第4章：遙感圖像處理課件

第四章遙感圖像處理第四章遙感圖像處理1第一節(jié)光學(xué)原理與光學(xué)處理一、顏色視覺(jué)1、亮度對(duì)比和顏色對(duì)比（1）亮度對(duì)比：對(duì)象相對(duì)于背景的的明亮程度。改變對(duì)比度，可以提高圖象的視覺(jué)效果。（2）顏色對(duì)比：在視場(chǎng)中，相鄰區(qū)域的不同顏色的相互影響叫做顏色對(duì)比。兩種顏色相互影響的結(jié)果，使每種顏色會(huì)向其影響色的補(bǔ)色變化。在兩種顏色的邊界，對(duì)比現(xiàn)象更為明顯。因此，顏色的對(duì)比會(huì)產(chǎn)生不同的視覺(jué)效果。

第一節(jié)光學(xué)原理與光學(xué)處理一、顏色視覺(jué)22、顏色的性質(zhì)：

所有顏色都是對(duì)某段波長(zhǎng)有選擇地反射而對(duì)其他波長(zhǎng)吸收的結(jié)果。顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來(lái)描述。

（1）明度：是人眼對(duì)光源或物體明亮程度的感覺(jué)。物體反射率越高，明度就越高。

（2）色調(diào)：是色彩彼此相互區(qū)分的特性。（3）飽和度：是色彩純潔的程度，即光譜中波長(zhǎng)段是否窄，頻率是否單一的表示。2、顏色的性質(zhì)：3第4章：遙感圖像處理課件4第4章：遙感圖像處理課件5第4章：遙感圖像處理課件63、顏色立體（1）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。（2）孟賽爾顏色立體：中軸代表無(wú)色彩的明度等級(jí)；在顏色立體的水平剖面上是色調(diào)；顏色歷代中央軸的水平距離代表飽和度的變化。3、顏色立體7第4章：遙感圖像處理課件8二、加色法與減色法顏色相加原理三原色：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(chēng)之為三原色。紅、綠、藍(lán)。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(chēng)為互補(bǔ)色。黃和藍(lán)、紅和青、綠和品紅。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.二、加色法與減色法顏色相加原理三原色：若三種顏色，其中的任一93、顏色相減原理減色過(guò)程:白色光線先后通過(guò)兩塊濾光片的過(guò)程.顏色相減原理:當(dāng)兩塊濾光片組合產(chǎn)生顏色混合時(shí),入射光通過(guò)每一濾光片時(shí)都減掉一部分輻射，最后通過(guò)的光是經(jīng)過(guò)多次減法的結(jié)果.加色法與減色法的區(qū)別:減法三原色:黃、品紅、青3、顏色相減原理減色過(guò)程:白色光線先后通過(guò)兩塊濾光片的過(guò)程.10三、光學(xué)增強(qiáng)處理圖像的光學(xué)增強(qiáng)處理方法具有精度高，反映目標(biāo)地物更真實(shí)，圖像目視效果等優(yōu)點(diǎn)，是遙感圖像處理的重要方法之一。計(jì)算機(jī)圖像處理的優(yōu)點(diǎn)在于速度快、操作簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)點(diǎn)，有逐步取代光學(xué)方法的趨勢(shì)。三、光學(xué)增強(qiáng)處理圖像的光學(xué)增強(qiáng)處理方法具有精度高，反映目標(biāo)11三、光學(xué)增強(qiáng)處理彩色合成加色法彩色合成減色法彩色合成光學(xué)增強(qiáng)處理光學(xué)信息的處理圖像的相加和相減遙感黑白影象的假彩色編碼三、光學(xué)增強(qiáng)處理彩色合成12加色法彩色合成合成儀法：是將不同波段的黑白透明片分別放入有紅、綠、藍(lán)濾光片的光學(xué)投影通道中精確配準(zhǔn)和重疊，生成彩色影像的過(guò)程。

分層曝光法：指利用彩色膠片具有的三層乳劑，使每一層乳劑依次曝光的方法。

HOME加色法彩色合成合成儀法：是將不同波段的黑白透明片分別放入有紅13減色法彩色合成染印法：是一種使用特別浮雕片、接受紙和沖顯染印藥制作彩色合成影像的方法。印刷法：利用普通膠印設(shè)備，直接使用不同波段的遙感底片和黃、品紅、青三種油墨，經(jīng)分色、加網(wǎng)、制版，套印成彩色合成圖像。重氮法：利用重氮鹽的化學(xué)反應(yīng)處理彩色單波段影像透明片的方法。HOME減色法彩色合成染印法：是一種使用特別浮雕片、接受紙和沖顯染印14光學(xué)增強(qiáng)處理相關(guān)掩膜處理方法：把幾何位置完全配準(zhǔn)的原片，制成不同密度、不同反差的正片或負(fù)片，通過(guò)它們的各種不同疊加方案改變?cè)杏跋竦娘@示效果，達(dá)到信息增強(qiáng)目的的方法。改變對(duì)比度：使用兩張同波段同地區(qū)的負(fù)片（或正片）進(jìn)行合成，一張反差適中，另一張反差較小，合成后反差一般加大，從而提高了對(duì)比度；顯示動(dòng)態(tài)變化：不同時(shí)相同一地區(qū)的正負(fù)片影像疊合掩膜，當(dāng)被疊合影像反差相同時(shí)，凡密度發(fā)生變化的部分就是動(dòng)態(tài)變化的位置。邊緣突出：先將兩張反差相同的正片和負(fù)片疊合，疊合配準(zhǔn)后，再沿希望突出的線形特征的垂直方向錯(cuò)位。目的在于突出線形特征。HOME光學(xué)增強(qiáng)處理相關(guān)掩膜處理方法：把幾何位置完全配準(zhǔn)的原片，制成15圖像的相加和相減

