地物光譜特征和遙感數(shù)字圖像信息提取專題培訓(xùn)課件

內(nèi)容提要2.1 遙感圖像地物特征與識別2.1.1遙感圖像地物特征2.1.2典型地物的反射光譜特征2.2遙感圖像的目視解譯2.2.1目視解譯標(biāo)志2.2.2目視解譯方法與步驟2.3遙感圖像的計算處理2.3.1遙感數(shù)字圖像的概念2.3.2遙感數(shù)字圖像預(yù)處理2.3.3遙感數(shù)字圖像分類處理2.3.4遙感數(shù)字圖像定量反演2.1 遙感圖像地物特征與識別2.1.1遙感圖像地物特征地物的反射光譜特性地物的發(fā)射光譜特性地物的透射光譜特性2.1.1遙感圖像地物特征

在可見光與近紅外波段，地表物體自身的輻射幾乎等于零。地物發(fā)出的波譜主要以反射太陽輻射為主。太陽輻射到達地面之后，物體除了反射作用外，還有對電磁輻射的吸收作用。電磁輻射未被吸收和反射的其余部分則是透過的部分，即：

到達地面的太陽輻射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量一般而言，絕大多數(shù)物體對可見光都不具備透射能力，而有些物體如水，對一定波長的電磁波透射能力較強，特別是對0.45~0.56μm的藍綠光波段，一般水體的透射深度可達10~20m，清澈水體可達100m的深度。對于一般不能透過可見光的地面物體，波長5cm的電磁波卻有透射能力，如超長波的透射能力就很強，可以透過地面巖石和土壤。2.1.1遙感圖像地物特征1、地物的反射光譜特性反射率地物的反射能量Pe占總?cè)肷淠芰縋o的百分比，稱為反射率ρ反射類型鏡面反射（Specularreflection）入射波與反射波在同一平面內(nèi)，入射角與反射角相等時，所形成的反射現(xiàn)象漫反射（Diffusereflection）無論入射波方向如何，其反射波分散到各個方向2.1.1遙感圖像地物特征方向反射：朗伯體表面實際上是一個理想化的表面。它被假定為介質(zhì)是均勻的、各向同性的，并在遙感中多用以作為近似的自然表面。電磁波的反射的三種形式光譜反射率曲線同一地物在不同情況下會出現(xiàn)不同的光譜特性2.1.1遙感圖像地物特征2、地物的發(fā)射光譜特性發(fā)射率地物發(fā)射電磁輻射的能力，以黑體輻射作為基準(zhǔn)－指單位面積上觀測地物發(fā)射的某一波長的輻射通量密度；－指與觀測地物同溫度下黑體的輻射通量密度；2.1.1遙感圖像地物特征

通常，根據(jù)發(fā)射率與波長的關(guān)系，將地物分為三種類型黑體，其發(fā)射率ελ=1，即黑體發(fā)射率對所有波長都是一個常數(shù)，并且等于1?；殷w，其發(fā)射率ελ=常數(shù)＜1。即灰體的發(fā)射率始終小于1，發(fā)射率ελ不隨波長變化。選擇性輻射體，其發(fā)射率ελ＜1，發(fā)射率ελ隨波長而變化。地物的發(fā)射波譜特性曲線2.1.1遙感圖像地物特征太陽輻射2.1.1遙感圖像地物特征3、地物的透射光譜特性透射率

即地物透射的能量與入射總能量的百分率，稱之為投射率

τ=Eτ/Eο×100%2.1.2典型地物的反射光譜特征1、巖石的反射光譜特征

巖石的波譜特征是地質(zhì)遙感的基礎(chǔ)，不同的礦物成分、礦物含量、風(fēng)化程度、含水狀況、顆粒大小、表面的光滑程度、色澤等都會影響到其反射波譜特征。2.1.2典型地物的反射光譜特征2、土壤的反射光譜特征

自然狀況的土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值，一般來說土質(zhì)越細，反射率越高，有機質(zhì)含量越高和含水量越高反射率越低。此外土壤的肥力也會對反射率產(chǎn)生影響。2.1.2典型地物的反射光譜特征不同含水量的土壤反射光譜曲線

