文档介绍：第四章遥感图象数字处理的基础知识
主要内容:
1 图象的表示形式
2遥感数字图象表示方法
3遥感数字图象处理系统
1 图象的表示形式
在空间域的表示
1)光学图象
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光学图像、照片以及人的眼睛看到的一切景物,都是模拟图像, 这类图像无法直接用计算机处理。为了使图像能在电子计算机中作处理运算,必须将模拟图像转化为离散数字所表示的图像,即所谓的数字图像。
2)数字图象
是一个二维离散的光密度函数,相对于光学图象,它在空间坐标(X,Y)和密度上都离散化.
可以用一个二维矩阵表示:
单色且时不变时:为M×N矩阵。
多光谱时:

  
其中,di(l)为第i个光谱的光谱响应函数
2二者的转化
将模拟图像转化为数字图像的过程称为图像数字化。这一过程是图像处理技术的基础,一般图像数字化包括下列两个步骤:
采样和量化
将二维空间图像上的连续亮度住处(即灰度)转化成离散的抽样点(即象素点)具体做法如图1所示:
量化就是把抽样后每一个象素点的亮度值离散化使其成为有限个整数值(一般为0-256个灰度值)。把一个象素点,由黑色渐变为灰色渐变为白色的连续变化的亮度值量化为0~256 个灰度值,(每个象素用一个字节来储存量化后的信息,即8Bit),量化后的灰度值即反映了对应象素点的亮度明暗值。
经过抽样、量化后, 一幅黑白模拟图像就会离散化成为M*N个字节的数字图像,即变成适用于电子计算机处理的数字图像。在图像数字化过程中把原来连续变化的亮度信息变成离散的数字信息,二者间是有差别的,即在数字化过程中会带来一定的误差。
数字化后的一幅黑白图像,可以用M×N个字节来表示。对电子计算机来说,可以用数学公式f(Xi,Yj)来表示。数组f(Xi,Yj)中i=1,2,3…m,j=1,2,3,…n。式中f(Xi,Yj)值代表图像中(Xi,Yj)点处象素的灰度值。
在现实生活中有多种多样的图像,根据各类图像灰度层次的多少、光谱轴及时间轴上的组合方式的不同,其数字化后的描述形式如下表所示。
图像
数字化后描述形式
备注
二值图像
f(X,Y)=1或0
文字、线条图、指纹等
黑白图像
0≤f(X,Y)≤2n-1
黑白图像,一般n=6~8
彩色图像
|fi(X,Y)| i=R,G,B
以三基色表示的彩色图像
光谱图像
|fi(X,Y)| i=1,2…m
遥感图像,m=6~8或更大
立体图像
fl(X,Y),fr(X,Y)
左右视点得到同物体的图像对
动态图像
|ft(X,Y)| t=t1,t2…tr.
动态图像,动画制做等
在频率域的表示
空间域来表示图象的时候,它是空间坐标的函数,用频率域的形式表达时,图象是频率坐标的函数,通常用傅立叶变换实现空间域变入频率域,反之采用傅立叶逆变换.
二维离散傅立叶变换为:
2遥感数字图象表示方法
1)存储介质
磁带,磁盘,光盘
2)类型
二值数字图象
单波段图象
数字彩色图象
多波段图象
多波段数字图象的存储通常有3种数据格式:
BSQ (波段顺序格式)
每行数据后面紧接着同一波谱波段的下一行数据。这种格式最适于对单个波谱波段中任何部分的空间(X,Y)存取。
BIP (每个像元按波段次序交叉排列)
按 BIP 格式存储的图像按顺序存储第一个像元所有的波段,接着是第二个像元的所有波段,然后是第 3 个像元的所有波段,等等,交叉存取直到像元总数为止。这种格式为图像数据波谱(Z) 的存取提供最佳性能。
BIL (逐行按波段次序排列)
按 BIL 格式存储的图像先存储第一个波段的第一行,接着是第二个波段的第一行,然后是第三个波段的第一行,交叉存取直到波段总数为止。每个波段随后的行按照类似的方式交叉存取。这种格式提供了空间和波谱处理之间一种折衷方式。
ERDAS IMAGINE 平台简介
ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件。