第3章地物光譜特征與遙感數(shù)字圖像信息提取

不同的地物類型有著不同的光譜特征，因此在利用遙感圖象提取信息時必須首先了解地

物的光譜特征。無論是航空平臺還是航天平臺獲得的遙感圖像數(shù)據(jù)或像片，對地觀測的FI的

是獲得地表目標地物的信息，因此，遙感數(shù)字圖象的信息提取是遙感研究的核心內(nèi)容之一。

通常來說，遙感影像信息褥取方法主要有目視解譯、數(shù)字圖像信息處理和定量模型研窮等方

法。

第一節(jié)地物光譜特征

自然界中任何地物都具有其自身的電磁輻射規(guī)律，如具有反射，吸收外來的紫外線、可

見光、紅外線和微波的某些波段的特性；它們又都具有發(fā)射某些紅外線、微波的特性；少數(shù)

地物還具有透射電磁波的恃性，這種特性稱為地物的光譜特性。

.當電磁輻射能量入射到地物表面上，將會出現(xiàn)三種過程：?部分入射能量被地物反射:

一部分入射能量被地物吸收，成為地物本身內(nèi)能或部分再發(fā)射出來，一部分入射能量被地物

透射（見圖3-1）.

根據(jù)能量守恒定律可得：

用=紇+丸+豆

(3-1)

式中：E。為入射的總能量；Ep為地物的反射能量；Ea為地物的吸收能量；E工為地物的透

射能量。

（3-1）式兩端同除以Eo,得:

工(3-

--------1----------1-------—1

用E。E。2)

令P=Ep/EoX100%,即地物反射能量與入射總能量的百分率，稱之為反射率；

a=Ea/EoX100%,即地物吸收能量與入射總能量的百分率，稱之為吸收率；

T=E,/E..X100%,即地物透射的能量與入射總能量的百分率，稱之為透射率。

則(3-2)式可寫成：

(3-3

p+a+T-1

對于不透明的地物，透射率片0,則（3-3）式可改寫成為:

p+a=\

)

（3-4）式表明，對于某一波段反射率高的地物，其吸收率就低，即為弱輻射體；反之，吸

收率高的地物，其反射率就低。

圖3-1太陽輻射與地表的相互作用

一、地物的反射光譜特性

不同地物對入射電磁波的反射能力是不一樣的，通菖采用反射率來表示。當電磁輻射能

到達兩種不同介質(zhì)的分界面時，入射能量的一部分或全部返I可原介質(zhì)的現(xiàn)象，稱之為反射。

反射的特征可以通過反射率表示，它是波長的函數(shù)，故稱為光譜反射率P。)。光譜反射率

p(x)被定義為：

X?(A)=ER(X)IE,(A)(3-5)

其中,ERQ)為反射能,E&)為入射能，反射率PQ)以百分數(shù)表示，其值在0?1之間。

反射率不僅是波長的函數(shù)，同時也是入射角，物體的電學性質(zhì)(電導、介電、磁學性質(zhì)等)

以及表面粗糙度、質(zhì)地等的函數(shù)。一般地說，當入射電磁波波長一定時，反射能力強的地物，

反射率大，在黑白遙感圖像上呈現(xiàn)的色調(diào)就淺。反之，反射入射光能力弱的地物，反射率小，

在黑白遙感圖像上呈現(xiàn)的色調(diào)就深。在遙感圖像上色調(diào)的差異是判讀遙感圖像的重要標志。

二、地物的發(fā)射光譜特性

發(fā)射率任何地物當溫度高于絕對溫度0K時，組成物質(zhì)的原子、分子等微粒，在不停

地做熱運動，都有向周圍空間輻射紅外線和微波的能力。通常地物發(fā)射電磁輻射的能力是以

發(fā)射率作為衡量標準。地物的發(fā)射率是以黑體輻射作為基準。

上述斯特藩-玻耳茲曼定律、維恩位移定律只適用黑體輻射，但是在自然界中，黑體輻

射是不存在的，一般地物縮射能量總要比黑體輻射能量小。如果利用黑體輻射有關公式，則

需要增加一個因子，這個因子就是發(fā)射率(￡\),或稱“比輻射率”。

對于某一波長來說，發(fā)射率定義如下：

￡丸=M'/M(3-6)