（光柵濾波法）

兩個(gè)圖像所發(fā)出的光波在空間重疊并且同位相，則圖像相加。如果兩列光波在空間重疊且反相，則圖像相減。HOME圖像的相加和相減

（光柵濾波法）兩個(gè)圖像所發(fā)出的光波在16遙感黑白影象的假彩色編碼將黑白圖像經(jīng)過(guò)光柵進(jìn)行依次編碼處理，將振幅型編碼圖像轉(zhuǎn)換成位相型編碼圖像。將位相介質(zhì)片放入非相干光信息處理系統(tǒng)的輸入平面，經(jīng)過(guò)白光照射，在輸出平面上獲得等密度的假彩色圖像。假彩色編碼處理衛(wèi)星圖像可以使單波段影像彩色化，實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)效果。HOME遙感黑白影象的假彩色編碼將黑白圖像經(jīng)過(guò)光柵進(jìn)行依次編碼處理，17第二節(jié)數(shù)字圖像的校正遙感數(shù)字圖像處理：利用計(jì)算機(jī)對(duì)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)展第二節(jié)數(shù)字圖像的校正遙感數(shù)字圖像處理：利用計(jì)算機(jī)對(duì)遙感圖像18一、數(shù)字圖像及其直方圖數(shù)字圖像：遙感數(shù)據(jù)有光學(xué)圖像和數(shù)據(jù)圖像之分。數(shù)字圖像是能被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理和使用的用數(shù)字表示的圖像。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。數(shù)字圖像的表示：矩陣函數(shù)一、數(shù)字圖像及其直方圖數(shù)字圖像：遙感數(shù)據(jù)有光學(xué)圖像和數(shù)據(jù)圖像19數(shù)字圖象HOME數(shù)字圖象HOME20數(shù)字圖像直方圖：以每個(gè)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。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)

圖像直方圖是描述圖像質(zhì)量的可視化圖表。在圖像處理中，可以通過(guò)調(diào)整圖像直方圖的形態(tài)，改善圖像顯示的質(zhì)量，以達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的。數(shù)字圖像直方圖：以每個(gè)像元為單位，表示圖像中各亮度值或亮度值21直方圖直方圖22TheImageHistogramInrawimagery,theusefuldataoftenpopulatesonlyasmallportionoftheavailablerangeofdigitalvalues(commonly8bitsor256levels).Contrastenhancementinvolveschangingtheoriginalvaluessothatmoreoftheavailablerangeisused,therebyincreasingthecontrastbetweentargetsandtheirbackgrounds.ThekeytounderstandingcontrastenhancementsistounderstandtheconceptofanimagehistogramTheImageHistogramInrawimag23Ahistogramisagraphicalrepresentationofthebrightnessvaluesthatcompriseanimage.Thebrightnessvalues(i.e.0-255)aredisplayedalongthex-axisofthegraph.Thefrequencyofoccurrenceofeachofthesevaluesintheimageisshownonthey-axis.

HOMEAhistogramisagraphicalrep24二、輻射校正（Radiometriccorrection）輻射畸變：地物目標(biāo)的光譜反射率的差異在實(shí)際測(cè)量時(shí)，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。這種改變稱(chēng)為輻射畸變。影響輻射畸變的因素傳感器本身的影響：導(dǎo)致圖像不均勻，產(chǎn)生條紋和噪音。大氣對(duì)輻射的影響二、輻射校正（Radiometriccorrection25StripingwascommoninearlyLandsatMSSdataduetovariationsanddriftintheresponseovertimeofthesixMSSdetectors.The'drift'wasdifferentforeachofthesixdetectors,causingthesamebrightnesstoberepresenteddifferentlybyeachdetector.ThecorrectiveprocessmadearelativecorrectionamongthesixsensorstobringtheirapparentvaluesinlinewitheachotherStripingwascommoninearlyL26Droppedlinesoccurwhentherearesystemserrorswhichresultinmissingordefectivedataalongascanline.Droppedlinesarenormally'corrected'byreplacingthelinewiththepixelvaluesinthelineaboveorbelow,orwiththeaverageofthetwo.Droppedlinesoccurwhenthere27大氣影響的定量分析：大氣的主要影響是減少了圖像的對(duì)比度，使原始信號(hào)和背景信號(hào)都增加了因子，圖像質(zhì)量下降。大氣影響的粗略校正：通過(guò)簡(jiǎn)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(gè)像元的亮度值減去a，來(lái)改善圖像，去掉程輻射。

大氣影響的定量分析：大氣的主要影響是減少了圖像的對(duì)比度，使28直方圖最小值去除法基本思路:每幅圖像上都有輻射亮度或反射亮度應(yīng)為0的地區(qū)，而事實(shí)上并不等于0,說(shuō)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。校正方法:將每一波段中每個(gè)像元的亮度值都減去本波段的最小值。使圖像亮度動(dòng)態(tài)范圍得到改善，對(duì)比度增強(qiáng)，從而提高了圖像質(zhì)量。HOME直方圖最小值去除法基本思路:每幅圖像上都有輻射亮度或反射亮度29三、幾何校正幾何畸變：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(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等變形。幾何畸變是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲等作用的結(jié)果。三、幾何校正幾何畸變：遙感圖像的幾何位置上發(fā)生變化，產(chǎn)生諸如30GeometricCorrectionAllremotesensingimageryareinherentlysubjecttogeometricdistortions.Thesedistortionsmaybeduetoseveralfactors,including:theperspectiveofthesensoroptics;themotionofthescanningsystem;themotionoftheplatform;theplatformaltitude,attitude,andvelocity;theterrainrelief;and,thecurvatureandrotationoftheEarth.

Geometriccorrectionsareintendedtocompensateforthesedistortionssothatthegeometricrepresentationoftheimagerywillbeascloseaspossibletotherealworld.

