遥感原理与图像处理.ppt

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三，其他光学图像处理
对遥感影像母片作不同的曝光处理可制成影像密度 各不相同的正、负模片(拷贝)。同一地区可以有不同遥 感器，不同波段以及不同时间等各种模片。对不同组 合的相关模片进行处理可获得不同增强效果的新图像。 上述彩色合成即是其中最常用的方法。此外，还常采用 以下几种处理方法。
1 反差增强： 通常是利用高反差的感光材料和冲 洗液作反复拷贝，来扩大原模片中的影像密度差异。 它有利于增强一些低反差的地物影像，突出大的轮廓， 也可使彩色合成获得更丰富的层次，但同时会丢失部分 细节，故处理时要适可而止。
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假彩色等密度分割：即通过光电仪器将胶片上 不同的密度等级以色彩的变化显示成彩色的图像。这 种仪器通常称彩色等密度分割仪，一般将胶片的影像 密度分割为8、12、24、32，64等级，不同密度级的 色别可在64色内任意选调变换，并在数秒钟内显示在 彩色监视器的屏幕上，通过反复调节变换色彩，选择 最佳的处理结果。
光学处理的仪器和技术手段： 摄影处理、光电处 理和相干光处理等等。
处理方法： 密度分割、彩色合成、边缘增强、反 差增强、光学图像比值、光学变换、光学编码等，其中 最常用的是假彩色等密度分割和假彩色合成。
2
一、光学等密度分割处理
(一)影像密度的概念： 对于黑白胶片，影像密度通常 以胶片透光率(T)倒数的对数表示。
密度分割：任何一幅遥感图像都可以看作是地物电 磁波辐射强度的二维分布函数。对于胶片影像。可用影 像密度值的二维分布来表征，对于像片，则为灰度值的 二维分布。与地形图的等高线相仿，照例可按一幅图像
中密度(或灰度)值的变化 范围，将其划分为若干个 等级，以等值面对影像密 度(或灰度)函数进行分层， 用等值线图来表示图像各 部分的密度(灰度)差异变 化。在遥感图像处理中称 此为密度分割，或密度分 割技术。

采集装置都包括下面两个部件： •光敏感器件 •模/数转换装置
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（2） 图像显示模块 图像显示的主要形式：
• 软拷贝形式 • 硬拷贝形式 （3）图像存储模块 • 常用硬盘、软盘、U盘、活动硬盘、光盘、磁带等 • 在海量图像存储备份系统中，采用磁盘阵列、磁带库、 光 盘塔等存储设备。
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（4） 图像通信模块
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1.2 遥感数字图像处理
图像处理
模拟图像处理 数字图像处理
14
1.2.1 遥感数字图像处理的内容
它是研究图像的获取、传输、存储，变换、显示、 理解与综合利用的一门崭新学科。
根据抽象程度不同可分为三个层次：狭义图像处理、图 像分析和图像理解。如图1.2.1所示。
高
抽 象语 程义 度 低
高层 中层 低层
展 数字图像处理的两种观点： （1）离散方法 在空间域内进行处理，以图像平面本身作为参考，直接
对图像中的像素进行处理，其算法易于实现。 （2）连续方法 在频率域内进行处理，即对傅里叶变换后产生的反映频
率信息的图像进行处理，完成频率域图像处理后往 25
• 往要变换至空间域进行图像的显示和对比。
26
1.4 基础理论和基本知识要求
性质和应用。
16
• 图像增强 介绍各种增强方
法及其应用。增强图 像的有用信息，消弱 噪声的干扰。
• 图像的恢复与重建
把退化、模糊了的图像复原.包 括图像辐射校正和几何校正等内容。
由断层扫描重建二、三维图像。
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• 图像编码
简化图像的表示，压缩图像的数据，便于存储和传 输。
256K
21k
• 图像分割
遥感数字图像处理是多学科相互渗透的产物，它 与模式识别、计算机图形学、计算机视觉等学科既相 互联系又相互区别。