三種土壤反射波譜曲線比較

2.1.2典型地物的反射光譜特征3、水體的反射光譜特征水體的反射主要在藍光波段，其他波段吸收都很強，特別在近紅外以后水體便成為一個吸收體。光譜反射特性可能包括來自三方面的貢獻：水的表面反射、水體底部物質(zhì)的反射和水中懸浮物質(zhì)的反射。光譜吸收和透射特性不僅與水體本身的性質(zhì)有關(guān)，而且還明顯地受到水中各種類型和大小的物質(zhì)——有機物和無機物的影響。2.1.2典型地物的反射光譜特征水體的反射光譜特征2.1.2典型地物的反射光譜特征4、植被的反射光譜特征植被的反射波譜曲線規(guī)律性明顯而獨特，主要分為三個波段：可見光波段（0.4~0.76

m)有一個小的反射峰，位于0.55

m(綠光波段）處，兩側(cè)藍光波段（0.45

m）和紅光波段(0.67

m)則有兩個吸收帶；近紅外波段（0.7~0.8

m）有一反射徒坡，至1.1

m附近有一峰值；中紅外波段（1.3~2.5

m）受綠色植物含水量的影響，吸收率大增，反射率下降，在1.45、1.95和2.7

m為中心是水的吸收帶，開成低谷。2.1.2典型地物的反射光譜特征礦區(qū)紅杉林反射曲線的藍移現(xiàn)象綠色植物有效光譜響應(yīng)特征2.2遙感圖像目視解譯

目視解譯是用肉眼或借助于簡單的工具如放大鏡、立體鏡、投影觀察器等，直接由肉眼來識別圖像特性，從而提取有用信息，即人把物體與圖像聯(lián)系起來的過程。具備的基本知識：專業(yè)知識、地理區(qū)域知識、遙感系統(tǒng)知識。

目視解譯2.2.1目視解譯標(biāo)志1、直接解譯標(biāo)志色調(diào)（tone）：色調(diào)是識別目標(biāo)地物的基本依據(jù)。由于地物屬性的差別，在遙感圖像上表現(xiàn)出色調(diào)上的差別。一般來說由于人眼的局限性，在圖像可分出16個灰度級。顏色（colour）：由于目標(biāo)地物在不同波段中反射或發(fā)射電磁輻射能量的差異性，由此而表現(xiàn)在彩色圖像顏色的差異性。顏色也是目視解譯的基本標(biāo)志之一。圖型（pattern）：目標(biāo)地物有規(guī)律排列而成的圖形結(jié)構(gòu)。色調(diào)和顏色（toneandcolor）圖型（pattern）2.2.1目視解譯標(biāo)志陰影（shadow）：陰影是遙感圖像上由于電磁輻能量被遮擋而產(chǎn)生的輻射能量減弱。由于陰影的存在，可據(jù)此地物的性質(zhì)或高度，應(yīng)注意的是陰影的形狀與大小受到輻射能量入射角的影響。形狀（shape）：是指目標(biāo)地物在遙感影像上呈現(xiàn)的外部輪廓。由于不同地物的頂視平面的差異，可據(jù)此判斷目標(biāo)地物的性質(zhì)。紋理（texture）：是指遙感圖像中目標(biāo)地物內(nèi)部色調(diào)有規(guī)則變化造成的影影結(jié)構(gòu)。大?。╯ize）：指遙感圖像上目標(biāo)地物的形狀、面積與體積的度量關(guān)系。是遙感圖像上測量目標(biāo)地物最重要的數(shù)量特征之一。同時根據(jù)其大小可以推斷地物的屬性。陰影形狀紋理（Texture）大小（size）2.2.1目視解譯標(biāo)志2、間接解譯標(biāo)志位置（site）：指目標(biāo)地物分布的地點。任何地物與其周圍地理環(huán)境（geographicalEnvironment）或生態(tài)環(huán)境(ecologicalEnvironment)總是存在著一定的空間關(guān)系，并受到周圍環(huán)境的某種程度的制約。相關(guān)布局（association）：是指多個目標(biāo)地物間的空間配置關(guān)系。位置、相關(guān)布局a.ThermalelectricHaynessteamplantinLongBeach,CAb.Asawmillwithitsassociatedpilesofrowandfinishedlumberc.VogtlenuclearpowerplantnearAugusta,GA2.2.2遙感圖像解譯方法與步驟1、目視解譯的認知過程自下向上過程圖像信息獲取特征提取識別證據(jù)選取自上向下過程特征匹配提出假設(shè)圖像辨識2.2.2遙感圖像解譯方法與步驟2、圖像解譯方法遙感資料的選擇及影像處理遙感資料的選擇資料類型選擇波段選擇時間選擇比例尺選擇遙感圖像的處理影像放大影像數(shù)字化圖像處理2.2.2遙感圖像解譯方法與步驟