GeometricCorrectionAllremote31Thegeometricregistrationprocessinvolvesidentifyingtheimagecoordinates(i.e.row,column)ofseveralclearlydiscerniblepoints,calledgroundcontrolpoints(orGCPs),inthedistortedimage(A-A1toA4),andmatchingthemtotheirtruepositionsingroundcoordinates(e.g.latitude,longitude).Thetruegroundcoordinatesaretypicallymeasuredfromamap(B-B1toB4),eitherinpaperordigitalformat.Thegeometricregistrationpr321、遙感影像變形的原因遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響：航高、航速、俯仰、翻滾、偏航。地形起伏的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。地球表面曲率的影響：一是像點(diǎn)位置的移動(dòng)；二是像元對(duì)應(yīng)于地面寬度不等，距星下點(diǎn)愈遠(yuǎn)畸變愈大，對(duì)應(yīng)地面長(zhǎng)度越長(zhǎng)。大氣折射的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。地球自轉(zhuǎn)的影響：產(chǎn)生影像偏離。1、遙感影像變形的原因遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響：航332、幾何畸變校正基本思路：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。具體步驟1）計(jì)算校正后每一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)原圖中的位置；2）計(jì)算每一點(diǎn)的亮度值。計(jì)算方法1）建立兩圖像像元點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；2）求出原圖所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的亮度：最近鄰法、雙線性?xún)?nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。2、幾何畸變校正基本思路：把存在幾何畸變的圖像，糾正成符合某342、幾何畸變校正控制點(diǎn)的選取數(shù)目的確定:最小數(shù)目；6倍于最小數(shù)目。選擇的原則易分辨、易定位的特征點(diǎn)：道路的交叉口，水庫(kù)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(mǎn)幅均勻選取。2、幾何畸變校正控制點(diǎn)的選取35SpatialFeatureSpatialFeature36ImageEnhancementEnhancementsareusedtomakeiteasierforvisualinterpretationandunderstandingofimagery.TheadvantageofdigitalimageryisthatitallowsustomanipulatethedigitalpixelvaluesinanimageTherearethreemaintypesofimageenhancement:ContrastenhancementSpatialfeatureenhancementMulti-imageenhancementImageEnhancementEnhancements37第三節(jié)遙感數(shù)字圖像增強(qiáng)一、彩色變換把數(shù)字圖像組合轉(zhuǎn)換成彩色圖形，或者把各種增強(qiáng)或分類(lèi)圖像組合疊加，以彩色圖像顯示出來(lái)。（彩色的視覺(jué)分辨能力比黑白高）方法：假彩色密度分割；彩色合成第三節(jié)遙感數(shù)字圖像增強(qiáng)一、彩色變換38概念：?jiǎn)尾ǘ魏诎走b感圖像可按亮度分層，對(duì)每層賦予不同的色彩，使之成為一幅彩色圖像。這種方法又叫密度分割。分層方案的確定：分層方案與地物光譜差異對(duì)應(yīng)合適，可以較好地區(qū)分地物類(lèi)別。處理過(guò)程效果分析1、單波段彩色變換（假彩色密度分割）概念：?jiǎn)尾ǘ魏诎走b感圖像可按亮度分層，對(duì)每層賦予不同的色彩，39處理過(guò)程輸入圖像顯示直方圖確定分割的等級(jí)數(shù)，并計(jì)算分割的間距像元亮度值轉(zhuǎn)換為像元新值賦色HOME處理過(guò)程輸入圖像顯示直方圖確定分割的等級(jí)數(shù)，并計(jì)算分割的間距40以不同的色彩表示圖像的色調(diào)變化，增強(qiáng)了圖像的顯示能力同一地物或現(xiàn)象可能被分割成兩種不同密度并以不同的顏色顯示出來(lái)，或同一色彩卻表示兩種以上不同的地物，造成判讀錯(cuò)誤。HOME效果分析以不同的色彩表示圖像的色調(diào)變化，增強(qiáng)了圖像的顯示能力HOME412、多波段色彩變換概念：利用計(jì)算機(jī)將同一地區(qū)不同波段的圖像存放在不同通道的存儲(chǔ)器中，并依照彩色合成原理，分別對(duì)各通道的圖像進(jìn)行單基色變換，在彩色屏幕上進(jìn)行疊置，從而構(gòu)成彩色合成圖像。合成方案：彩色合成圖像分為真彩色圖像和假彩色圖像。方法演示2、多波段色彩變換概念：利用計(jì)算機(jī)將同一地區(qū)不同波段的圖像存42ColourCompositesColourComposites43ColourCompositesAcolourcompositeisacolourimageproducedthroughopticalcombinationofmultibandimagesbyprojectionthroughfilters.TrueColourComposite:Acolourimagingprocesswherebythecolouroftheimageisthesameasthecolouroftheobjectimaged.FalseColourComposite:Acolourimagingprocesswhichproducesanimageofacolourthatdoesnotcorrespondtothetruecolourofthescene(asseenbyoureyes).ColourCompositesAcolourcomp44第4章：遙感圖像處理課件45第4章：遙感圖像處理課件46TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7LandsatTM5sub-sceneshowingtheregionaroundtheAlpinforschungszentrumRudolfshütteTM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7LandsatT47TM7,4,1TM5,7,2TM5,4,3TM4,3,2TMTMTMTM48ERDAS彩色合成演示ERDAS彩色合成演示493、HLS變換RGB模式與HLS模式將RGB模式轉(zhuǎn)換成HLS模式，對(duì)于定量地表示色彩特性，以及在應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)兩種表達(dá)方式的轉(zhuǎn)換具有重要意義。3、HLS變換RGB模式與HLS模式50二、對(duì)比度變換直方圖與圖像的質(zhì)量概念：是一種通過(guò)改變圖像像元的亮度值來(lái)改變圖像像元對(duì)比度，從而改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。將圖像中過(guò)于集中的像元分布區(qū)域（亮度值分布范圍）拉開(kāi)擴(kuò)展，擴(kuò)大圖像反差的對(duì)比度，增強(qiáng)圖像表現(xiàn)的層次性。又叫輻射增強(qiáng)。方法：對(duì)比度線性變換和非線性變換。二、對(duì)比度變換直方圖與圖像的質(zhì)量51二、對(duì)比度變換線性變換：在改善圖像對(duì)比度時(shí)，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非線性變換：變換函數(shù)為非線性函數(shù)時(shí)，即為非線性變換。二、對(duì)比度變換線性變換：在改善圖像對(duì)比度時(shí)，如果采用線性或分52Alinearstretchinvolvesidentifyinglowerandupperboundsfromthehistogram(usuallytheminimumandmaximumbrightnessvaluesintheimage)andapplyingatransformationtostretchthisrangetofillthefullrange.