城市规划
遥感技术可以帮助城市规划师获取详细的土 地利用信息，优化城市发展规划。
环境保护
通过遥感技术，我们可以监测森林覆盖率、 水质污染等环境因素，并采取相应措施进行 保护。
自然灾害监测
遥感技术可以用于监测地震、洪水、火灾等 自然灾害，提前预警并采取救援措施。
遥感技术的基本原理
遥感技术的基本原理就是利用传感器接收地球表面反射或辐射的电磁波谱， 并将其转换成可视化的图像或数据，以用于分析和解译。
遥感技术的数据获取与处理
1
数据获取
通过卫星、飞机或其他遥感平台获取地球表面的图像和数据。
2
数据预处理
对原始数据进行校正、大气校正等预处理，以消除误差。
3
图像解译
利用图像处理算法和人工解译方法，将图像转化为有用的地理信息。
4
数据分析
通过统计分析和模型建立等方法，对遥感数据进行进一步分析和解释。
遥感技术未来的发展趋势
超高分辨率
未来的遥感技术将实现更高的 分辨率，提供更详细的地表信 息。
新技术应用
无人机、深度学习等新技术将 进一步改进和拓展遥感技术的 应用。
可持续发展
遥感技术将更多地应用于环境 保护、气候变化研究等可持续 发展领域。
总结与展望
通过这个PPT课件，我们对遥感技术有了更全面的了解。随着技术的不断进步， 遥感技术在各个领域的应用将会更加广泛，为我们探索地球和解决问题提供 有力支持。
《遥感技术》PPT课件
在这个PPT课件中，我们将介Байду номын сангаас遥感技术的基本概念、发展历程、应用领域、 基本原理以及数据获取与处理方法，同时还将展望遥感技术的未来发展趋势。
遥感技术简介

02
人工智能在遥感图像处理中可以应用 于地物分类、目标检测、变化检测等 方面。通过训练人工智能算法，使其 能够自动识别和分类地物，提高遥感 数据的利用价值和精度。同时，人工 智能算法还可以对遥感数据进行自动 化分析和处理，提高数据处理效率。
03
人工智能在遥感图像处理中需要解决 的关键问题包括数据标注、模型训练 和优化等。同时，还需要考虑人工智 能算法的可解释性和可靠性，以确保 其在实际应用中的效果和安全性。随 着技术的不断发展，人工智能在遥感 图像处理中的应用将进一步提高遥感 数据的利用价值和精度。
详细描述
遥感图像存储与处理是遥感技术应用的核心环节之一。 在这个过程中，原始数据会经过一系列的预处理、增强 和分类等操作，以提高图像质量和提取更多有用的信息 。例如，辐射定标、大气校正、几何校正等预处理操作 可以提高图像的精度和可靠性；图像增强技术如对比度 拉伸、滤波等可以提高图像的可视化效果和特征提取能 力；分类和目标检测等技术则可以对图像进行语义化表 达和信息提取，以满足不同应用的需求。
遥感图像处理涉及的技术包括辐 射校正、几何校正、图像增强、 信息提取等。
遥感图像处理的重要性
遥感图像处理是遥感技术应用的关键 环节，能够提高遥感数据的精度和可 靠性，为各领域提供更准确、更全面 的信息。
通过遥感图像处理，可以提取出更多 有用的信息，为决策提供科学依据， 促进各行业的智能化发展。
遥感图像处理的应用领域
图像预处理技术
01
02
03
04
去噪
消除图像中的噪声，提高图像 的清晰度。
校正
纠正图像的几何畸变和辐射畸 变，使图像更接近真实场景。
配准
将不同来源的图像进行坐标对 齐，以便于后续的图像分析和

《遥感原理》PPT课件
遥感是研究通过非接触手段获取地物信息的技术和方法，本课件将介绍遥感 的原理、常用技术、数据处理流程和在各个领域的应用。
遥感理论概述
遥感理论是关于如何利用传感器从远距离侦测地球表面信息的学科，涵盖光学、电磁波段、辐射 和传感器等知识。
1 光学遥感
利用可见光、红外线 等电磁波段进行观测 和测量，获取地球表 面的信息。
2 微波遥感
利用微波波段的电磁 波进行观测和测量， 适用于大气、土壤和 植被等应用。
3 雷达遥感
利用雷达信号进行扫 描和测量，适用于地 形、海洋和冰雪等领 域的研究。
常用遥感技术简介
多光谱遥感
利用多个窄波段的传感器 观测和测量，用于地物分 类、植被监测和环境质量 评估。
高光谱遥感
利用连续窄波段的传感器 获取详细的光谱信息，用 于农作物监测、矿产资源 勘查和环境变化研究。
污染监测
森林监测
利用遥感技术监测大气、水 体和土壤等环境中的污染物。
通过遥感数据监测和评估森 林覆盖变化和采伐活动。
城市扩张
利用卫星影像观测城市的扩 张过程和土地利用变化。
遥感在资源调查中的应用
矿产资源调查
利用遥感数据进行矿产资源的勘查、预测和评估，提高资源利用效率。
水资源调查
通过遥感技术监测和评估水资源的分布、变化和利用情况。
合成孔径雷达 （SAR）
利用合成孔径雷达传感器 获取高分辨率的雷达图像， 适用于地物形态分析和表 面运动监测。
遥感图像处理流程
1
数据校正
2
将图像数据转化为可用的遥感参数，
如植被指数和地表温度。
3
分类与识别
4
将图像像素进行分类和判别，生成

