遙感圖像預(yù)處理

遙感圖像預(yù)處理ppt課件2021/10/10星期日1contents目錄引言遙感圖像的獲取與傳輸遙感圖像的輻射定標(biāo)遙感圖像的幾何校正遙感圖像的噪聲去除遙感圖像的增強(qiáng)處理遙感圖像的融合處理遙感圖像預(yù)處理的未來發(fā)展2021/10/10星期日201引言2021/10/10星期日3遙感圖像預(yù)處理的定義遙感圖像預(yù)處理是指對(duì)原始遙感圖像進(jìn)行一系列的加工處理，以提高圖像質(zhì)量，滿足后續(xù)分析和應(yīng)用的需求。預(yù)處理過程包括輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正、圖像增強(qiáng)等步驟，旨在消除或減小遙感圖像中的噪聲、畸變、失真等因素的影響。2021/10/10星期日4遙感圖像預(yù)處理是遙感技術(shù)應(yīng)用中的重要環(huán)節(jié)，它能夠提高遙感數(shù)據(jù)的可靠性和精度，為后續(xù)的圖像解譯、目標(biāo)識(shí)別、變化檢測(cè)等任務(wù)提供更好的基礎(chǔ)。預(yù)處理過程能夠改善圖像的視覺效果，突出感興趣的目標(biāo)，提高圖像的分類和識(shí)別準(zhǔn)確率，為相關(guān)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用提供更有價(jià)值的信息。遙感圖像預(yù)處理的重要性2021/10/10星期日5遙感圖像預(yù)處理的基本流程遙感圖像預(yù)處理流程一般包括輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正和圖像增強(qiáng)等步驟。輻射定標(biāo)是將傳感器接收到的輻射值轉(zhuǎn)換為地物反射的輻射值，以便于后續(xù)的定量分析。大氣校正的目的是消除大氣對(duì)地物反射的影響，還原地物的真實(shí)反射值。幾何校正是對(duì)圖像中的幾何畸變進(jìn)行糾正，使其與實(shí)際地理坐標(biāo)相匹配。圖像增強(qiáng)是為了改善圖像的視覺效果，突出感興趣的目標(biāo)，提高圖像的分類和識(shí)別準(zhǔn)確率。2021/10/10星期日602遙感圖像的獲取與傳輸2021/10/10星期日7遙感圖像的獲取方式通過衛(wèi)星搭載的傳感器獲取地球表面的遙感圖像。利用飛機(jī)、無人機(jī)等航空器搭載的傳感器獲取遙感圖像。通過地面設(shè)備，如雷達(dá)、激光掃描儀等獲取遙感圖像。利用衛(wèi)星和航空器對(duì)海洋進(jìn)行觀測(cè)和監(jiān)測(cè)。衛(wèi)星遙感航空遙感地面遙感海洋遙感2021/10/10星期日8有線傳輸無線傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸移動(dòng)傳輸遙感圖像的傳輸方式01020304通過光纖、同軸電纜等有線介質(zhì)傳輸遙感圖像。通過無線電波、微波等方式傳輸遙感圖像。通過網(wǎng)絡(luò)將遙感圖像傳輸?shù)接脩艚K端。通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)將遙感圖像傳輸?shù)揭苿?dòng)終端設(shè)備。2021/10/10星期日9分辨率色彩質(zhì)量噪聲水平動(dòng)態(tài)范圍遙感圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)遙感圖像的細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力，分辨率越高，細(xì)節(jié)表現(xiàn)越清晰。評(píng)價(jià)遙感圖像中的噪聲干擾程度，噪聲水平越低，圖像質(zhì)量越高。評(píng)價(jià)遙感圖像的色彩還原度和真實(shí)性，色彩質(zhì)量越高，越接近實(shí)際場(chǎng)景。評(píng)價(jià)遙感圖像的亮度范圍和對(duì)比度，動(dòng)態(tài)范圍越大，圖像層次感和細(xì)節(jié)表現(xiàn)越好。