(lèi)法通過(guò)設(shè)定在各軸上的一系列分割點(diǎn)，將多維特征空間劃分成分別對(duì)應(yīng)不同分類(lèi)類(lèi)別的互不重疊的特征字空間的分類(lèi)方法。對(duì)于一個(gè)未知類(lèi)別的像素來(lái)說(shuō)，它的分類(lèi)取決于它落入哪個(gè)類(lèi)別特征字空間中。遙感原理30分類(lèi)方法選擇：遙感原理31分類(lèi)方法選擇：遙感原理32二、圖像分類(lèi)方法

1、監(jiān)督分類(lèi)

（3）特征曲線(xiàn)窗口分類(lèi)法特征曲線(xiàn)是地物光譜特征曲線(xiàn)參數(shù)構(gòu)成的曲線(xiàn)。以特征曲線(xiàn)為中心取一個(gè)條帶，構(gòu)造一個(gè)窗口，凡是落在此窗口內(nèi)的地物即被認(rèn)為是一類(lèi)，反之，則不屬于該類(lèi)。特征曲線(xiàn)法的依據(jù)：相同地物在相同的地域環(huán)境及成像條件下，特征曲線(xiàn)是相同或相近的，不同地物的特征曲線(xiàn)差別明顯。特征曲線(xiàn)窗口分類(lèi)法的效果取決于特征參數(shù)的選擇和窗口的大小。遙感原理33(4)最大似然法MaximumLikelihoodClassification波段4波段3通過(guò)求出每個(gè)像元對(duì)于各類(lèi)別歸屬概率（似然度），把待分像元分到歸屬概率（似然度）最大的類(lèi)別中。分類(lèi)方法選擇：遙感原理34二、圖像分類(lèi)方法

1、監(jiān)督分類(lèi)

（4）、最大似然比分類(lèi)法(MaximumLikelihood)遙感原理35最大似然法——香港九龍紅色:密集植被

褐色:

稀疏植被(grass)黃色:

城區(qū)青色:

混凝土裸地藍(lán)色:水域遙感原理36遙感原理37林地耕地草地\灌木裸地沙地其他訓(xùn)練樣本遙感原理38最小距離法遙感原理39馬氏距離法遙感原理40多級(jí)切割（平行六面體）法遙感原理41最大似然法遙感原理42不對(duì)影像地物獲取先驗(yàn)知識(shí)，僅依靠影像上不同類(lèi)地物光譜信息（或紋理信息）進(jìn)行特征提取，根據(jù)像元間相似度大小進(jìn)行歸類(lèi)合并（將相似度大的像元?dú)w為一類(lèi)）的方法。二、圖像分類(lèi)方法

2、非監(jiān)督分類(lèi)遙感原理43前提：同一特性的多波段數(shù)據(jù)，將集群于多維空間的某一確定位置的周?chē)?；不同特性的多波段?shù)據(jù)，將集群于這個(gè)多維空間中的不同位置的區(qū)域內(nèi)。將未知的圖像數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)直接輸入的各像元的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，并分別歸納到與波段數(shù)相等的多維空間內(nèi)的若干個(gè)集群中。再結(jié)合野外實(shí)況調(diào)查確定每個(gè)集群的含義，達(dá)到識(shí)別分類(lèi)的目的。具體做法：二、圖像分類(lèi)方法遙感原理44MSS7MSS4MSS5聚類(lèi)分析圖示二、圖像分類(lèi)方法遙感原理45(1)分級(jí)集群法利用距離評(píng)價(jià)各像元在空間分布的相似程度，根據(jù)距離最近的原則判定并歸并到同一類(lèi)別中的方法。歸并后的類(lèi)別作為新個(gè)體，重新計(jì)算并修改其距離，在到達(dá)設(shè)定的最終類(lèi)別數(shù)以前將重復(fù)個(gè)體間相似度的評(píng)價(jià)和歸并，逐漸匯集到各類(lèi)別中。