总结词
遥感技术能够快速、准确地监测环境状 况，为环境保护和治理提供数据支持。
VS
详细描述
遥感技术可以监测大气污染、水体污染、 土壤污染等情况，通过遥感数据的分析， 可以了解污染源的分布和排放情况，为环 境治理和保护提供科学依据。同时，遥感 技术还可以监测自然灾害和生态变化等环 境问题，为灾害预警和生态保护提供数据 支持。
THANKS
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无人机遥感技术
无人机遥感技术是指利用无人机搭载遥感器进行遥感数据采 集和处理的技术。无人机遥感技术具有机动灵活、快速响应 、成本低廉等优点，因此在应急救援、环境保护、农业监测 等领域得到广泛应用。
无人机遥感技术可以快速获取高分辨率的遥感数据，对于需 要快速响应的应用场景具有重要意义。同时，无人机遥感技 术还可以结合其他传感器和通信设备，实现多源数据的融合 和传输，提高遥感应用的综合效益。
森林资源调查
总结词
遥感技术是进行森林资源调查的重要手段，能够快速获取森林面积、覆盖率、生 长状况等信息。
详细描述
通过卫星遥感技术，可以获取大范围、高分辨率的森林资源数据，包括森林面积 、覆盖率、树种分布、生长状况等。这些数据有助于了解森林资源的现状和变化 趋势，为森林保护和可持续发展提供科学依据。
遥感数据的接收与处理
遥感数据的接收
遥感数据通过卫星轨道接收站、地面站和飞机接收站等设备 进行接收。
遥感数据处理
遥感数据处理包括辐射定标、大气校正、几何校正和图像解 译等步骤，以提取有用的信息。
03 遥感图像处理
遥感图像的预处理
辐射定标
将传感器接收到的辐射亮 度转化为地表的反射率或 温度等物理量，为后续图 像处理提供准确数据。
电磁波谱

生态保护
通过遥感影像监测生物栖息地变化情况，为生态 保护提供数据支持。
气候变化研究
利用遥感技术获取地球表面温度、降水等气候参 数，为气候变化研究提供数据支撑。
04 遥感技术发展
高光谱遥感
高光谱遥感是一种利用光谱信息进行地物识别和分类的技术，通过获取地物在不同 光谱波段的反射和辐射信息，实现对地物的精细分类和特征提取。
通过遥感影像监测城市扩 张过程，为城市规划提供 数据支持。
城市环境质量评估
利用遥感技术获取城市空 气质量、水质等环境参数， 为城市环境治理提供依据。
城市绿地规划
通过遥感影像分析城市绿 地分布和覆盖情况，优化 城市绿地规划方案。
环境监测
污染源监测
利用遥感技术监测工业污染源的排放情况，为环 保部门提供执法依据。
取地表影像和环境数据。
无人机遥感技术具有低成本、高效率、 实时性强等优点，能够快速响应应急事 件和提供实时监测数据，为环境保护、 城市规划、农业监测等领域提供有力支
持。
无人机遥感技术需要借助先进的无人机 系统和数据处理技术，以实现地表信息
的获取和解析。
05 遥感图像处理软件介绍
ENVI
ENVI简介：ENVI（Environmental Vision）是由Harris 公司开发的一款遥感图像处理软件，广泛应用于科研、环 境监测、地理信息系统等领域。 支持多种数据格式，包括常见的遥感卫星数据和航空影 像。
图像增强
对比度拉伸
调整图像的对比度，使图像的细节更加突出，提高图像的可视化效 果。
直方图均衡化
通过拉伸图像的灰度直方图，使其均匀分布在整个灰度范围内，增 强图像的对比度和细节。
多光谱增强
利用不同波段之间的信息差异，通过彩色合成、比值运算、主成分 变换等方法，突出显示地物的光谱特征。

