《遙感影像處理基礎(chǔ)》PPT課件.ppt

1、第六章 遙感影像處理基礎(chǔ)Chapter IV Basis of remote sensing image processing,第六章 遙感圖像處理基礎(chǔ) Chapter IV Remote sensing image processing basis,6.1遙感圖像的存儲(Storage) 6.2遙感圖像的統(tǒng)計(jì)分析(Statistical Analysis) 6.3常用的遙感圖像處理軟件(Software),6.1 遙感圖像的存儲 Remote Sensing Image Storage,1、存儲介質(zhì) 模擬存儲： 膠片 像片 數(shù)字存儲： 光盤 磁盤（硬盤和軟盤） U盤 磁帶,2 遙感圖像存儲格

2、式有三種,1、BIP（Band Interlearved by Pixel） 按象元波段交叉式記錄，有利于作子區(qū)處理，較少使用 2、BIL（Band Interlearved by Line） 按行波段交叉式記錄，便于單波段處理和提取 3、BSQ（Band Sequentiel） 按波段順序式記錄，適用于多波段運(yùn)算和分類,BIL（Band Interlearved by Line）記錄格式 按行波段交叉式記錄,BSQ（Band Sequentiel）記錄格式按波段順序式記錄,3 圖像文件格式,TIFF(GeoTIFF) HDF BMP(微軟制定格式，無壓縮) JPEG(離散余弦變換壓縮) JP

3、EG2000(小波變換壓縮) 軟件自身的格式,（1）標(biāo)簽化圖像文件格式（TIFF）,標(biāo)簽圖像文件格式(Tagged Image File Format，簡寫為TIFF)是Aldus公司與微軟公司合作開發(fā)的一個(gè)多用途可擴(kuò)展的用于存貯柵格圖像的文件格式。 TIFF可處理多波段圖像，支持多種數(shù)據(jù)壓縮方案。 TIFF用標(biāo)簽化字段保存信息。 GeoTiff是包含地理信息的一種Tiff格式的文件。多數(shù)遙感數(shù)據(jù)采用GeoTiff存儲。,GeoTiff 頭文件,（2）HDF文件格式,HDF： Hierarchical Data Format,即層次式文件格式，是美國國家高級計(jì)算應(yīng)用中心推出的一種新型數(shù)據(jù)格式，

4、其目的用于記錄科學(xué)數(shù)據(jù)，美國國家航天局（NASA）在HDF的基礎(chǔ)上提出來HDF-EOS子集，用于記錄MODIS、MISR、ASTER等傳感器數(shù)據(jù)。 HDF格式是一種具有自我描述性、可擴(kuò)展性、自我組織性的可用于絕大多數(shù)科學(xué)研究的數(shù)據(jù)存儲格式。,6.2 遙感圖像的統(tǒng)計(jì)分析Statistical analysis of remote sensing image,1單波段圖像的統(tǒng)計(jì)量 圖像灰度均值Mean 灰度中值Median 眾數(shù) mode 灰度方差與標(biāo)準(zhǔn)差 灰度反差Contrast 圖像的直方圖Histogram,2 多波段(Multi-band)間的統(tǒng)計(jì)分析,數(shù)字圖像的表示,相關(guān)參數(shù)： i：圖像

5、中的某一行 j：圖像中的某一列 M：圖像總行數(shù) N：圖像總列數(shù) k：某一波段,遙感圖像第k波段f (i,j)的大小表示為M*N。 如圖，第一波段第四行第四列象元亮度值BV4,4,1=24,1 單波段影像的統(tǒng)計(jì)量,基本統(tǒng)計(jì)量是指一幅單波段圖像數(shù)據(jù)的中心趨勢統(tǒng)計(jì)量和變化程度統(tǒng)計(jì)量。 (1)均值（mean）：是一幅圖像中所有像元灰度值的算術(shù)平均值。,(2)中值(median)：是指圖像中所有不同灰度值的中間值。,(3)眾數(shù) (mode) 圖像中出現(xiàn)頻率最高的灰度值，是一幅圖像中分布較廣的地物類型反射能量的反映。有時(shí)會出現(xiàn)多個(gè)眾數(shù)。,(4)圖像灰度方差與標(biāo)準(zhǔn)差Variance and standard