643817295個(gè)體序號(hào)歸并次數(shù)二、圖像分類(lèi)方法遙感原理46

逐級(jí)分層分類(lèi)結(jié)果

建筑

水域

耕地

林地

灌叢

草地

難利用地二、圖像分類(lèi)方法遙感原理47遙感原理48(2)動(dòng)態(tài)聚類(lèi)法在初始狀態(tài)給出圖像的粗糙的分類(lèi)，然后，基于一定的原則，在類(lèi)別間重新組合其樣本，直到分類(lèi)較合理為止。代表方法：ISODATA（IterativeOrgnizingDataAnalysizeTechnique)，迭代自組織數(shù)據(jù)分析技術(shù)。二、圖像分類(lèi)方法遙感原理49選定初始類(lèi)別中心輸入迭代限值參數(shù):I,Tn,TS,TC對(duì)樣本像素進(jìn)行聚類(lèi)并統(tǒng)計(jì)ni,σ,DIKni<Tn取消第i類(lèi)是迭代次數(shù)=I或相鄰兩次迭代類(lèi)別中心變動(dòng)小于限值σ>TS

確定分裂后的中心DIK<TC

確定并類(lèi)后的中心輸出否否是否否是ISODATA算法過(guò)程框圖

每類(lèi)集群允許的最大標(biāo)準(zhǔn)差

集群允許的最短距離

每類(lèi)集群至少的點(diǎn)數(shù)是迭代次數(shù)遙感原理504、3、2假彩色合成圖像聚類(lèi)結(jié)果（10類(lèi)）遙感原理51遙感原理52(補(bǔ))其他新分類(lèi)方法1、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）2、模糊分類(lèi)（FuzzyTheory）3、小波、分形分析與圖像壓縮分類(lèi)4、鄰域分類(lèi)二、圖像分類(lèi)方法遙感原理533、監(jiān)督分類(lèi)與非監(jiān)督分類(lèi)的比較：根本區(qū)別點(diǎn)在于：是否利用訓(xùn)練樣區(qū)來(lái)獲取先驗(yàn)的類(lèi)別知識(shí)。二、圖像分類(lèi)方法根本區(qū)別在于是否利用訓(xùn)練場(chǎng)地來(lái)獲取先驗(yàn)的類(lèi)別知識(shí)。監(jiān)督分類(lèi)的關(guān)鍵是選擇訓(xùn)練場(chǎng)地。訓(xùn)練場(chǎng)地要有代表性，樣本數(shù)目要能夠滿(mǎn)足分類(lèi)要求。此為監(jiān)督分類(lèi)的不足之處。非監(jiān)督分類(lèi)不需要更多的先驗(yàn)知識(shí)，據(jù)地物的光譜統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行分類(lèi)。當(dāng)兩地物類(lèi)型對(duì)應(yīng)的光譜特征差異很小時(shí)，分類(lèi)效果不如監(jiān)督分類(lèi)效果好。遙感原理54項(xiàng)目監(jiān)督分類(lèi)非監(jiān)督分類(lèi)訓(xùn)練樣本的選擇可根據(jù)應(yīng)用目的和區(qū)域，有選擇性的決定分類(lèi)類(lèi)別不需要對(duì)訓(xùn)練區(qū)的了解非常熟悉僅需要一定的知識(shí)去解釋人為經(jīng)驗(yàn)要求高人為誤差的機(jī)會(huì)減少人為控制能方便地利用訓(xùn)練去控制不易控制覆蓋量小的類(lèi)別易丟失信息不會(huì)遺漏成本高較低精度精度較高決定于地物光譜特征重新分類(lèi)利用訓(xùn)練區(qū)直接分類(lèi)對(duì)光譜集群組重新分類(lèi)二者比較：遙感原理55監(jiān)督法分類(lèi)的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

.根據(jù)應(yīng)用目的和區(qū)域，有選擇的決定分類(lèi)類(lèi)別，避免出現(xiàn)一些不必要的類(lèi)別；

.可以控制訓(xùn)練樣本的選擇

.可以通過(guò)檢查訓(xùn)練樣本來(lái)決定訓(xùn)練樣本是否被精確分類(lèi)，從而避免分類(lèi)中的嚴(yán)重錯(cuò)誤,分類(lèi)精度高

