《遙感圖像處理與分析》課件

遙感圖像處理與分析本課件將介紹遙感圖像處理與分析的基本概念、方法和應(yīng)用，涵蓋遙感圖像的特點(diǎn)、獲取、預(yù)處理、增強(qiáng)、分類、目標(biāo)識(shí)別與提取、影像融合、信息提取、質(zhì)量評(píng)價(jià)以及應(yīng)用案例和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。遙感圖像處理與分析概述定義遙感圖像處理與分析是對(duì)遙感獲取的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行一系列處理和分析，以提取有用信息和解決實(shí)際問(wèn)題。目的通過(guò)圖像處理技術(shù)，增強(qiáng)圖像質(zhì)量，提取目標(biāo)信息，識(shí)別地物類型，分析空間格局，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)地觀測(cè)和科學(xué)研究。遙感圖像的特點(diǎn)空間信息遙感圖像包含了地物的空間位置和幾何關(guān)系，能夠反映地物的分布和格局。光譜信息遙感圖像記錄了地物對(duì)不同波長(zhǎng)電磁波的反射或發(fā)射特性，可以識(shí)別不同地物的類型。時(shí)間信息遙感圖像可以隨時(shí)間變化而獲取，能夠監(jiān)測(cè)地物變化和動(dòng)態(tài)過(guò)程。遙感圖像的獲取平臺(tái)衛(wèi)星、飛機(jī)、無(wú)人機(jī)等平臺(tái)搭載傳感器，獲取地物的圖像數(shù)據(jù)。傳感器傳感器接收不同波長(zhǎng)電磁波，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。遙感圖像的預(yù)處理1幾何校正消除圖像幾何畸變，使圖像與地理坐標(biāo)系一致。2輻射校正消除傳感器和大氣等因素的影響，使圖像反映地物真實(shí)的輻射特性。3大氣校正消除大氣散射和吸收的影響，提高圖像的質(zhì)量和精度。幾何校正1控制點(diǎn)選擇選擇圖像上已知位置的控制點(diǎn)，并與地圖或其他數(shù)據(jù)匹配。2幾何模型建立根據(jù)控制點(diǎn)坐標(biāo)建立幾何模型，描述圖像變形關(guān)系。3圖像校正根據(jù)幾何模型對(duì)圖像進(jìn)行校正，使圖像與地理坐標(biāo)系一致。輻射校正1傳感器校正消除傳感器自身產(chǎn)生的誤差，例如傳感器響應(yīng)不均勻等。2大氣校正消除大氣散射和吸收對(duì)地物輻射的影響，使圖像反映地物真實(shí)的輻射特性。大氣校正方法常用的方法包括輻射傳輸模型和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。目的消除大氣?duì)遙感圖像的影響，提高圖像的質(zhì)量和精度。遙感圖像增強(qiáng)直方圖均衡增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，使圖像細(xì)節(jié)更清晰。虛銳化濾波增強(qiáng)圖像的邊緣細(xì)節(jié)，使圖像更加銳利。邊緣檢測(cè)提取圖像的邊緣信息，識(shí)別地物邊界。直方圖均衡原理通過(guò)調(diào)整圖像像素的灰度值分布，使圖像的直方圖更加均勻。效果增強(qiáng)圖像對(duì)比度，使圖像細(xì)節(jié)更清晰可見。虛銳化濾波1原理通過(guò)高通濾波器增強(qiáng)圖像的高頻成分，從而增強(qiáng)圖像的邊緣細(xì)節(jié)。2效果使圖像更加銳利，細(xì)節(jié)更加清晰，但可能引入噪聲。邊緣檢測(cè)Sobel算子檢測(cè)圖像中水平和垂直方向的邊緣。Canny算子一種常用的邊緣檢測(cè)算法，能夠有效抑制噪聲，檢測(cè)出清晰的邊緣。遙感圖像分類監(jiān)督分類原理根據(jù)已知樣本訓(xùn)練分類器，然后對(duì)未知樣本進(jìn)行分類。方法最大似然法、支持向量機(jī)、決策樹等。