目視解譯的方法

直判法是根據(jù)遙感影像目視判讀直接標(biāo)志，直接確定目標(biāo)地物屬性與范圍的一種方法。對比分析法對比分析法包括同類地物對比分析法、空間對比分析法和時相動態(tài)對比法。不僅是同一遙感影像圖進行對比，而且要借助不同時相的遙感影像圖之間進行對比。綜合推理法綜合考慮遙感圖像多種解譯特征，分析、推理某種目標(biāo)地物的方法。2.2.2遙感圖像解譯方法與步驟信息復(fù)合法利用專題圖和地形圖等信息與遙感影像圖重合，根據(jù)這些輔助信息識別遙感影像圖上目標(biāo)地物的方法。地理相關(guān)分析法根據(jù)地理環(huán)境中各種地理要素之間的相互依存，相互制約的關(guān)系，借助專業(yè)知識，分析和推理某種地理要素性質(zhì)、類型、狀況與分布的方法。2.2.2遙感圖像解譯方法與步驟3、解譯步驟準(zhǔn)備工作

包括資料收集、分析、整理和處理

初步解譯、建立解譯標(biāo)志

包括路線路勘，制訂解譯對象的專業(yè)分類系統(tǒng)和建立解譯標(biāo)志

室內(nèi)解譯野外驗證

包括解譯結(jié)果校核檢查，樣品采集和調(diào)繪補測成果整理

包括編繪成圖，資料整理和文字總結(jié)2.2.2遙感圖像解譯方法與步驟目視解譯步驟2.3遙感數(shù)字圖像信息提取3.3.1遙感數(shù)字圖像的概念圖象、數(shù)字圖象遙感數(shù)字圖象3.3.2遙感數(shù)字圖像處理遙感數(shù)字圖像的獲取遙感數(shù)字圖像預(yù)處理遙感數(shù)字圖像的變換、增強和融合遙感數(shù)字圖像分析2.3.1遙感數(shù)字圖像的概念圖象、數(shù)字圖象

物理世界中客觀對象的一種表示，是活生生的或繪畫式的描述。數(shù)字圖像客體或可見圖像的數(shù)字表述。它實際上是具有某種數(shù)值的一些點按行(橫)和列(縱)排成的二維矩陣模擬圖像指空間坐標(biāo)和明暗程度都連續(xù)變化的、計算機無法直接處理的圖像2.3.1遙感數(shù)字圖像的概念遙感數(shù)字圖象指以遙感方式獲得的以數(shù)字形式表述的遙感影像遙感數(shù)字圖像最基本的單位是像素像素的屬性特征常用灰度值來表示，即該像素位置上亮暗程度的整數(shù)值通過遙感圖像獲取的信息：--目標(biāo)地物的大小、形狀及空間分布特點（幾何特征）--目標(biāo)地物的屬性特點（物理特征）--目標(biāo)地物的動態(tài)變化特點（時間特征）一、遙感數(shù)字圖像的獲取二、遙感數(shù)字圖像的預(yù)處理三、遙感數(shù)字圖像的變換、增強和融合四、遙感數(shù)字圖像分析2.3.2遙感數(shù)字圖像處理一、遙感數(shù)字圖像的獲取