.避免了非監(jiān)督分類(lèi)中對(duì)光譜集群的重新歸類(lèi)

.分類(lèi)速度快遙感原理56缺點(diǎn)主觀性；由于圖象中間類(lèi)別的光譜差異，使得訓(xùn)練樣本沒(méi)有很好的代表性；訓(xùn)練樣本的獲取和評(píng)估花費(fèi)較多人力時(shí)間；只能識(shí)別訓(xùn)練中定義的類(lèi)別。遙感原理57

與監(jiān)督分類(lèi)相比，非監(jiān)督分類(lèi)具有下列優(yōu)點(diǎn)：不需要對(duì)被研究的地區(qū)有事先的了解，對(duì)分類(lèi)的結(jié)果與精度要求相同的條件下，在時(shí)間和成本上較為節(jié)省 但實(shí)際上，非監(jiān)督分類(lèi)不如監(jiān)督分類(lèi)的精度高，所以監(jiān)督分類(lèi)使用的更為廣泛。

遙感原理58三、圖像分類(lèi)中的有關(guān)問(wèn)題

1、未充分利用遙感圖像提供的多種信息

只考慮多光譜特征，沒(méi)有利用到地物空間關(guān)系、圖像中提供的形狀和空間位置特征等方面的信息。統(tǒng)計(jì)模式識(shí)別以像素為識(shí)別的基本單元,未能利用圖像中提供的形狀和空間位置特征,其本質(zhì)是地物光譜特征分類(lèi).水體的分類(lèi).

遙感原理59三、圖像分類(lèi)中的有關(guān)問(wèn)題2、提高遙感圖像分類(lèi)精度受到限制大氣狀況的影響：吸收、散射。下墊面的影響：下墊面的覆蓋類(lèi)型和起伏狀態(tài)對(duì)分類(lèi)具有一定的影響。其他因素的影響：云朵覆蓋；不同時(shí)相的光照條件不同，同一地物的電磁輻射能量不同；地物邊界的多樣性。遙感原理60§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感圖像解譯，除了利用地物的光譜特征外，還需利用地物的形狀特征和空間關(guān)系特征，因此需要提取圖像的其他特征。如城市中具有明顯的形狀和結(jié)構(gòu)特征的建筑物、廠房、農(nóng)田田埂。我們可以利用結(jié)構(gòu)（句法）模式識(shí)別的方法，提取地物的形狀特征和空間關(guān)系特征，在此基礎(chǔ)上識(shí)別遙感影像上的目標(biāo)目標(biāo)地物。遙感原理61§3、遙感圖像多種特征的抽取6.3.1地物邊界跟蹤法

地物三種形式：點(diǎn)狀；線(xiàn)狀；面狀。地物形式隨圖像空間分辨率變化。地物邊界跟蹤的兩種方法：第一種方法以圖像像元作為跟蹤的落腳點(diǎn)。跟蹤點(diǎn)的連線(xiàn)作為地物的界線(xiàn)。這種跟蹤方法適用于線(xiàn)狀物體的跟蹤。第二種方法認(rèn)為地物的界線(xiàn)在相鄰地物之間，因此邊界跟蹤的路徑應(yīng)該從網(wǎng)格相鄰地物邊界的像元中間穿過(guò)．這種方法適用于點(diǎn)狀地物與面狀地物的跟蹤。遙感原理62地物邊界跟蹤的兩種方法：§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理631、點(diǎn)狀地物與面狀地物的邊界跟蹤點(diǎn)狀地物可以視為縮小的面狀地物，與面狀地物邊界跟蹤方法一樣。面狀地物的邊界跟蹤法：面狀地物邊界跟蹤是在遙感圖像分類(lèi)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的?！?、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理64分類(lèi)后的圖像，同一類(lèi)地物單元內(nèi)部是均一的。例如則四個(gè)像元的中間點(diǎn)為內(nèi)部點(diǎn)則四個(gè)像元的中間點(diǎn)為邊界點(diǎn)§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理65面狀地物邊界跟蹤法過(guò)程：1）起始點(diǎn)的確定。圖像四周增加一行，賦值為-1，這樣周邊都成邊界點(diǎn)了（圖像像元一般都為正值）。坐標(biāo)原點(diǎn)為第一地物的邊界點(diǎn)，作為起始點(diǎn)，開(kāi)始跟蹤，順序掃描圖像查找邊界點(diǎn)。