Alinearstretchinvolvesiden53Thisgraphicillustratestheincreaseincontrastinanimagebefore(left)andafter(right)alinearcontraststretch.Thisgraphicillustratesthe54Iftheinputrangeisnotuniformlydistributed.Inthiscase,ahistogram-equalisedstretchmaybebetter.Thisstretchassignsmoredisplayvalues(range)tothefrequentlyoccurringportionsofthehistogram.Inthisway,thedetailintheseareaswillbebetterenhancedrelativetothoseareasoftheoriginalhistogramwherevaluesoccurlessfrequentlyIftheinputrangeisnotunif55Thisgraphicillustratestheratherunevenincreaseincontrastinanimagebefore(left)andafter(right)ahistogramequalisedstretch.Thisgraphicillustratesthe56三、空間濾波以重點(diǎn)突出圖像上某些特征為目的。濾波增強(qiáng)的原理:任何一個(gè)復(fù)雜的波形曲線都可以分解成具有不同頻率（波長(zhǎng)）的較為簡(jiǎn)單的波形曲線。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。三、空間濾波以重點(diǎn)突出圖像上某些特征為目的。57三、空間濾波空間濾波：以突出圖像上的某些特征為目的，通過(guò)像元與周?chē)噜徬裨年P(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。圖像卷積運(yùn)算：在圖像的左上角開(kāi)一個(gè)與模板同樣大小的活動(dòng)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。三、空間濾波空間濾波：以突出圖像上的某些特征為目的，通過(guò)像元58SpatialFilteringSpatialfilteringencompassesanothersetofdigitalprocessingfunctionswhichareusedtoenhancetheappearanceofanimage.Spatialfiltersaredesignedtohighlightorsuppress（抑制）specificfeaturesinanimagebasedontheirspatialfrequency.Spatialfrequencyisrelatedtotheconceptofimagetexture,andreferstothefrequencyofthevariationsintonethatappearinanimageSpatialFilteringSpatialfilte59Acommonfilteringinvolvesmovinga‘window’（活動(dòng)窗口）ofafewpixelsindimension(e.g.3x3,5x5,etc.)overeachpixelintheimage,applyingamathematicalcalculationusingthepixelvaluesunderthatwindow,andreplacingthecentralpixelwiththenewvalue.Acommonfilteringinvolvesmo60ImageofCHURNFarmDaedalus1268ATMChannel3ImageofCHURNFarm61Alow-passfilter（低通濾波）

isdesignedtoemphasiselarger,homogeneousareasofsimilartoneandreducethesmallerdetailinanimage.Thus,low-passfiltersgenerallyservetosmooth（平滑）

theappearanceofanimage.

Alow-passfilter（低通濾波）isdes62A

high-passfilter

（高通濾波）doestheopposite,andservestosharpentheappearanceoffinedetailinanimage.

Ahigh-passfilter（高通濾波）does63Directionaloredgedetectingfiltershighlightlinearfeatures,suchasroadsorfieldboundaries.Verticaledges（垂直邊緣）Directionaloredgedetecting64HorizontaledgesDirectionalEdgefilterscanalsobedesignedtoenhancefeatureswhichareorientedinspecificdirectionsandareusefulinapplicationssuchasgeology,forthedetectionoflineargeologicstructures.

HorizontaledgesDirectionalEd651、平滑--圖像中出現(xiàn)某些亮度值過(guò)大的區(qū)域，或出現(xiàn)不該有的亮點(diǎn)時(shí)，采用平滑方法可以減小變化，使亮度平緩或去掉不必要的亮點(diǎn)。比值平滑：將每個(gè)像元在以其為中心的區(qū)域內(nèi)，取平均值來(lái)代替該像元值，以達(dá)到去掉尖銳“噪聲”和平滑圖像的目的。中值濾波：將每個(gè)像元在以其為中心的鄰域內(nèi)，取中間亮度值來(lái)代替該像元值，以達(dá)到去掉尖銳“噪聲”和平滑圖像的目的。1、平滑--圖像中出現(xiàn)某些亮度值過(guò)大的區(qū)域，或出現(xiàn)不該有的亮662、銳化—突出圖像的邊緣、線性目標(biāo)或某些亮度變化率大的部分。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。索伯爾梯度拉普拉斯算法定向檢測(cè)2、銳化—突出圖像的邊緣、線性目標(biāo)或某些亮度變化率大的部分。67Low-andHigh-PassFilteringWhenwelookatspatialstructure,wecanusuallyseeacharacteristiclengthscale(e.g.sizeoffields,widthandlengthofroads,etc)ImagesusuallyhavefeaturesonlotsofdifferentlengthscalesSometimes,insteadoftalkingabout“l(fā)engthscale”,wetalkinsteadabout“spatialfrequency”.Highfrequenciescorrespondtoshortdistancescales;lowfrequenciescorrespondtolongdistancescalesWecandescribetheactionofsomefiltersinthisway.Low-andHigh-PassFiltering68EdgeEnhancementedgeenhancementmathematicallymanipulatesanimagetoprovideanewimageinwhichedgesaremadetostandout.

EdgeEnhancementedgeenhanceme69Smoothingsmoothingaveragesthevaluesofthepixelanditsneighbors.Ifthereis‘noise’intheimage(randompixelwithrandomvalues)thesmoothingprocesswillremovethese.

Smoothingsmoothingaveragesth70四、圖像運(yùn)算概念：兩幅或多幅單波段影像，完成空間配準(zhǔn)后，通過(guò)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。原理：地物不同波段的光譜差異。四、圖像運(yùn)算概念：兩幅或多幅單波段影像，完成空間配準(zhǔn)后，通過(guò)71比值運(yùn)算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像，對(duì)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(lèi)型或估算植被生物量，這種算法的結(jié)果稱(chēng)為植被指數(shù)。常用算法：近紅外波段/紅波段;或（近紅外-紅）/（近紅外+紅）.對(duì)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。典型例子比值處理的方式：根據(jù)實(shí)際情況，采取加、減、乘、除四則運(yùn)算。差值運(yùn)算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像，對(duì)應(yīng)像元的亮度值相減就是差值運(yùn)算。比值運(yùn)算：兩幅同樣行、列數(shù)的圖像，對(duì)應(yīng)像元的亮度值相除（除數(shù)72五、多光譜變換多光譜變換:針對(duì)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(guò)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(duì)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)。五、多光譜變換多光譜變換:針對(duì)多光譜影象存在的一定程度上的相731、K-L變換離散變換的簡(jiǎn)稱(chēng)，又稱(chēng)主成分變換。它是對(duì)某一多光譜圖像X.利用K-L變換矩陣A進(jìn)行線性組合,而產(chǎn)生一組新的多光譜圖像Y.K-L變換的特點(diǎn):變換后的主分量空間與變換前的多光譜空間坐標(biāo)系相比旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度。新坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸一定指向數(shù)據(jù)量較大的方向?？蓪?shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)壓縮和圖像增強(qiáng)。1、K-L變換離散變換的簡(jiǎn)稱(chēng)，又稱(chēng)主成分變換。它是對(duì)某一多光742、K-T變換K-T變換