通過接收、記錄目標(biāo)物的電磁波特征的儀器，即傳感器獲得的數(shù)字圖像獲取過程二、遙感數(shù)字圖像預(yù)處理（一）輻射校正

消除圖像數(shù)據(jù)中依附在輻射亮度里的各種失真的過程稱為輻射校正。完整的輻射校正包括遙感器校正、大氣校正，以及太陽高度和地形校正。

遙感器糾正：遙感器的設(shè)計大氣輻射糾正：

地形輻射糾正：需要DEM地物反射模型糾正：需要和成像時刻取得同步的地面地物光譜測量數(shù)據(jù)總體來說，輻射校正的方法有兩種：

一是分析輻射失真的過程，建立輻射失真的數(shù)學(xué)模型，然后對此數(shù)學(xué)模型求逆的過程，用此逆過程求得遙感圖像失真前的圖像。

二是利用實地測量的地物真實輻射值，尋找實測值與失真值之后的圖像之間經(jīng)驗函數(shù)關(guān)系，從而得到輻射校正的方法。（一）輻射校正1.遙感器校正（1）因傳感器的靈敏度特性引起的輻射誤差校正光學(xué)鏡頭的非均勻性引起的邊緣減光現(xiàn)象（邊緣部分比中心部分發(fā)暗）1.遙感器校正（2）光電變換系統(tǒng)的特性引起的輻射誤差校正通過定期地面測定，根據(jù)測量值進行校正。

預(yù)先測定各波段的輻射值（Lb）和記錄值（DNb）之間的校正增量系數(shù)（A）以及校正偏差量（B）。校正公式：L’b=A*DN+B（一）輻射校正2.大氣校正以紅外波段最低值校正可見光波段回歸法相對散射模型（一）輻射校正以紅外波段最低值校正可見光波段前提假設(shè)：大氣散射的影響主要在短波波段，紅外波段中清潔的水體幾乎不受影響，反射率值應(yīng)當(dāng)為0。由于散射影響，而使得水體的反射率不等于0，推定是由于受到了天空輻射項的影響。直方圖法確定糾正方法：差值法（一）輻射校正2.大氣校正野外波普測試回歸分析法在獲取地面目標(biāo)圖像的同時，預(yù)先在地面設(shè)置反射率已知的標(biāo)志或事先測出若干地面目標(biāo)的反射率，把由此得出的地面實況數(shù)據(jù)和遙感器輸出值進行比較，以消除大氣的影響。（一）輻射校正回歸法

原理選擇可見光和紅外波段（受大氣影響?。┻M行二維散點圖，建立線性回歸方程。（一）輻射校正相對散射模型STEP1:根據(jù)某個可見光波段的直方圖選出黑暗地物的初始灰度值；STEP2:根據(jù)此灰度值的幅度確定大氣類型（選擇合適的散射模型）；STEP3:根據(jù)模型和初始灰度值預(yù)測其它波段的灰度值；

STEP4:對每個波段進行大氣糾正。（一）輻射校正3.地形輻射糾正（一）輻射校正太陽光線和地表作用以后再反射回遙感器的太陽光的輻射亮度和地面傾斜度有關(guān)。設(shè)光線垂直入射時水平地表收到的光照強度為I0，則光線垂直入射時傾斜角為α的坡面生入射點的光照強度I為：因此，校正后的圖像f(x,y)為：3.地形輻射糾正需要DEM簡單的處理方法比值法：有效消除陰影的影響。（一）輻射校正造成幾何位置的畸變有原因：（二）幾何校正

遙感器本身引起的幾何畸變與遙感器的結(jié)構(gòu)、特性和工作方式不同而異。這些因素主要包括：

1）

透鏡的輻射方向畸變像差；

2）透鏡的切線方向畸變像差；

3）

透鏡的焦距誤差；

4）

透鏡的光軸與投影面不正交；

5）

圖像的投影面非平面；

6）

探測元件排列不整齊；

7）

采樣速率的變化；

8）

采樣時刻的偏差;9)掃描鏡的掃描速度變化。

遙感器本身引起的畸變（二）幾何校正影響圖像變形的外部因素包括：

1）

地球的曲率

2）

大氣密度差引起的折光

3）

地形起伏

4）

地球自傳

5）遙感器軌道位置和姿態(tài)等

外部因素引起的畸變（二）幾何校正（二）幾何校正航高：當(dāng)平臺運動過程中受到力學(xué)因素影響，產(chǎn)生相對于原標(biāo)準(zhǔn)航高的偏離。航高越向高處偏離，影像對應(yīng)的地面越寬。1.遙感平臺運動狀態(tài)變化引起的畸變（二）幾何校正俯仰：遙感平臺的俯仰變化能引起影像上下方向的變化，即星下點俯時后移，仰時前移，發(fā)生行間位置錯動。航速：衛(wèi)星軌道的橢圓形導(dǎo)致了衛(wèi)星飛行速度的不均勻，其他因素也可導(dǎo)致遙感平臺航速的變化。航速快時，掃描帶超前，航速慢時，掃描帶滯后，由此可導(dǎo)致影像在衛(wèi)星前進方向上的位置錯動。（二）幾何校正偏航：遙感平臺在前進過程中，相對于原前進航向偏轉(zhuǎn)了一個小角度，從而引起掃描行方向的變化，導(dǎo)致影像的傾斜畸變。翻滾：遙感平臺姿態(tài)翻滾是指以前進方向為軸旋轉(zhuǎn)了一個角度，可導(dǎo)致星下點在掃描線方向的偏移，使整個影像的行向翻滾角引起偏離的方向錯動。（二）幾何校正2.地球自轉(zhuǎn)的影響