§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理662）下一個(gè)跟蹤點(diǎn)的確定關(guān)鍵是確定下一個(gè)跟蹤點(diǎn)的方向。尋找當(dāng)前區(qū)域的下一個(gè)邊界點(diǎn)的方向依賴(lài)于當(dāng)前點(diǎn)的位置和圖像窗口內(nèi)相鄰像元的位置分布。圖6.6給出了圖像窗口內(nèi)相鄰像元分布狀況和下一個(gè)邊界點(diǎn)的查找方向?！?、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理67利用方向指引，尋找下一個(gè)邊界點(diǎn)后，要求判別該點(diǎn)的坐標(biāo)是否與起始點(diǎn)相同。不同時(shí)繼續(xù)尋找下一個(gè)；相同時(shí)該地物邊界跟蹤完畢，開(kāi)始下一個(gè)地物單元邊界的跟蹤，直到圖像中所有的地物單元跟蹤完畢。§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理682、線(xiàn)狀地物信息檢索與跟蹤是對(duì)線(xiàn)狀地物像素的亮度與方向特性進(jìn)行檢測(cè)，找出可能的線(xiàn)狀地物點(diǎn)的算法。線(xiàn)狀地物信息的檢測(cè)圖像增強(qiáng)，二值化，噪聲消除。將像元分為線(xiàn)狀地物與背景。得到一幅初始的線(xiàn)狀地物圖。逐行掃描得到每一行上代表線(xiàn)狀地物的像素，根據(jù)像素的多寡計(jì)算出線(xiàn)狀地物的寬度。在保證連通性的前提下對(duì)構(gòu)成線(xiàn)段的像素進(jìn)行剝皮細(xì)化，留下骨干像素，繼續(xù)掃描下一行對(duì)線(xiàn)狀地物進(jìn)行跟蹤?！?、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理696.3.2形狀特征描述與提取1.地物形狀特征的描述地物單元邊界特征的描述。鏈碼鏈碼定義：一系列具有特定長(zhǎng)度和方向的相連的直線(xiàn)段?！?、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理70比如：以4鏈碼為例右圖鏈碼表示為：S10103322§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理71鏈碼與地理坐標(biāo)的關(guān)系：§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理72像元坐標(biāo)到鏈碼的換算方法為：§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理732、地物形態(tài)特征的提取(1)地物單元的周長(zhǎng)P：§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理74(2)地物面積S：§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理75(3)線(xiàn)狀地物的曲率：(4)面狀地物的形狀系數(shù)：

§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理766.3.3地物空間關(guān)系特征描述與提取

空間關(guān)系：地物之間在空間上的相互聯(lián)系。由地物的空間位置所決定的。1、不同地物之間的空間關(guān)系1）方位關(guān)系。包括距離關(guān)系和方向關(guān)系距離關(guān)系:§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理771、不同地物之間的空間關(guān)系方向關(guān)系§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理781、不同地物之間的空間關(guān)系2）包含關(guān)系。三種情況。（點(diǎn)、線(xiàn)、面與面）§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理791、不同地物之間的空間關(guān)系3）相鄰關(guān)系。外接鄰域，內(nèi)接鄰域?！?、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理801、不同地物之間的空間關(guān)系4）相交關(guān)系。點(diǎn)與線(xiàn)，線(xiàn)與線(xiàn)。5）相貫關(guān)系。線(xiàn)通過(guò)面的內(nèi)部。比如穿過(guò)林區(qū)的道路?！?、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理812、空間關(guān)系特征提取與描述（1）方位關(guān)系的提?。?）包含關(guān)系特征提取與描述（3）相鄰關(guān)系特征抽?。?）相交關(guān)系特征抽取（5）相貫關(guān)系特征的提取§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理82（1）方位關(guān)系的特征提取

