第2章-遥感图像的信息特征.pptx

遥感图像的信息特征任课教师：杨晓霞2016年9月内容大纲遥感图像的记录方式模拟图像数字图像遥感图像的亮度响应遥感图像的特征描述图像的表示形式空间域——图像平面所在的二维空间模拟图像：二维的连续的光密度函数（如像片，或透明正、负片）数字图像：二维的离散的光密度函数（矩阵、向量）频率域——图像是由不同频率、不同振幅、不同方向以及不同相位的周期函数构成傅立叶变换遥感影像的记录方式遥感成像是将地物的电磁波谱特征，用不同的探测方式——摄影或电子扫描方式，分别生成各种模拟的或数字的影像，再以不同的记录方式获得模拟图像或数字图像光学记录方式——模拟图像数字记录方式——数字图像1、遥感影像记录方式——模拟图像模拟图像主要指摄影乳胶的光学记录方式它是以感光材料——乳胶作为探测元件，运用光敏胶片表面的化学反应（即感光物质遇到光能发生分解反应产生黑色银粒沉淀），来直接探测地物能量的变化，并记录下来对摄影系统，胶片既是探测媒介又是记录的介质对于摄影以外的其他遥感系统，其电信号也可以被转换成影像形式被胶片记录，在这种情况下，胶片仅作为信号记录的介质除了摄影照片、胶片记录的图片以外，模拟图像还可以包括各种硬拷贝方式记录的图像。如不同类型黑/白或彩色打印机、绘图仪等输出的图像2、遥感影像记录方式——数字图像数字记录方式主要指通过扫描和数码相机等产生，由磁盘等存储的电子记录方式它是以光电二极管等作为探测元件，将地物的反射或发射能量，经光电转换过程，把光的辐射能量差转换为模拟的电压差或电位差（模拟电信号），再经过模数变换，将模拟量变换为数值（亮度值），存储于数字磁带、磁盘、光盘等介质上2、遥感影像记录方式——数字图像数字图像可以是各种遥感器直接获得的遥感图像数据分离的探测器或扫描镜多波段成像的Landsat/MSS、TM，NOAA/AVHRR等数据线阵CCD多波段成像的SPOT/HRV数据线阵或面阵CCD多波段成像的多种成像光谱仪数据等数字图像也可以是各种模拟图像经数字化过程变换而成的数字图像数字图像的概念数字图像的表现形式数字图像最基本的单位是像元，像元的属性特征常用灰度值来表示，即该像元位置上亮暗程度的整数值 像素或像元的属性：空间位置和灰度。可用矩阵或数组来描述模拟图像的函数形式平面图像可以用二维亮度函数来表示，光照位置和光照强度均为连续变化的其中，I是光密度，x,y,z是空间坐标，λ是波长，t是时间变化的、彩色的、立体图像对于静止的、平面的、单色的图像来说，其数学表达式可简化为数字图像的函数形式离散后的数字图像是一个整数阵列，可以用矩阵和矢量来表示。比较直观的就是二维矩阵（设为m行、n列的图像）像素或像元的属性：空间位置和灰度数字图像根据灰度级数的差异可分为：黑白图像、灰度图像和彩色图像黑白图像图像的每个像元只能是黑或白，没有中间的过渡，故又称为二值图像二值图像的像元值为0或1灰度图像灰度图像是指灰度级数大于2的图像不包含彩色信息彩色图像彩色图像是指每个像元由R、G、B分量构成的图像，其中R、B、G是由不同的灰度级来描述模拟图像与数字图像模拟图像 二维的连续的光密度函数其特点是光照位置和光照强度均为连续变化的计算机无法直接处理的图像数字图像 二维的离散的光密度函数其特点是空间坐标和密度均为离散化的实际上是具有某种数值的一些点按行(横)和列(纵)排成的二维矩阵数模变换D/A将离散的数据值恢复为模拟量的过程数模变换常通过数字图像处理系统的输出设备产生亮度图来完成。一般采用两种基本形式：硬拷贝图像显示——打印机、绘图仪或胶片产生的具体、有形的硬拷贝图像视频图像显示——通过显示器屏幕显示短暂的图像模数变换A/D（图像数字化）地物反射波谱信号都是连续变化的模拟量。为了分析处理及传输存储的方便，需要把这种模拟量转换为离散的数字点集模数变换是将连续变化的模拟量转换为离散数字点集的过程自然景观数字图像模拟图像模数变换A/D（图像数字化）具体来说，就是把一幅将模拟图像经过采样和量化，以二维的数字阵列记录其能量分布，即为数字图像图像分割成一个个小区域（像元或像素），并将各小区域灰度用整数来表示，形成一幅点阵式的数字图像数字图像正方形点阵模拟图像图像数字化——采样图像数字化——采样将空间上连续的图像变换成离散点的操作称为采样采样间隔和采样孔径的大小是两个很重要的参数经采样，图像被分割成空间上离散的像元，但其灰度是连续的有缝、无缝和重迭不同形状的采样孔径采样参数与数字化图像间的关系采样间隔越大，所得图像像元数越少，空间分辨率低，质量差，严重时出现像元呈块状的国际棋盘效应采样间隔越小，所得图像像元数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大 图像数字化——量化经采样图像被分割成空间上离散的像元，但其灰度是连续的，还不能用计算机进行处理将像元灰度转换成离散的整数值的过程叫量化表