6、 deviation,方差和標(biāo)準(zhǔn)差描述了像元值與圖像平均值的離散程度,是圖像信息量大小的標(biāo)志。,標(biāo)準(zhǔn)差：,方差：,(5) 反差Contrast 灰度值域是圖像最大灰度值和最小灰度值的差值。 灰度最大值與最小值的比值 即圖像灰度值的標(biāo)準(zhǔn)差 反差可反映圖像的顯示效果。,標(biāo)準(zhǔn)差小，亮度值比較集中，圖像反差?。?標(biāo)準(zhǔn)差大，亮度值比較分散，圖像反差大。,Min Max Mean Stdev 0 255 112.59 48.47,Min Max Mean Stdev 25 166 81.37 10.23,原始圖像,拉伸處理后圖像,（6）圖像的直方圖Histogram,a圖像直方圖的基本概念：圖像直方圖的橫

7、坐標(biāo)表示圖像的灰度級，直方圖的縱坐標(biāo)表示圖像中某個(gè)灰度級出現(xiàn)的頻率或像元數(shù)。,b 直方圖的正態(tài)分布 normal distribution,由于圖像數(shù)據(jù)具有隨機(jī)性質(zhì)，在圖像像元數(shù)目相當(dāng)大，而地物類型差異不很大的情況下，遙感數(shù)據(jù)像自然界的其它現(xiàn)象一樣，接近正態(tài)分布。,不同圖像的直方圖,Min Max Mean Stdev 25 166 81.37 10.23,Min Max Mean Stdev 0 255 112.59 48.47,直方圖的應(yīng)用主要是通過直方圖變換增強(qiáng)圖像中的目標(biāo)信息。,直方圖的應(yīng)用- 地物邊界閾值的選取 如圖 a 水體 b 濕地 c 陸地,2 多波段影像的統(tǒng)計(jì)特征,多波段圖像

8、數(shù)據(jù)之間存在著統(tǒng)計(jì)關(guān)系，最常用的是協(xié)方差矩陣和相關(guān)系數(shù)矩陣。 （1）協(xié)方差與協(xié)方差矩陣(Covariance Matrix)： 圖像 f (i,j)和g (i,j)的大小為M*N，則兩圖像的協(xié)方差： N個(gè)波段協(xié)方差矩陣,（2）相關(guān)系數(shù)與相關(guān)矩陣Correlation Matrix 相關(guān)系數(shù)表示兩個(gè)波段圖像所包含的信息內(nèi)容的重疊程度,是彩色合成的重要依據(jù)，彩色合成：選擇相關(guān)系數(shù)小、方差大的波段組合方式。,相關(guān)系數(shù),相關(guān)矩陣,Band 1,Band 2,Band 3,Band 4,Band 5,Band 7,焦作，TM，2007.5.19,Basic Stats Min Max Mean Stde

9、v Num Eigenvalue Band 1 71 238 100.198278？13.282733 1 865.526840 Band 2 31 129 48.810632 7.960678 2 172.335425 Band 3 25 166 54.181880 13.189381 3 45.795327 Band 4 25 167 80.806152 10.032392 4 11.086515 Band 5 21 249 95.733802 18.548537 5 5.464733 Band 7 10 186 50.995964 15.587194 6 1.212051 Covaria

10、nce Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 7 Band 1 176.430989 101.765209 162.994672 -38.125529 155.960734 175.349046 Band 2 101.765209 63.372388 102.338054 -15.756053 105.355173 108.990120 Band 3 162.994672 102.338054 173.959768 -29.815253 178.904334 183.638468 Band 4 -38.125529 -15.756053 -29.815

11、253 100.648899 41.989453 -17.068897 Band 5 155.960734 105.355173 178.904334 41.989453 344.048228 261.256711 Band 6 175.349046 108.990120 183.638468 -17.068897 261.256711 242.960618 Correlation Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 5 Band 7 Band 1 1.000000 0.962414 0.930383 -0.286104 0.633021 0.846931 Band 2 0.962414 1.000000 0.974681 -0.197284 0.713504 0.878353 Band 3 0.930383 0.974681 1.000000 -0.225325 0.731285 0.893246 Band 4 -0.286104 -0.197284 -0.225325 1.000000 0.225645 -0.109152 Band 5 0.633021 0.713504 0.731285 0.225645 1.000000 0.903