距離計(jì)算；方位確定?！?、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理83（2）包含關(guān)系特征提取與描述判斷點(diǎn)與面的包含關(guān)系:

鉛垂線(xiàn)法射線(xiàn)法線(xiàn)與面面與面§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理84（3）相鄰關(guān)系特征抽取§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理85（4）相交關(guān)系特征抽取點(diǎn)與線(xiàn)線(xiàn)與線(xiàn)（5）相貫關(guān)系特征的提取類(lèi)似相鄰關(guān)系§3、遙感圖像多種特征的抽取遙感原理86§4、遙感圖像專(zhuān)家解譯系統(tǒng)

專(zhuān)家系統(tǒng)：把某一特定領(lǐng)域的專(zhuān)家知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)形式化后輸入到計(jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)模仿專(zhuān)家思考問(wèn)題與解決問(wèn)題，是代替專(zhuān)家解決專(zhuān)業(yè)問(wèn)題的技術(shù)系統(tǒng)。遙感圖像解譯專(zhuān)家系統(tǒng)的組成圖像處理與特征提取子系統(tǒng)遙感圖像解譯知識(shí)獲取子系統(tǒng)遙感圖像解譯專(zhuān)家系統(tǒng)的機(jī)理計(jì)算機(jī)解譯的主要技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

遙感原理87§4、遙感圖像專(zhuān)家解譯系統(tǒng)一、遙感圖像解譯專(zhuān)家系統(tǒng)的組成1、圖像處理與特征提取子系統(tǒng)：包括圖像處理、地形圖數(shù)字化、精糾正、特征提取，結(jié)果存貯在遙感數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。2、遙感圖像解譯知識(shí)獲取系統(tǒng)：獲取遙感圖像解譯專(zhuān)家知識(shí)，并把專(zhuān)家知識(shí)形式化表示，存貯在知識(shí)庫(kù)中。3、狹義的遙感圖像解譯專(zhuān)家系統(tǒng)。遙感原理88系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖圖像處理和特征提取子系統(tǒng)遙感圖像解譯知識(shí)獲取子系統(tǒng)狹義遙感圖像解譯專(zhuān)家系統(tǒng)遙感原理89§4、遙感圖像專(zhuān)家解譯系統(tǒng)二、圖像處理與特征提取子系統(tǒng)1、圖像處理：圖像濾波可消除圖像的噪聲；圖像增強(qiáng)可突出目標(biāo)物體與背景的差異；大氣糾正可消除大氣散射、霧霽等影響；幾何精校正后的數(shù)字影像可與專(zhuān)題圖精確復(fù)合；2、分類(lèi)與特征提取子系統(tǒng)從圖像中抽取光譜特征、圖像特征和空間特征，為專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行推理、判斷及分析提供依據(jù)。

遙感原理90§4、遙感圖像專(zhuān)家解譯系統(tǒng)三、遙感圖像解譯知識(shí)獲取子系統(tǒng)1、遙感圖像解譯知識(shí)獲取系統(tǒng)的主要功能是知識(shí)獲取.2、知識(shí)獲取有三個(gè)層次:增加遙感解譯新知識(shí)發(fā)現(xiàn)原有錯(cuò)誤知識(shí),修改或補(bǔ)充新知識(shí)根據(jù)解譯結(jié)果,自動(dòng)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，修改錯(cuò)誤知識(shí),增加新知識(shí).4、遙感圖像解譯描述性知識(shí)可以采用框架式方法表示框架知識(shí)表示方法的特點(diǎn)5、過(guò)程性知識(shí)采用產(chǎn)生式規(guī)則知識(shí)表示方法產(chǎn)生式規(guī)則的特點(diǎn)遙感原理91§4、遙感圖像專(zhuān)家解譯系統(tǒng)四、遙感圖像解譯專(zhuān)家系統(tǒng)的機(jī)理1、遙感圖像數(shù)據(jù)庫(kù)包括遙感圖像數(shù)據(jù)和每個(gè)地物單元的不同特征，由數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)管理。2、解譯知識(shí)庫(kù)包括專(zhuān)家解譯知識(shí)和背景知識(shí)