是kauth-Thomas變換的簡(jiǎn)稱(chēng)，也稱(chēng)纓帽變換.是一種坐標(biāo)空間發(fā)生旋轉(zhuǎn)的線性變換，旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸指向與地面景物有密切關(guān)系的方向K-T變換的應(yīng)用:主要針對(duì)TM圖像數(shù)據(jù)和MSS數(shù)據(jù).對(duì)于擴(kuò)大陸地衛(wèi)星TM影像數(shù)據(jù)分析在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用有重要意義.2、K-T變換K-T變換75第四節(jié)多源信息復(fù)合多種信息源的復(fù)合:是將多種遙感平臺(tái)，多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)之間以及遙感數(shù)據(jù)與非遙感數(shù)據(jù)之間的信息組合匹配的技術(shù)。多源信息復(fù)合的意義:發(fā)揮不同遙感數(shù)據(jù)源的優(yōu)勢(shì),彌補(bǔ)某種遙感數(shù)據(jù)的不足,提高遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用性;還有利于綜合分析和深入理解遙感數(shù)據(jù).第四節(jié)多源信息復(fù)合多種信息源的復(fù)合:是將多種遙感平臺(tái)，多76第四節(jié)多源信息復(fù)合一、遙感信息的復(fù)合不同傳感器的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合不同時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合二、遙感與非遙感信息的復(fù)合第四節(jié)多源信息復(fù)合一、遙感信息的復(fù)合77一、遙感信息的復(fù)合1、不同傳感器的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合（1）配準(zhǔn)：采用幾何校正，分別在不同數(shù)據(jù)源的影像上選取控制點(diǎn)，用雙線性?xún)?nèi)插或三次卷積內(nèi)插運(yùn)算等對(duì)分辨率較小的圖像進(jìn)行重采樣，完成配準(zhǔn)。（2）復(fù)合：彩色合成、代換法。一、遙感信息的復(fù)合1、不同傳感器的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合782、不同時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合（1）配準(zhǔn)：利用幾何校正的方法進(jìn)行位置配準(zhǔn)。（2）直方圖調(diào)整：調(diào)整成一致的直方圖，是圖像的亮度趨于一致，便于比較。（3）復(fù)合：彩色合成法、差值法、比值法。2、不同時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合（1）配準(zhǔn)：利用幾何校正的方法進(jìn)行79二、遙感與非遙感信息的復(fù)合

主要步驟：1、地理數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化（1）網(wǎng)格數(shù)據(jù)生成（2）與遙感數(shù)據(jù)配準(zhǔn)2、最優(yōu)遙感數(shù)據(jù)的選取3、配準(zhǔn)復(fù)合（1）柵格數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)（2）柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)。二、遙感與非遙感信息的復(fù)合主要步驟：802、不同時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合觀測(cè)地物的類(lèi)型、位置、輪廓及動(dòng)態(tài)變化是常用。（1）配準(zhǔn)：利用幾何校正的方法。（2）直方圖調(diào)整：將配準(zhǔn)后的直方圖調(diào)整成一致的直方圖，使圖像亮度值趨于協(xié)調(diào)，以便于比較。（3）復(fù)合：彩色合成法、差值法、比值法。2、不同時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合觀測(cè)地物的類(lèi)型、位置、輪廓及動(dòng)態(tài)變81二、遙感與非遙感信息的復(fù)合1、地理數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化（1）網(wǎng)格數(shù)據(jù)生成；（2）與遙感數(shù)據(jù)配準(zhǔn)。2、最優(yōu)遙感數(shù)據(jù)的選取。3、配準(zhǔn)復(fù)合：（1）柵格數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)；（2）柵格數(shù)據(jù)與矢量數(shù)據(jù)。二、遙感與非遙感信息的復(fù)合1、地理數(shù)據(jù)的網(wǎng)格化82第四章遙感圖像處理第四章遙感圖像處理83第一節(jié)光學(xué)原理與光學(xué)處理一、顏色視覺(jué)1、亮度對(duì)比和顏色對(duì)比（1）亮度對(duì)比：對(duì)象相對(duì)于背景的的明亮程度。改變對(duì)比度，可以提高圖象的視覺(jué)效果。（2）顏色對(duì)比：在視場(chǎng)中，相鄰區(qū)域的不同顏色的相互影響叫做顏色對(duì)比。兩種顏色相互影響的結(jié)果，使每種顏色會(huì)向其影響色的補(bǔ)色變化。在兩種顏色的邊界，對(duì)比現(xiàn)象更為明顯。因此，顏色的對(duì)比會(huì)產(chǎn)生不同的視覺(jué)效果。

第一節(jié)光學(xué)原理與光學(xué)處理一、顏色視覺(jué)842、顏色的性質(zhì)：

所有顏色都是對(duì)某段波長(zhǎng)有選擇地反射而對(duì)其他波長(zhǎng)吸收的結(jié)果。顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來(lái)描述。

（1）明度：是人眼對(duì)光源或物體明亮程度的感覺(jué)。物體反射率越高，明度就越高。

（2）色調(diào)：是色彩彼此相互區(qū)分的特性。（3）飽和度：是色彩純潔的程度，即光譜中波長(zhǎng)段是否窄，頻率是否單一的表示。2、顏色的性質(zhì)：85第4章：遙感圖像處理課件86第4章：遙感圖像處理課件87第4章：遙感圖像處理課件883、顏色立體（1）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。（2）孟賽爾顏色立體：中軸代表無(wú)色彩的明度等級(jí)；在顏色立體的水平剖面上是色調(diào)；顏色歷代中央軸的水平距離代表飽和度的變化。3、顏色立體89第4章：遙感圖像處理課件90二、加色法與減色法顏色相加原理三原色：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(chēng)之為三原色。紅、綠、藍(lán)?；パa(bǔ)色：若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色，這兩種顏色就稱(chēng)為互補(bǔ)色。黃和藍(lán)、紅和青、綠和品紅。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.二、加色法與減色法顏色相加原理三原色：若三種顏色，其中的任一913、顏色相減原理減色過(guò)程:白色光線先后通過(guò)兩塊濾光片的過(guò)程.顏色相減原理:當(dāng)兩塊濾光片組合產(chǎn)生顏色混合時(shí),入射光通過(guò)每一濾光片時(shí)都減掉一部分輻射，最后通過(guò)的光是經(jīng)過(guò)多次減法的結(jié)果.加色法與減色法的區(qū)別:減法三原色:黃、品紅、青3、顏色相減原理減色過(guò)程:白色光線先后通過(guò)兩塊濾光片的過(guò)程.92三、光學(xué)增強(qiáng)處理圖像的光學(xué)增強(qiáng)處理方法具有精度高，反映目標(biāo)地物更真實(shí)，圖像目視效果等優(yōu)點(diǎn)，是遙感圖像處理的重要方法之一。計(jì)算機(jī)圖像處理的優(yōu)點(diǎn)在于速度快、操作簡(jiǎn)單、效率高等優(yōu)點(diǎn)，有逐步取代光學(xué)方法的趨勢(shì)。三、光學(xué)增強(qiáng)處理圖像的光學(xué)增強(qiáng)處理方法具有精度高，反映目標(biāo)93三、光學(xué)增強(qiáng)處理彩色合成加色法彩色合成減色法彩色合成光學(xué)增強(qiáng)處理光學(xué)信息的處理圖像的相加和相減遙感黑白影象的假彩色編碼三、光學(xué)增強(qiáng)處理彩色合成94加色法彩色合成合成儀法：是將不同波段的黑白透明片分別放入有紅、綠、藍(lán)濾光片的光學(xué)投影通道中精確配準(zhǔn)和重疊，生成彩色影像的過(guò)程。