衛(wèi)星在前進過程中，傳感器對地面掃描獲得影像時，地球自轉(zhuǎn)影響較大，會產(chǎn)生影像偏離。因為多數(shù)衛(wèi)星在軌道運行的降段接收影像，即衛(wèi)星自北向南運動，這時地球自西向東運動。相對運動的結(jié)果使衛(wèi)星的星下位置逐漸產(chǎn)生偏離。（二）幾何校正3.地表曲率的影響

由于傳感器通過掃描獲得數(shù)據(jù)，在掃描過程中，每一次取樣間隔是星下視場角的等分間隔。如果地面無彎曲，在地面瞬時場寬度不大的情況下，L1，L2….的差別不大。但是由于地球表面曲率的存在，對應(yīng)于地面的P1，P2….，顯然，P3-P1>L3-L1，距星下點越遠，畸變越大。像點位移像元比例尺變化

遙感圖像再處理過程中產(chǎn)生的誤差，主要是由于處理設(shè)備產(chǎn)生的噪聲引起的。傳輸、復(fù)制光學(xué)數(shù)字

處理過程中引起的畸變（二）幾何校正遙感圖像的幾何糾正方法校正成像過程中所造成的各種幾何畸變，就是將圖像數(shù)據(jù)投影到平面上，使其符合地圖投影系統(tǒng)的過程，稱為幾何校正。遙感圖象的幾何粗處理和精處理遙感圖像的幾何糾正按照處理方式分為光學(xué)糾正和數(shù)字糾正光學(xué)糾正主要用于早期的遙感圖像的處理中，現(xiàn)在的應(yīng)用已經(jīng)不多。除了對框幅式的航空照片（中心投影）可以進行比較嚴(yán)密的糾正以外，對于大多數(shù)動態(tài)獲得的遙感影像只能進行近似的糾正（二）幾何校正2.3.2遙感數(shù)字圖像處理數(shù)字圖象幾何糾正：通過計算機對離散結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖像中的每一個像元逐個進行糾正處理的方法。幾何精校正是指利用地面控制點使遙感圖像的幾何位置符合某種地理系統(tǒng)，與地圖配準(zhǔn)，并調(diào)整亮度值。也就是在遙感圖像的像元與地面實際位置之間建立數(shù)學(xué)關(guān)系，將畸變圖像空間中的全部像元轉(zhuǎn)換到校正圖像空間去。內(nèi)容一般包括兩個方面：一個是圖像像元空間位置的變換，另一個是像元灰度值的重采樣。2.3.2遙感數(shù)字圖像處理幾何精校正具體步驟：選取地面控制點（GCP）：分布均勻，書目合理，容易辨認。選擇空間變換函數(shù)重采樣和內(nèi)插最鄰近內(nèi)插法：最大產(chǎn)生0.5個像元位置誤差。有點：不破壞原來的像元值，處理速度快。雙線性內(nèi)插：優(yōu)點：精度提高。缺點:處理后圖像高頻部分損失，本身明顯的分界線模糊。三次卷積內(nèi)插：優(yōu)點：圖像質(zhì)量提高，有圖像均衡化和清晰化的效果。缺點：破壞了原來的數(shù)據(jù)。2.3.2遙感數(shù)字圖像處理數(shù)字圖象的糾正過程

糾正的函數(shù)可有多種選擇：多項式方法、共線方程方法、隨機場內(nèi)插方法等等。其中多項式方法的應(yīng)用最為普遍。2.3.2遙感數(shù)字圖像處理三、遙感數(shù)字圖像的變換、增強和融合