傅里叶变换
通过线性或非线性变换来调整像素强度范围，增强图像的对比度。
对比度拉伸
通过增强高频分量来增强图像的边缘和细节信息。
锐化滤波
通过将图像的低频和高频分量分离并分别处理，增强图像的对比度和细节信息。
同态滤波
02
01
03
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遥感图像的融合处理
06
图像融合是将多源信道所采集到的关于同一目标的图像，通过一定的图像处理和信息融合技术，提取各自信道的信息并最终复合在一起，形成高质量、全面、准确的图像。
THANKS
几何校正的方法
遥感图像的噪声去除
04
VS
噪声去除是遥感图像预处理中的重要步骤，旨在减少或消除图像中的噪声，提高图像质量。
意义
噪声是影响遥感图像质量的主要因素之一，去除噪声有助于提高图像的视觉效果、降低后续分析的误差，为遥感应用提供更准确、可靠的数据基础。
定义
基于图像的统计特性，通过滤波、变换等技术手段，将噪声与图像信号分离，从而达到去除噪声的目的。
意义
原理
基于图像的数学模型和物理模型，通过一定的算法和技术，对图像的像素值进行变换和处理，以达到增强图像的目的。
方法
直方图均衡化、对比度拉伸、锐化滤波、同态滤波、傅里叶变换等。
通过拉伸像素强度分布范围来增强图像的对比度。
直方图均衡化
将图像从空间域变换到频率域，通过增强高频分量或抑制低频分量来增强图像的3
几何校正的定义
几何校正是指将原始的遥感图像经过一系列的变换，使其与标准地图或参考地图在几何位置上对齐的过程。
几何校正的意义
几何校正是遥感图像预处理的重要步骤，它能够纠正图像中由于传感器、地球曲率、地球自转等因素导致的几何畸变，提高遥感图像的精度和可靠性，为后续的图像分析和应用提供准确的基础数据。

基本环节有两个： 一是像素坐标变换； 二是像素亮度重采样。
x,y为校正前的影像 坐标；
u,v为变换后对应的 坐标；
二次多项式间接法 纠正变换公式为：
衬底1
2、几何畸变校正
控制点的选取(P111)
数目的确定:最小数目；6倍于最小数目。 选择的原则
○ 易分辨、易定位的特征点：道路的交叉口，水库坝址，河流弯曲点等。 ○ 特征变化大的地区应多选些。 ○ 尽可能满幅均匀选取。
常用的 波段组合
红绿 蓝
特点
真彩色：可见光组成，符合人眼对自然物体的观 3 2 1 察习惯。对于水体和人工地物表现突出。
假彩色 ：城市地区，植被种类。 43 2
假彩色：增强对植被的识别 54 3
假彩色：增强对植被的识别，以及矿物、岩石类 7 4 3 别的区分。
第二节 数字图像的 校正
遥感数字图像处理：利用计 算机对遥感图像及其资料进 行的各种技术处理。
1、遥感影像变形的原因
遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。P104
地形起伏的影响：产生像点位移。 地球表面曲率的影响：一是像点位置的移
动；二是像元对应于地面宽度不等，距星 下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。 大气折射的影响：产生像点位移。 地球自转的影响：产生影像偏离。
俯仰：遥感平台的俯仰变化能引起影像上下方向的变化， 即星下点俯时后移，仰时前移，发生行间位置错动。
PART ONE
滚：遥感平台姿态翻滚是指以前进方 为轴旋转了一个角度。可导致星下点 扫描线方向偏移，使整个影像的行向 滚角引起偏离的方向错动。
偏航：指遥感平台在前进过程中，相对于 原前进航向偏转了一个小角度，从而引起 扫描行方向的变化，导致影像的倾斜畸变。

——辐射定标确定传感器入瞳处的辐射数值。
星上内定标
探测器元件老化或工作温度变化都会影响 传感器的响应，因此需要传感器的星上内 定标。
星上内定标主要是绝对辐射定标，在可见 光和反射红外区采用点光源和太阳光作为 高温标准辐射源，热红外区采用标准黑体 作为高温标准辐射源，以宇宙空间作为低 温标准辐射源。
太阳高度角和地形引起的辐射误差校正
具有地形坡度的地面，对进入传感器的太 阳光线的辐射亮度有影响，但地形坡度引 起的辐射亮度校正需要知道成像地区的数 字地面模型，校正不易，因此一般用比值 图像来消除影响。
传感器定标
传感器定标是指建立传感器每个探测元件 所输出信号的数值量化值与该探测器对应 像元内地实际地物辐射亮度值的定量关系。
大气校正
大气校正是消除影像在大气传输中引起的质量退 化的一种图像处理方法。对于一幅经过绝对辐射 标定的遥感影像，还必须经过大气校正才能得到 地表目标的正确信息。
大气影响：
（1）目标反射辐射能量被衰减 （2）与目标物无关的大气散射进入传感器
大气校正方法
实验方法
—直方图调整法 —黑暗固定法 —固定目标法 —对比减少法 —查找表法LUT
如果得到地面同步的地面观测反射率数据，该 方法为绝对大气校正方法。
理论方法
LOWTRAN、MODTRAN、SHARC、6S
大气校正实验方法
直方图调整（Histogram Matching）
假设清楚目标与模糊目标反射率直方图是 一样的，在图像中找到清楚目标，用清楚 目标的反射率直方图来调整模糊目标的反 射率直方图，为PCI、ERDAS等软件使用。
优点：简单，实用。 缺点：对具有不同反射特征的目标物组成
在摄影类传感器中，由于光学镜头的非均 匀性，成像时图像边缘会比中间部分暗， 可以通过测定镜头边缘与中心的角度加以 改正。