分層曝光法：指利用彩色膠片具有的三層乳劑，使每一層乳劑依次曝光的方法。

HOME加色法彩色合成合成儀法：是將不同波段的黑白透明片分別放入有紅95減色法彩色合成染印法：是一種使用特別浮雕片、接受紙和沖顯染印藥制作彩色合成影像的方法。印刷法：利用普通膠印設(shè)備，直接使用不同波段的遙感底片和黃、品紅、青三種油墨，經(jīng)分色、加網(wǎng)、制版，套印成彩色合成圖像。重氮法：利用重氮鹽的化學(xué)反應(yīng)處理彩色單波段影像透明片的方法。HOME減色法彩色合成染印法：是一種使用特別浮雕片、接受紙和沖顯染印96光學(xué)增強(qiáng)處理相關(guān)掩膜處理方法：把幾何位置完全配準(zhǔn)的原片，制成不同密度、不同反差的正片或負(fù)片，通過(guò)它們的各種不同疊加方案改變?cè)杏跋竦娘@示效果，達(dá)到信息增強(qiáng)目的的方法。改變對(duì)比度：使用兩張同波段同地區(qū)的負(fù)片（或正片）進(jìn)行合成，一張反差適中，另一張反差較小，合成后反差一般加大，從而提高了對(duì)比度；顯示動(dòng)態(tài)變化：不同時(shí)相同一地區(qū)的正負(fù)片影像疊合掩膜，當(dāng)被疊合影像反差相同時(shí)，凡密度發(fā)生變化的部分就是動(dòng)態(tài)變化的位置。邊緣突出：先將兩張反差相同的正片和負(fù)片疊合，疊合配準(zhǔn)后，再沿希望突出的線形特征的垂直方向錯(cuò)位。目的在于突出線形特征。HOME光學(xué)增強(qiáng)處理相關(guān)掩膜處理方法：把幾何位置完全配準(zhǔn)的原片，制成97圖像的相加和相減

（光柵濾波法）

兩個(gè)圖像所發(fā)出的光波在空間重疊并且同位相，則圖像相加。如果兩列光波在空間重疊且反相，則圖像相減。HOME圖像的相加和相減

（光柵濾波法）兩個(gè)圖像所發(fā)出的光波在98遙感黑白影象的假彩色編碼將黑白圖像經(jīng)過(guò)光柵進(jìn)行依次編碼處理，將振幅型編碼圖像轉(zhuǎn)換成位相型編碼圖像。將位相介質(zhì)片放入非相干光信息處理系統(tǒng)的輸入平面，經(jīng)過(guò)白光照射，在輸出平面上獲得等密度的假彩色圖像。假彩色編碼處理衛(wèi)星圖像可以使單波段影像彩色化，實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)效果。HOME遙感黑白影象的假彩色編碼將黑白圖像經(jīng)過(guò)光柵進(jìn)行依次編碼處理，99第二節(jié)數(shù)字圖像的校正遙感數(shù)字圖像處理：利用計(jì)算機(jī)對(duì)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)展第二節(jié)數(shù)字圖像的校正遙感數(shù)字圖像處理：利用計(jì)算機(jī)對(duì)遙感圖像100一、數(shù)字圖像及其直方圖數(shù)字圖像：遙感數(shù)據(jù)有光學(xué)圖像和數(shù)據(jù)圖像之分。數(shù)字圖像是能被計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、處理和使用的用數(shù)字表示的圖像。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。數(shù)字圖像的表示：矩陣函數(shù)一、數(shù)字圖像及其直方圖數(shù)字圖像：遙感數(shù)據(jù)有光學(xué)圖像和數(shù)據(jù)圖像101數(shù)字圖象HOME數(shù)字圖象HOME102數(shù)字圖像直方圖：以每個(gè)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。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)

圖像直方圖是描述圖像質(zhì)量的可視化圖表。在圖像處理中，可以通過(guò)調(diào)整圖像直方圖的形態(tài)，改善圖像顯示的質(zhì)量，以達(dá)到圖像增強(qiáng)的目的。數(shù)字圖像直方圖：以每個(gè)像元為單位，表示圖像中各亮度值或亮度值103直方圖直方圖104TheImageHistogramInrawimagery,theusefuldataoftenpopulatesonlyasmallportionoftheavailablerangeofdigitalvalues(commonly8bitsor256levels).Contrastenhancementinvolveschangingtheoriginalvaluessothatmoreoftheavailablerangeisused,therebyincreasingthecontrastbetweentargetsandtheirbackgrounds.ThekeytounderstandingcontrastenhancementsistounderstandtheconceptofanimagehistogramTheImageHistogramInrawimag105Ahistogramisagraphicalrepresentationofthebrightnessvaluesthatcompriseanimage.Thebrightnessvalues(i.e.0-255)aredisplayedalongthex-axisofthegraph.Thefrequencyofoccurrenceofeachofthesevaluesintheimageisshownonthey-axis.