1.遙感數(shù)字圖像變換概念：圖像變換指的是將圖像從空間域轉(zhuǎn)換到變換域例如頻率域的過程。進行圖像變換的目的就是為了使圖像的處理過程簡化。作用：通過圖像變換簡單而有效的實現(xiàn)增強處理通過圖像變換可以對圖像進行特征抽取。2.3.2遙感數(shù)字圖像處理快速傅立葉變換目的①進行數(shù)據(jù)壓縮，圖像處理問題簡化

②圖像的增強，加強對信息理解

③有助于圖像特征提取方法----信號處理中的頻率域分析方法步驟選擇適當(dāng)?shù)淖儞Q函數(shù)進行傅里葉變換分析變換的結(jié)果進行傅里葉逆變換2.3.2遙感數(shù)字圖像處理K－L變換（主成分變換）目的減少圖像波段之間的相關(guān)性，去除多余的信息，減少圖像的數(shù)據(jù)量方法統(tǒng)計學(xué)中的正交變換方法性質(zhì)和特點步驟進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計進行主成分分析進行旋轉(zhuǎn)變換和逆變換TM圖像變換結(jié)果實例2.3.2遙感數(shù)字圖像處理K－T變換（纓帽變換）目的分離和消除干擾信息突出研究的專題信息：實現(xiàn)信息壓縮，幫助解譯分析農(nóng)作物方法幾何中的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)方法性質(zhì)和特點步驟作兩個波段的散點圖分析灰度值的變換特點2.3.2遙感數(shù)字圖像處理K－T變換（纓帽變換）

也是一種線性組合變換，公式為Y=BXX為變換前的多光譜空間的像元矢量，Y為變換后的新坐標(biāo)空間的像元矢量，B為變換矩陣。是一種坐標(biāo)空間發(fā)生旋轉(zhuǎn)的線性變換。但旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸不是指向主成分方向，而是指向了與地面景物有密切關(guān)系的方向。主要針對TM的1至5波段和第7波段，低分辨率的熱紅外波段（B6）不予考慮。2.3.2遙感數(shù)字圖像處理纓帽變換后得到6個新的分量。前三個分量與地面景物的關(guān)系明確：Y1為亮度，反映總體的反射值Y2為綠度，反映了綠色生物量特征Y3為濕度，反映出濕度特征后三個分量與地物沒有明確的對應(yīng)關(guān)系，在K-T變換中不予考慮。所以K-T變換也實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的壓縮。2.3.2遙感數(shù)字圖像處理2.遙感數(shù)字圖像增強1、反差增強圖像反差增強又稱對比度增強灰度拉伸根據(jù)原圖像的直方圖確定需要做拉伸變換的灰度值區(qū)間，然后把這一（或一些）灰度值區(qū)間按某種直線或曲線方程關(guān)系拉伸或壓縮而成為變換后的灰度值區(qū)間直方圖線性拉伸直方圖分段線性拉伸非線性拉伸變換2.3.2遙感數(shù)字圖像處理直方圖均衡化變換后的直方圖接近均勻分布。即圖象中每一灰度級的像元數(shù)目大致相同。使得面積最大的地物細節(jié)得以增強，而面積小的地物與其灰度接近的地物進行合并，形成綜合地物。減少灰度等級換取對比度的增大。原直方圖：均衡后直方圖：原圖及其直方圖均衡后的圖和直方圖2.3.2遙感數(shù)字圖像處理直方圖匹配指使一幅圖像的直方圖變成規(guī)定形狀的直方圖而進行的圖像增強方法。19970112，（5，4，3）19970504，（5，4，3）以19970504的543合成為參照，19970112圖像按波段進行直方圖匹配的結(jié)果）2.3.2遙感數(shù)字圖像處理2、空間域圖像增強空間域圖像增強處理是應(yīng)用某種數(shù)學(xué)模式直接改變圖像像元灰度值的變換。這種變換與像元的坐標(biāo)無關(guān)，只改變像元點的灰度深淺程度。即改變了圖像的對比度，這樣圖像中的某些信息被突出（可能也有些信息被壓抑了）達到了圖像增強的目的。可分為單點處理和鄰域處理2.3.2遙感數(shù)字圖像處理邊緣增強突出目標(biāo)的輪廓或邊緣信息，主要是通過微分法實現(xiàn)的梯度法和拉普拉斯算子法平滑濾波低頻增強的空間域濾波技術(shù)。它可以濾掉由于孤立的單點噪聲而引起的灰度偏差中值濾波定向濾波2.3.2遙感數(shù)字圖像處理3、頻率域圖像增強高通濾波（銳化）低通濾波（平滑）帶通濾波（突出地物）同態(tài)濾波（改善圖像質(zhì)量）2.3.2遙感數(shù)字圖像處理4、代數(shù)運算增強基本代數(shù)運算差值運算兩個波段的差值比值運算兩個波段的比值應(yīng)用2.3.2遙感數(shù)字圖像處理差值運算利用不同地物之間光譜的特征有利于突出目標(biāo)與背景反差小的信息紅外波段-紅波段，突出植被實例B4-B32.3.2遙感數(shù)字圖像處理比值運算通過不同波段的同各像元亮度值之間的除法，生成新的比值圖像來實現(xiàn)的。消除或減輕地形的干擾如果陰坡的坡度大于太陽高度角，則難于處理擴展地物，特別是植被間的光譜差異在一定程度上抑制大氣的影響減少了數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性2.3.2遙感數(shù)字圖像處理植被指數(shù)NDVITM4/TM3其他林業(yè)上常用4/2(3),5/1,7/3(2)4/3(2),5/1,3/2(1)常用的比值2.3.2遙感數(shù)字圖像處理二應(yīng)用實例NDVI2.3.2遙感數(shù)字圖像處理TM圖像的5/2突出水體