無(wú)監(jiān)督分類原理根據(jù)圖像像素的相似性，將圖像數(shù)據(jù)劃分為若干類。方法K-means聚類、層次聚類等。目標(biāo)識(shí)別與提取目標(biāo)識(shí)別識(shí)別圖像中的目標(biāo)物體，例如建筑物、車輛、飛機(jī)等。目標(biāo)提取將識(shí)別出的目標(biāo)從圖像中提取出來(lái)，以便進(jìn)一步分析和應(yīng)用。影像融合目的將不同傳感器獲取的圖像數(shù)據(jù)融合在一起，以獲取更豐富的信息。方法圖像金字塔融合、主成分分析融合等。效果提高圖像的質(zhì)量和信息量，使圖像更加清晰和直觀。遙感影像信息提取1植被指數(shù)反映植被覆蓋度和生長(zhǎng)狀況。2水體指數(shù)反映水體的分布和水質(zhì)情況。3地表溫度反映地表溫度的變化情況，用于研究氣候變化和城市熱島效應(yīng)等。植被指數(shù)1NDVI歸一化植被指數(shù)，反映植被覆蓋度和生長(zhǎng)狀況。2EVI增強(qiáng)植被指數(shù)，對(duì)高密度植被區(qū)域敏感。水體指數(shù)NDWI歸一化水體指數(shù)，用于識(shí)別和提取水體信息。MNDWI改進(jìn)型歸一化水體指數(shù)，對(duì)混濁水體更加敏感。地表溫度原理根據(jù)遙感圖像的熱紅外波段數(shù)據(jù)，計(jì)算地表溫度。應(yīng)用用于研究氣候變化、城市熱島效應(yīng)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等。遙感影像質(zhì)量評(píng)價(jià)1空間分辨率圖像能夠分辨的最小地物尺寸。2時(shí)間分辨率圖像獲取的時(shí)間間隔。3光譜分辨率圖像中包含的電磁波譜范圍和波段數(shù)量。4輻射分辨率圖像能夠區(qū)分的灰度級(jí)數(shù)量?？臻g分辨率1定義圖像能夠分辨的最小地物尺寸，單位為米。2影響空間分辨率越高，圖像越清晰，能夠分辨的細(xì)節(jié)越多。時(shí)間分辨率定義圖像獲取的時(shí)間間隔，單位為天、周、月等。影響時(shí)間分辨率越高，能夠更頻繁地獲取圖像，監(jiān)測(cè)地物變化越及時(shí)。光譜分辨率定義圖像中包含的電磁波譜范圍和波段數(shù)量。影響光譜分辨率越高，能夠識(shí)別更多類型的地物，例如區(qū)分不同植被類型。輻射分辨率定義圖像能夠區(qū)分的灰度級(jí)數(shù)量，反映圖像的亮度信息。影響輻射分辨率越高，圖像能夠區(qū)分的亮度細(xì)節(jié)越多，更適合研究地物的輻射特性。遙感應(yīng)用案例農(nóng)業(yè)作物估產(chǎn)、病蟲害監(jiān)測(cè)、灌溉管理等。林業(yè)森林資源調(diào)查、森林火災(zāi)監(jiān)測(cè)、森林病蟲害監(jiān)測(cè)等。城市規(guī)劃城市擴(kuò)張監(jiān)測(cè)、土地利用變化分析、交通流量監(jiān)測(cè)等。災(zāi)害監(jiān)測(cè)洪水監(jiān)測(cè)、地震災(zāi)害評(píng)估、滑坡監(jiān)測(cè)等。農(nóng)業(yè)應(yīng)用遙感技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)作物生長(zhǎng)狀況、估算產(chǎn)量、識(shí)別病蟲害等。優(yōu)勢(shì)能夠快速、大范圍地獲取農(nóng)業(yè)信息，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)決策依據(jù)。林業(yè)應(yīng)用遙感技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)森林資源分布、森林火災(zāi)、森林病蟲害等。優(yōu)勢(shì)能夠有效地保護(hù)森林資源，提高森林資源管理效率。城市規(guī)劃1應(yīng)用遙感技術(shù)可以用于監(jiān)測(cè)城市擴(kuò)張、土地利用變化、交通流量、人口密度等。2優(yōu)勢(shì)能夠提供城市發(fā)展