2021/10/10星期日1003遙感圖像的輻射定標(biāo)2021/10/10星期日11總結(jié)詞輻射定標(biāo)是遙感圖像預(yù)處理的重要步驟，它通過建立傳感器測(cè)量值與地表實(shí)際輻射強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，將遙感圖像的像素值轉(zhuǎn)換為實(shí)際的地表輻射強(qiáng)度。詳細(xì)描述輻射定標(biāo)基于物理學(xué)原理，利用已知輻射強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)參考源對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，從而得到傳感器的響應(yīng)函數(shù)。通過這一過程，可以消除傳感器本身帶來的誤差，提高遙感數(shù)據(jù)的精度。輻射定標(biāo)的定義與原理2021/10/10星期日12輻射定標(biāo)的實(shí)施方法包括實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)、場(chǎng)地定標(biāo)和在線定標(biāo)等。這些方法根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求選擇，以確保定標(biāo)的準(zhǔn)確性和可靠性。總結(jié)詞實(shí)驗(yàn)室定標(biāo)是在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)的方法，通常使用標(biāo)準(zhǔn)參考源。場(chǎng)地定標(biāo)是在實(shí)地采集地表輻射強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，與傳感器測(cè)量值進(jìn)行對(duì)比的方法。在線定標(biāo)則是在遙感數(shù)據(jù)獲取過程中實(shí)時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)的方法，通常使用已知輻射強(qiáng)度的地面站或衛(wèi)星進(jìn)行校準(zhǔn)。詳細(xì)描述輻射定標(biāo)的實(shí)施方法2021/10/10星期日13輻射定標(biāo)的精度評(píng)價(jià)精度評(píng)價(jià)是評(píng)估輻射定標(biāo)效果的重要環(huán)節(jié)，通過比較定標(biāo)后的遙感數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)量值，可以評(píng)估定標(biāo)的準(zhǔn)確性和可靠性。常用的精度評(píng)價(jià)指標(biāo)包括均方根誤差、平均絕對(duì)誤差等。總結(jié)詞精度評(píng)價(jià)是驗(yàn)證輻射定標(biāo)效果的關(guān)鍵步驟，通過對(duì)定標(biāo)后的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，可以評(píng)估其與實(shí)際測(cè)量值的接近程度。均方根誤差和平均絕對(duì)誤差是最常用的精度評(píng)價(jià)指標(biāo)，它們能夠反映數(shù)據(jù)的離散程度和誤差水平。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)具體需求選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法，以確保遙感數(shù)據(jù)的可靠性和精度。詳細(xì)描述2021/10/10星期日1404遙感圖像的幾何校正2021/10/10星期日15幾何校正是指將遙感圖像從成像的幾何形態(tài)轉(zhuǎn)換到地圖投影的幾何形態(tài)，使其與地圖投影相匹配的過程。幾何校正的原理是通過建立原始圖像和標(biāo)準(zhǔn)地圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用一定的算法對(duì)原始圖像進(jìn)行變換，使其與標(biāo)準(zhǔn)地圖的投影坐標(biāo)相一致。幾何校正的定義與原理幾何校正的原理幾何校正的定義2021/10/10星期日16