2.3.2遙感數(shù)字圖像處理5、彩色圖像增強①假彩色密度分割將灰度按照指定的間隔分割為不同的級，對新的密度分級分別賦予不同的顏色。使不同亮度的地物有鮮明的區(qū)別。密度分割是偽彩色合成中最簡單的一種方法，它是對亮度范圍進行分割，使一定亮度間隔對應(yīng)于某一類地物或幾類地物從而有利于圖像的增強和分類。優(yōu)點：直觀簡單缺點：變換出的彩色數(shù)目有限2.3.2遙感數(shù)字圖像處理②彩色增強在一個輸入像元的灰度級上分別進行三個獨立的色變換在顯示屏幕上產(chǎn)生一個彩色合成圖像。從而達到明顯的分辨和識別效果

？TM3（R）、2（G）1（B）合成可得到近似真彩色圖像，其他波段合成均為假彩色圖像2.3.2遙感數(shù)字圖像處理2.3.2遙感數(shù)字圖像處理③假彩色合成目的綜合不同波段的特征，突出研究對象的差異原理：根據(jù)三原色加色法合成原理原則圖像信息量最大波段間的相關(guān)性最小差異最大方法信息量分析相關(guān)分析方差分析其他2.3.2遙感數(shù)字圖像處理TM圖像4-3-2合成實例2.3.2遙感數(shù)字圖像處理3.遙感數(shù)據(jù)融合實質(zhì)在統(tǒng)一地理坐標(biāo)系中將對同一目標(biāo)檢測的多幅遙感圖像數(shù)據(jù)采用一定的算法，生成一幅新的、更能有效表示該目標(biāo)的圖像信息原理及過程預(yù)處理主要包括遙感影像的大氣校正、輻射校正及空間配準(zhǔn)數(shù)據(jù)融合根據(jù)融合目的和融合層次智能地選擇合適的融合算法，將空間配準(zhǔn)的遙感影像數(shù)據(jù)（或提取的圖像特征或模式識別的屬性說明）進行有機合成，得到目標(biāo)的更準(zhǔn)確表示或估計2.3.2遙感數(shù)字圖像處理數(shù)據(jù)融合分類像元級融合像元級融合是一種最低水平的融合特征級融合特征級融合是一種中等水平的融合決策級融合決策級融合是最高水平的融合數(shù)據(jù)融合方法IHS變換、代數(shù)法、Brovey變換、圖像回歸法、主成分變換（PCT）、小波變換等2.3.2遙感數(shù)字圖像處理三級融合層次下的融合方法像元級特征級決策級代數(shù)法熵法專家系統(tǒng)IHS變換表決法神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)小波變換聚類分析Bayes估計Brovey變換Bayes估計模糊聚類法主成分變換神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法可靠性理論回歸模型法加權(quán)平均法基于知識的融合法Kalman濾波法Dempater-shafer推理法Dempater-shafer推理法TM741