80%
数字图像格式
常见的数字图像格式包括BMP、 JPEG、TIFF、PNG等。
遥感数字图像特点
01
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大数据量
遥感图像通常覆盖较大的地理 区域，包含丰富的地物信息， 数据量较大。
多源性
遥感图像可以来自不同的传感 器和平台，具有多源性。
多尺度性
遥感图像可以反映不同空间尺 度的地物信息，具有多尺度性 。
遥感数字图像处理教学
目
CONTENCT
录
• 遥感数字图像基础 • 遥感数字图像获取与处理 • 遥感数字图像增强技术 • 遥感数字图像分割与分类 • 遥感数字图像应用实例分析 • 遥感数字图像处理软件介绍及使用
指南
01
遥感数字图像基础
遥感技术概述
遥感定义
遥感是一种利用传感器对地球表面及大气层中的目 标进行远距离、非接触式探测的技术。
时序性
遥感图像可以反映同一地区不 同时间的地物信息变化，具有 时序性。
02
遥感数字图像获取与处理
遥感平台与传感器
遥感平台类型
遥感平台与传感器的选择
包括卫星、飞机、无人机等，不同平 台具有不同的空间分辨率、时间分辨 率和光谱分辨率。
针对特定的应用需求，选择合适的遥 感平台和传感器，以获取高质量的遥 感数据。
利用支持向量机（SVM）算法在高 维空间中寻找最优超平面，实现对遥 感图像的分类。
基于集成学习的分类器
通过集成多个弱分类器构建一个强分 类器，提高遥感图像分类的准确性和 稳定性。
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遥感数字图像应用实例分析
农业领域应用
作物类型识别
利用遥感图像数据，结合图像处 理技术，可以实现对不同作物类 型的自动识别和分类，为精准农

微波遥感
微波遥感是一种利用微波辐射探测地物信息的遥感技术， 具有全天候、全天时的特点。随着技术的不断进步，微波 遥感的应用范围越来越广泛。
微波遥感能够穿透云层和天气条件，获取地物的微波辐射 信息，对于气象预报、海洋监测、森林资源调查等领域具 有重要意义。未来，微波遥感技术将进一步提高其分辨率 和探测能力，更好地服务于各行业领域。
数据处理系统
对接收到的数据进行校正、增强和分析，提取有用的信息。
数据存储与传输系统
负责将处理后的数据存储和传输到用户终端或数据中心。
04
CHAPTER
遥感图像处理
遥感图像预处理
去噪声
01
通过滤波、平滑等技术去除遥感图像中的噪声和干扰，提高图
像质量。
几何校正
02
对遥感图像进行几何变换，纠正图像的扭曲、变形等问题，使
X射线和伽马射线等。
电磁波的特性
波动性、衍射、干涉、偏振等。
辐射传输基础
辐射
物体以电磁波或粒子的形式向外传递能量的过程 。
辐射传输方程
描述辐射能量在介质中传播的基本方程，涉及到 发射、吸收、散射和反射等过程。
辐射源
自然辐射源（如太阳、星体）和人为辐射源（如 雷达、红外传感器）。
大气对遥感的影响
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大气成分
氮气、氧气、二氧化碳、 水蒸气等，对电磁波的吸 收、散射和折射效应。
大气窗口
某些特定频率的电磁波能 够较好地穿透大气层的区 域，如可见光、近红外和 微波等。
大气校正
通过对遥感数据的处理和 分析，消除大气对遥感的 影响，提高遥感数据的精 度。
地面对遥感的影响
地表覆盖类型
森林、草地、水体、城市 等，具有不同的反射特性 和光谱特征。