幾何校正的實(shí)施方法選擇控制點(diǎn)選擇控制點(diǎn)是幾何校正的基礎(chǔ)，控制點(diǎn)應(yīng)均勻分布在圖像上，數(shù)量適中，能夠反映圖像的整體變形情況。圖像變換根據(jù)控制點(diǎn)的坐標(biāo)，采用適當(dāng)?shù)淖儞Q算法（如多項(xiàng)式變換、仿射變換等）對(duì)原始圖像進(jìn)行變換，使其與標(biāo)準(zhǔn)地圖相匹配。圖像重采樣在變換過程中，需要對(duì)圖像進(jìn)行重采樣，以產(chǎn)生新的像素坐標(biāo)，常用的重采樣方法有最近鄰插值、雙線性插值和雙三次插值等。2021/10/10星期日17控制點(diǎn)的精度直接影響到幾何校正的精度，因此需要選擇精度較高的控制點(diǎn)?？刂泣c(diǎn)精度通過比較校正后圖像與標(biāo)準(zhǔn)地圖的差異，可以對(duì)幾何校正的精度進(jìn)行評(píng)價(jià)，常用的評(píng)價(jià)方法有均方根誤差、平均絕對(duì)誤差等。圖像整體精度對(duì)于某些特定的區(qū)域或目標(biāo)，需要對(duì)其局部精度進(jìn)行評(píng)估，以檢查校正后圖像是否符合要求。局部精度幾何校正的精度評(píng)價(jià)2021/10/10星期日1805遙感圖像的噪聲去除2021/10/10星期日19總結(jié)詞噪聲去除是遙感圖像預(yù)處理的重要步驟，其目的是消除圖像中的噪聲，提高圖像質(zhì)量。要點(diǎn)一要點(diǎn)二詳細(xì)描述噪聲去除是指在遙感圖像預(yù)處理過程中，通過一定的算法和技術(shù)，將圖像中的噪聲進(jìn)行濾除或降低其影響的過程。噪聲可能來源于圖像獲取過程中多種因素的干擾，如大氣條件、傳感器性能等。噪聲去除的原理主要是基于圖像的統(tǒng)計(jì)特性，通過一定的濾波算法和技術(shù)，將噪聲與真實(shí)的地物信息分離，從而得到更為清晰、準(zhǔn)確的圖像。噪聲去除的定義與原理2021/10/10星期日20總結(jié)詞常見的噪聲去除方法包括濾波法、統(tǒng)計(jì)法、變換法等。詳細(xì)描述濾波法是常見的噪聲去除方法之一，其基本思想是通過一定的濾波器對(duì)圖像進(jìn)行卷積，以達(dá)到平滑圖像和去除噪聲的目的。常見的濾波器包括均值濾波器、中值濾波器和高斯濾波器等。統(tǒng)計(jì)法則是利用圖像的統(tǒng)計(jì)特性，通過一定的概率模型對(duì)圖像進(jìn)行建模和濾波。常見的統(tǒng)計(jì)法包括Wiener濾波和Lee濾波等。變換法則是將圖像從空間域轉(zhuǎn)換到頻率域，利用頻率域的特性對(duì)圖像進(jìn)行濾波。常見的變換法包括傅里葉變換和小波變換等。噪聲去除的實(shí)施方法2021/10/10星期日21評(píng)價(jià)噪聲去除效果的方法主要包括主觀評(píng)價(jià)和客觀評(píng)價(jià)?？偨Y(jié)詞主觀評(píng)價(jià)主要是通過人的視覺系統(tǒng)對(duì)圖像進(jìn)行觀察和評(píng)估，判斷噪聲是否得到有效去除，以及地物信息是否更加清晰、準(zhǔn)確。主觀評(píng)價(jià)具有直觀性和主觀性強(qiáng)的特點(diǎn)，但受限于人的視覺感知能力和主觀意識(shí)?？陀^評(píng)價(jià)則是通過一定的定量指標(biāo)對(duì)圖像進(jìn)行客觀評(píng)估，如信噪比、結(jié)構(gòu)相似性等?？陀^評(píng)價(jià)具有客觀性和可重復(fù)性強(qiáng)的特點(diǎn)，但需要選擇合適的評(píng)價(jià)指標(biāo)和參數(shù)。詳細(xì)描述噪聲去除的效果評(píng)價(jià)2021/10/10星期日2206遙感圖像的增強(qiáng)處理2021/10/10星期日23總結(jié)詞通過調(diào)整像素強(qiáng)度范圍來改善圖像對(duì)比度，使圖像細(xì)節(jié)更清晰可見。詳細(xì)描述對(duì)比度拉伸通過對(duì)原始圖像的像素強(qiáng)度進(jìn)行線性或非線性變換，擴(kuò)展像素強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)范圍，從而使圖像的對(duì)比度得到增強(qiáng)。這有助于改善圖像的視覺效果，使其更易于分析和解譯。