遥感数字图像处理-01-绪论

  1. 1. 绪论
    1. 1.1. 遥感的基础
    2. 1.2. 遥感的类型
    3. 1.3.
    4. 1.4. 遥感的特点
    5. 1.5. 遥感的应用领域
    6. 1.6. 遥感的发展历史与展望
    7. 1.7. 附录:数字图像处理
      1. 1.7.1. 产生
      2. 1.7.2. 表示
      3. 1.7.3. 相关的概念

绪论

遥感的基础

广义定义:在不直接接触的情况下,对目标或自然现象远距离探测和感知

遥感:在地面、空中和外层空间的各种平台上,用各种传感器获取反映地表特征的各种数据,通过传输、变换和处理等,提取有用的信息,实现研究地物的空间形状、位置、性质、变化及其与周围环境的相互关系的一门现代应用技术。

通过遥感图象能获得什么信息?
属性、位置、分析不同的时间同一个地区的成像,可以知道变化信息

和普通图像,照片有什么区别?同?异?
同:都是图像
异:包含的信息量不同、空间位置、几何属性、严格的坐标

遥感的类型

  • 被动式:接收太阳反射的可见光,近红外或物体发射的热红外线、微波;
    航空摄影相机,光电传感系统,被动式微波

  • 主动式:产生自己的能源,既发射也接收。
    雷达、声纳系统

  • 地球同步卫星,相对静止在赤道某一点上空。
    通信、气象、导航以及军事情报搜集

  • 太阳同步卫星,轨道近似穿越极地,通过地球上同一点上空的时间一致。
    低轨道气象卫星、照相侦察卫星和地球资源卫星


空间分辨率,是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小,是用来表征影像分辨地面目标细节的指标

  • 高分辨率:Ikonos (1 m)、Quikbird (0.61 m)、Worldview (0.5 m)
  • 中等分辨率:Landsat TM (30 m) 、 SPOT4 (10m) 、 ASTER (15m)
  • 低分辨率:NOAA/AVHRR (1.1km) 、MODIS(0.25km) 、SPOT Vegetation(1.1km)

  • 平台
    地面遥感:车载、手提、高架平台等(100m以下)
    航空遥感:飞机、 气球等(80km以下)
    航天遥感:人造卫星、航天卫星等

  • 类型
    海洋遥感;农业遥感;地质遥感;气象遥感;城市遥感;

  • 用途
    温室气体,湿地,地表蒸腾量,作物种植,水体叶绿素含量,森林覆盖,堰塞湖监测,洪水监测,冰凌监测,海啸监测,台风监测,地质灾害监测,火灾监测

  • 记录方式
    非成像遥感:非成像方式遥感是以数据、曲线等形式记录标物反射或发射的电磁辐射的各种物理参数的一种遥感方式,如使用红外辐射温度计、微波辐射计、激光测高仪等进行的航空和航天遥感。
    成像遥感

遥感的特点

  1. 大面积同步观测
    遥感平台越高,视角越宽广,可以同步探测到的地面范围就越广。

  2. 时效性
    获得资料的速度快,周期短,时效性强。

  3. 数据的综合性和可比性
    获取的数据综合反映了上许多自然、人文信息,且数据来源连续,具有可比性。

  4. 经济性
    与传统方法相比具有更高的经济效益和社会效益。

  5. 局限性
    许多电磁波有待开发,还需发展高光谱遥感以及手段相配合。

  6. 多波段性

  7. 多时相性

遥感的应用领域

  • 国土:土地利用普查和监测
  • 农业:作物长势与产量预估
  • 水利:流域分析、洪水监测、
  • 林业:森林蓄积量评估、森林火灾监测、病虫害监测
  • 海洋:海洋运输、鱼群活动监测与捕鱼作业指导
  • 城市:热岛效应、交通、绿地
  • 国防:军事侦察,军事测绘

遥感的发展历史与展望

1960年 美国海军局研究局 艾弗林.普鲁伊特提出遥感。
1962年,密歇根大学召开“国际环境科学遥感讨论会”,这一名词正式通过,从此就标志着遥感这门新学科的行程。
1972年美国发射了第一颗商用陆地卫星后,这就标志着航天遥感时代的开始。
中国遥感事业
1950年代组建专业飞行队伍,开展航摄和应用
1970年4月24日,第一颗人造地球卫星
1975年11月26日,返回式卫星,得到卫星像片
80年代空前活跃,六五计划遥感列入国家重点科技攻关项目
1988年9月7日中国发射第一颗 “风云1号”气象卫星
1999年10月14日中国成功发射资源卫星1号
之后进入快速发展期—卫星、载人航天、探月工程等…

附录:数字图像处理

图像:物理世界中客观对象的一种表示
任何漂亮的图像,在屏幕上放大到一定的程度时,都会变成网格或色块。
这些色块具有固定的大小、形状和特性,是图像构成的最基本的单位,成为像素。

  • 根据可见性分类:
    可见图像:图片、照片、油画、全息技术产生的各种光学图像
    不可见图像:不可见光学成像(紫外线、红外线、微波成像)和不可见的测量值(如温度、压力等)的分布图
  • 根据连续性分类:
    数字图像:数字存储的、用计算机直接处理的图像,是空间坐标和图像数值用离散数字表示的图像,属于不可见图像
    模拟图像:又称光学图像,空间坐标和图像数值连续变化的、计算机无法直接处理的图像,属于可见图像

产生

表示

数字图像不是连续的,而是离散的。像素值成为灰度,或DN值

相关的概念

  • 数字图像处理:对一个物体的数字表示施加一系列的操作,以得到所期望结果的过程
  • 数字图像分析:将一幅图像转化为一种非图像的表示,如一个测量数据集或一个决策等


照片

遥感数字图像

•来自于模拟方式

•通过摄影系统产生

•没有像素

•没有行列结构

•没有扫描行

•0表示没有数据

•任何点都没有编号

•摄影受电磁波谱的成像范围限制

•一旦获取了照片,颜色就是确定的

•具有红、绿、蓝三个通道

•来自于数字方式

•通过扫描和数码相机产生

•基本构成单位是像素

•具有行和列

•可能会观察到扫描行

•0是数值,不表示没有数据

•每个点都有确定的数字编号

•可以是电磁波谱的任意范围

•颜色没有特定的规则,在处理过程中可以根据需要通过合成产生

•多个波段(3-8000)

遥感图像处理是遥感对地观测中的一个基本组成部分。

  1. 再现性好,数字图像不会因存储、传输方式、复制而产生图像质量的退化,从而能准确地再现出来;
  2. 精度高,目前可以将一幅模拟图像数字化为(8/ mm个象素点)任意在的二维数组,每个象素的亮度值可以量化为12Bit(2048灰度级),即图像数字化精度可以足够高;
  3. 灵活性大,任意一种模拟图像的处理方法,一般都只能对图象做有限的若干种处理,如光学处理,而数字图像处理不仅能完成线性运算,也可完成非线性运算,及一切可以用数字公式或逻辑表达式来表达的图像做数字处理运算。

在传感器获取遥感信息的过程中,有哪些因素可能会产生影响?

区分概念:图像,数字图像,数字图像处理