HOMEAhistogramisagraphicalrep106二、輻射校正（Radiometriccorrection）輻射畸變：地物目標(biāo)的光譜反射率的差異在實(shí)際測(cè)量時(shí)，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。這種改變稱(chēng)為輻射畸變。影響輻射畸變的因素傳感器本身的影響：導(dǎo)致圖像不均勻，產(chǎn)生條紋和噪音。大氣對(duì)輻射的影響二、輻射校正（Radiometriccorrection107StripingwascommoninearlyLandsatMSSdataduetovariationsanddriftintheresponseovertimeofthesixMSSdetectors.The'drift'wasdifferentforeachofthesixdetectors,causingthesamebrightnesstoberepresenteddifferentlybyeachdetector.ThecorrectiveprocessmadearelativecorrectionamongthesixsensorstobringtheirapparentvaluesinlinewitheachotherStripingwascommoninearlyL108Droppedlinesoccurwhentherearesystemserrorswhichresultinmissingordefectivedataalongascanline.Droppedlinesarenormally'corrected'byreplacingthelinewiththepixelvaluesinthelineaboveorbelow,orwiththeaverageofthetwo.Droppedlinesoccurwhenthere109大氣影響的定量分析：大氣的主要影響是減少了圖像的對(duì)比度，使原始信號(hào)和背景信號(hào)都增加了因子，圖像質(zhì)量下降。大氣影響的粗略校正：通過(guò)簡(jiǎn)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(gè)像元的亮度值減去a，來(lái)改善圖像，去掉程輻射。

大氣影響的定量分析：大氣的主要影響是減少了圖像的對(duì)比度，使110直方圖最小值去除法基本思路:每幅圖像上都有輻射亮度或反射亮度應(yīng)為0的地區(qū)，而事實(shí)上并不等于0,說(shuō)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。校正方法:將每一波段中每個(gè)像元的亮度值都減去本波段的最小值。使圖像亮度動(dòng)態(tài)范圍得到改善，對(duì)比度增強(qiáng)，從而提高了圖像質(zhì)量。HOME直方圖最小值去除法基本思路:每幅圖像上都有輻射亮度或反射亮度111三、幾何校正幾何畸變：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(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等變形。幾何畸變是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲等作用的結(jié)果。三、幾何校正幾何畸變：遙感圖像的幾何位置上發(fā)生變化，產(chǎn)生諸如112GeometricCorrectionAllremotesensingimageryareinherentlysubjecttogeometricdistortions.Thesedistortionsmaybeduetoseveralfactors,including:theperspectiveofthesensoroptics;themotionofthescanningsystem;themotionoftheplatform;theplatformaltitude,attitude,andvelocity;theterrainrelief;and,thecurvatureandrotationoftheEarth.

Geometriccorrectionsareintendedtocompensateforthesedistortionssothatthegeometricrepresentationoftheimagerywillbeascloseaspossibletotherealworld.

GeometricCorrectionAllremote113Thegeometricregistrationprocessinvolvesidentifyingtheimagecoordinates(i.e.row,column)ofseveralclearlydiscerniblepoints,calledgroundcontrolpoints(orGCPs),inthedistortedimage(A-A1toA4),andmatchingthemtotheirtruepositionsingroundcoordinates(e.g.latitude,longitude).Thetruegroundcoordinatesaretypicallymeasuredfromamap(B-B1toB4),eitherinpaperordigitalformat.Thegeometricregistrationpr1141、遙感影像變形的原因遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響：航高、航速、俯仰、翻滾、偏航。地形起伏的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。地球表面曲率的影響：一是像點(diǎn)位置的移動(dòng)；二是像元對(duì)應(yīng)于地面寬度不等，距星下點(diǎn)愈遠(yuǎn)畸變愈大，對(duì)應(yīng)地面長(zhǎng)度越長(zhǎng)。大氣折射的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。地球自轉(zhuǎn)的影響：產(chǎn)生影像偏離。1、遙感影像變形的原因遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響：航1152、幾何畸變校正基本思路：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。具體步驟1）計(jì)算校正后每一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)原圖中的位置；2）計(jì)算每一點(diǎn)的亮度值。計(jì)算方法1）建立兩圖像像元點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；2）求出原圖所對(duì)應(yīng)點(diǎn)的亮度：最近鄰法、雙線性?xún)?nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。2、幾何畸變校正基本思路：把存在幾何畸變的圖像，糾正成符合某1162、幾何畸變校正控制點(diǎn)的選取數(shù)目的確定:最小數(shù)目；6倍于最小數(shù)目。選擇的原則易分辨、易定位的特征點(diǎn)：道路的交叉口，水庫(kù)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(mǎn)幅均勻選取。2、幾何畸變校正控制點(diǎn)的選取117SpatialFeatureSpatialFeature118ImageEnhancementEnhancementsareusedtomakeiteasierforvisualinterpretationandunderstandingofimagery.TheadvantageofdigitalimageryisthatitallowsustomanipulatethedigitalpixelvaluesinanimageTherearethreemaintypesofimageenhancement:ContrastenhancementSpatialfeatureenhancementMulti-imageenhancementImageEnhancementEnhancements119第三節(jié)遙感數(shù)字圖像增強(qiáng)一、彩色變換把數(shù)字圖像組合轉(zhuǎn)換成彩色圖形，或者把各種增強(qiáng)或分類(lèi)圖像組合疊加，以彩色圖像顯示出來(lái)。（彩色的視覺(jué)分辨能力比黑白高）方法：假彩色密度分割；彩色合成第三節(jié)遙感數(shù)字圖像增強(qiáng)一、彩色變換120概念：?jiǎn)尾ǘ魏诎走b感圖像可按亮度分層，對(duì)每層賦予不同的色彩，使之成為一幅彩色圖像。這種方法又叫密度分割。分層方案的確定：分層方案與地物光譜差異對(duì)應(yīng)合適，可以較好地區(qū)分地物類(lèi)別。處理過(guò)程效果分析1、單波段彩色變換（假彩色密度分割）概念：?jiǎn)尾ǘ魏诎走b感圖像可按亮度分層，對(duì)每層賦予不同的色彩，121處理過(guò)程輸入圖像顯示直方圖確定分割的等級(jí)數(shù)，并計(jì)算分割的間距像元亮度值轉(zhuǎn)換為像元新值賦色HOME處理過(guò)程輸入圖像顯示直方圖確定分割的等級(jí)數(shù)，并計(jì)算分割的間距122以不同的色彩表示圖像的色調(diào)變化，增強(qiáng)了圖像的顯示能力同一地物或現(xiàn)象可能被分割成兩種不同密度并以不同的顏色顯示出來(lái)，或同一色彩卻表示兩種以上不同的地物，造成判讀錯(cuò)誤。HOME效果分析以不同的色彩表示圖像的色調(diào)變化，增強(qiáng)了圖像的顯示能力HOME1232、多波段色彩變換概念：利用計(jì)算機(jī)將同一地區(qū)不同波段的圖像存放在不同通道的存儲(chǔ)器中，并依照彩色合成原理，分別對(duì)各通道的圖像進(jìn)行單基色變換，在彩色屏幕上進(jìn)行疊置，從而構(gòu)成彩色合成圖像。合成方案：彩色合成圖像分為真彩色圖像和假彩色圖像。方法演示2、多波段色彩變換概念：利用計(jì)算機(jī)將同一地區(qū)不同波段的圖像存124ColourCompositesColourComposites125ColourCompositesAcolourcompositeisacolourimageproducedthroughopticalcombinationofmultibandimagesbyprojectionthroughfilters.TrueColourComposite:Acolourimagingprocesswherebythecolouroftheimageisthesameasthecolouroftheobjectimaged.FalseColourComposite:Acolourimagingprocesswhichproducesanimageofacolourthatdoesnotcorrespondtothetruecolourofthescene(asseenbyoureyes).ColourCompositesAcolourcomp126第4章：遙感圖像處理課件127第4章：遙感圖像處理課件128TM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7LandsatTM5sub-sceneshowingtheregionaroundtheAlpinforschungszentrumRudolfshütteTM1TM2TM3TM4TM5TM6TM7LandsatT129TM7,4,1TM5,7,2TM5,4,3TM4,3,2TMTMTMTM130ERDAS彩色合成演示ERDAS彩色合成演示1313、HLS變換RGB模式與HLS模式將RGB模式轉(zhuǎn)換成HLS模式，對(duì)于定量地表示色彩特性，以及在應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)兩種表達(dá)方式的轉(zhuǎn)換具有重要意義。3、HLS變換RGB模式與HLS模式132二、對(duì)比度變換直方圖與圖像的質(zhì)量概念：是一種通過(guò)改變圖像像元的亮度值來(lái)改變圖像像元對(duì)比度，從而改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。將圖像中過(guò)于集中的像元分布區(qū)域（亮度值分布范圍）拉開(kāi)擴(kuò)展，擴(kuò)大圖像反差的對(duì)比度，增強(qiáng)圖像表現(xiàn)的層次性。又叫輻射增強(qiáng)。方法：對(duì)比度線性變換和非線性變換。二、對(duì)比度變換直方圖與圖像的質(zhì)量133二、對(duì)比度變換線性變換：在改善圖像對(duì)比度時(shí)，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非線性變換：變換函數(shù)為非線性函數(shù)時(shí)，即為非線性變換。二、對(duì)比度變換線性變換：在改善圖像對(duì)比度時(shí)，如果采用線性或分134Alinearstretchinvolvesidentifyinglowerandupperboundsfromthehistogram(usuallytheminimumandmaximumbrightnessvaluesintheimage)andapplyingatransformationtostretchthisrangetofillthefullrange.