對(duì)比度拉伸2021/10/10星期日24總結(jié)詞通過均衡化圖像的像素強(qiáng)度分布來改善圖像的整體對(duì)比度。詳細(xì)描述直方圖均衡化通過將圖像的像素強(qiáng)度分布進(jìn)行均衡化處理，使圖像的對(duì)比度得到增強(qiáng)。這種方法尤其適用于改善圖像的亮度分布，使其更均勻，從而提高圖像的整體視覺效果。直方圖均衡化2021/10/10星期日25VS通過變換圖像的多波段數(shù)據(jù)，提取主要特征，減少數(shù)據(jù)冗余，同時(shí)增強(qiáng)某些特定的信息。詳細(xì)描述主成分分析法是一種多波段數(shù)據(jù)分析方法，它通過對(duì)原始圖像的多個(gè)波段進(jìn)行線性變換，提取出主要特征，同時(shí)減少數(shù)據(jù)冗余。這種方法能夠增強(qiáng)與特定信息相關(guān)的特征，如地物的光譜特征，從而提高圖像的解譯能力?？偨Y(jié)詞主成分分析法2021/10/10星期日2607遙感圖像的融合處理2021/10/10星期日27將多光譜圖像的高光譜分辨率與全色圖像的高空間分辨率相結(jié)合，提高遙感圖像的空間分辨率和信息量。多光譜圖像包含豐富的光譜信息，能夠反映地物的種類和特征，而全色圖像具有較高的空間分辨率，能夠清晰地呈現(xiàn)出地物的細(xì)節(jié)。通過融合多光譜和全色圖像，可以同時(shí)獲得地物的光譜和空間信息，提高遙感圖像的解譯精度和應(yīng)用效果?？偨Y(jié)詞詳細(xì)描述多光譜與全色圖像的融合2021/10/10星期日28總結(jié)詞將不同時(shí)相的遙感圖像進(jìn)行融合，提高遙感監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。詳細(xì)描述同一地區(qū)在不同時(shí)相的遙感圖像中，地物的光譜和空間特征會(huì)發(fā)生變化。通過將不同時(shí)相的遙感圖像進(jìn)行融合，可以更好地監(jiān)測(cè)地物的動(dòng)態(tài)變化，提高遙感監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。常用的方法包括時(shí)間序列分析、變化檢測(cè)等。多時(shí)相遙感圖像的融合2021/10/10星期日29總結(jié)詞將遙感數(shù)據(jù)與其他非遙感數(shù)據(jù)（如地面觀測(cè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等）進(jìn)行融合，提高遙感數(shù)據(jù)的精度和可靠性。詳細(xì)描述遙感數(shù)據(jù)在獲取地物信息時(shí)受到多種因素的影響，如大氣條件、太陽高度角等。通過將遙感數(shù)據(jù)與地面觀測(cè)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)等非遙感數(shù)據(jù)融合，可以修正遙感數(shù)據(jù)的誤差，提高遙感數(shù)據(jù)的精度和可靠性。常用的方法包括數(shù)據(jù)同化、模型集成等。遙感與非遙感數(shù)據(jù)的融合2021/10/10星期日3008遙感圖像預(yù)處理的未來發(fā)展2021/10/10星期日31利用深度學(xué)習(xí)算法對(duì)遙感圖像進(jìn)行自動(dòng)特征提取和分類，提高圖像識(shí)別精度和自動(dòng)化水平。深度學(xué)習(xí)技術(shù)稀疏表示方法多源信息融合利用稀疏表示理論，對(duì)遙感圖像進(jìn)行高效壓縮和去噪，降低存儲(chǔ)和傳輸成本。將不同來源、不同分辨率、不同時(shí)相的遙感圖像進(jìn)行融合，提高遙感數(shù)據(jù)的綜合利用價(jià)值。030201新技術(shù)與新方法的探索2021/10/10星期日32利用高性能計(jì)算機(jī)集群和并行計(jì)算技術(shù)，提高遙感圖像預(yù)處理的速度和效率。并行計(jì)算技術(shù)利用人工智能優(yōu)化算法對(duì)預(yù)處理流程進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化，減少人工干預(yù)和調(diào)整。人工智能優(yōu)化算法研究高精度算法模型，提高遙感圖像的定位精度、輻射定標(biāo)精度和幾何校正精度。高精度算法模型處理速度與精度的提