Alinearstretchinvolvesiden135Thisgraphicillustratestheincreaseincontrastinanimagebefore(left)andafter(right)alinearcontraststretch.Thisgraphicillustratesthe136Iftheinputrangeisnotuniformlydistributed.Inthiscase,ahistogram-equalisedstretchmaybebetter.Thisstretchassignsmoredisplayvalues(range)tothefrequentlyoccurringportionsofthehistogram.Inthisway,thedetailintheseareaswillbebetterenhancedrelativetothoseareasoftheoriginalhistogramwherevaluesoccurlessfrequentlyIftheinputrangeisnotunif137Thisgraphicillustratestheratherunevenincreaseincontrastinanimagebefore(left)andafter(right)ahistogramequalisedstretch.Thisgraphicillustratesthe138三、空間濾波以重點(diǎn)突出圖像上某些特征為目的。濾波增強(qiáng)的原理:任何一個(gè)復(fù)雜的波形曲線都可以分解成具有不同頻率（波長(zhǎng)）的較為簡(jiǎn)單的波形曲線。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。三、空間濾波以重點(diǎn)突出圖像上某些特征為目的。139三、空間濾波空間濾波：以突出圖像上的某些特征為目的，通過(guò)像元與周?chē)噜徬裨年P(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。圖像卷積運(yùn)算：在圖像的左上角開(kāi)一個(gè)與模板同樣大小的活動(dòng)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。三、空間濾波空間濾波：以突出圖像上的某些特征為目的，通過(guò)像元140SpatialFilteringSpatialfilteringencompassesanothersetofdigitalprocessingfunctionswhichareusedtoenhancetheappearanceofanimage.Spatialfiltersaredesignedtohighlightorsuppress（抑制）specificfeaturesinanimagebasedontheirspatialfrequency.Spatialfrequencyisrelatedtotheconceptofimagetexture,andreferstothefrequencyofthevariationsintonethatappearinanimageSpatialFilteringSpatialfilte141Acommonfilteringinvolvesmovinga‘window’（活動(dòng)窗口）ofafewpixelsindimension(e.g.3x3,5x5,etc.)overeachpixelintheimage,applyingamathematicalcalculationusingthepixelvaluesunderthatwindow,andreplacingthecentralpixelwiththenewvalue.Acommonfilteringinvolvesmo142ImageofCHURNFarmDaedalus1268ATMChannel3ImageofCHURNFarm143Alow-passfilter（低通濾波）

isdesignedtoemphasiselarger,homogeneousareasofsimilartoneandreducethesmallerdetailinanimage.Thus,low-passfiltersgenerallyservetosmooth（平滑）

theappearanceofanimage.

Alow-passfilter（低通濾波）isdes144A

high-passfilter

（高通濾波）doestheopposite,andservestosharpentheappearanceoffinedetailinanimage.

Ahigh-passfilter（高通濾波）does145Directionaloredgedetectingfiltershighlightlinearfeatures,suchasroadsorfieldboundaries.Verticaledges（垂直邊緣）Directionaloredgedetecting146HorizontaledgesDirectionalEdgefilterscanalsobedesignedtoenhancefeatureswhichareorientedinspecificdirectionsandareusefulinapplicationssuchasgeology,forthedetectionoflineargeologicstructures.

HorizontaledgesDirectionalEd1471、平滑--圖像中出現(xiàn)某些亮度值過(guò)大的區(qū)域，或出現(xiàn)不該有的亮點(diǎn)時(shí)，采用平滑方法可以減小變化，使亮度平緩或去掉不必要的亮點(diǎn)。比值平滑：將每個(gè)像元在以其為中心的區(qū)域內(nèi)，取平均值來(lái)代替該像元值，以達(dá)到去掉尖銳“噪聲