式中：AT一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；

M一指與觀測地物同溫度下黑體的輻射通量密度：

發(fā)射率根據(jù)物質(zhì)的介電常數(shù)、表面的粗糙度、溫度、波長、觀測方向等條件而變化，取

0到1之間的值。地物發(fā)射率的差異也是遙感探測的基礎和出發(fā)點。

地物發(fā)射光譜地物的發(fā)射率隨波長變化的規(guī)律，稱為地物的發(fā)射光譜。按地物發(fā)射率

與波長間的關系繪成的曲線(橫坐標為波長，縱坐標為發(fā)射率)稱為地物發(fā)射光譜曲線。

三、地物的透射光譜特性

當電磁波入射到兩種介質(zhì)的分界面時，部份入射能穿越兩介質(zhì)的分界面的現(xiàn)象.稱為透

射。透射的能量穿越介質(zhì)時,往往部分被介質(zhì)吸收并轉(zhuǎn)換成熱能再發(fā)射。

介定透射能量的能力，用透射率T來表示。透射率就是入射光透射過地物的能量與入射

總能量的百分比。地物的透射率隨著電磁波的波長和地物的性質(zhì)而不同。例如，水體對

0.45?0.56um的藍綠光波具有一定的透射能力，較混濁水體的透射深度為1?2nb一般水

體的透射深度可達10?20m。又如，波長大于1mm的微波對冰體具有透射能力。

一般情況下，絕大多數(shù)地物對可見光都沒有透射能刀。紅外線只對具有半導體特征的地

物，才有一定的透射能力。微波對地物具有明顯的透射能力，這種透射能力主要由入射波的

波長而定。因此，在遙感技術(shù)中，可以根據(jù)它們的特性，選擇適當?shù)膫鞲衅鱽硖綔y水下、冰

下某些地物的信息。

對于攝影遙感系統(tǒng)，膠片和濾光片的透射率是個十分關鍵的參數(shù)。自然界中，人們最熟悉的

是水體的透射能力。這是因為人們可以直接觀察到可見光波段輻射能的透射現(xiàn)象。然而，可

見光以外的透射，雖人眼看不見，但它是客觀存在的，婦植物葉子，對于可見光輻射是不透

明的，但它能透射一定量的紅外輻射。

第二節(jié)典型地物的反射光譜特征

地物的反射波譜是研究地面物體反射率隨波長的變化規(guī)律。利用反射率隨波長變化的差

別可以區(qū)分物體.通常用二維幾何空間內(nèi)的曲線表示。橫坐標表示波長，縱坐標表示反射率

以畫出地物反射率曲線，見圖3-2。

同一物體的反射率曲線形態(tài)，反映出不同波段的反射率不向。研究不同波段的反射率并

以此與遙感傳感器的相同波段和角度接收的輻射數(shù)據(jù)相對照?？梢缘玫竭b感影像數(shù)據(jù)和對應

地物的識別規(guī)律，可見地物反射率曲線的研究非常重要。

%

、

播

菽

出

波長〃im

圖32某些地物反射率曲線

一、巖石的反射光譜特征

巖石反射波譜曲線不像植被那樣具有明顯的相似特征，其曲線形態(tài)與礦物成分、礦物含

最、風化程度、含水狀況、顆粒大小、表面光滑程度、色澤等都有關系。從圖(3-3)石灰?guī)r、

長石沙巖、頁巖、安山巖、玄武巖的光譜曲線?？梢钥吹剿鼈冃螒B(tài)各異。沒有明顯規(guī)律性。

波長A/pm

圖3-3幾種巖石的反射波譜曲線

二、土壤的反射光譜特征

自然狀態(tài)下土壤表面的反射率沒有明顯的峰值和谷值。土壤的反射光譜特征主要受到土

壤中的原生礦物和次生礦物、土壤水分含量、土壤有機質(zhì)、鐵含量、土壤質(zhì)地等因素的影響。

0.35

0.3

0.25

密0.2

左

以0.15

0.1

0.05

0

30060090012001500180021002400

波長(n?)

低含水量上填的光譜曲線(gen?)

(A：0.32：B：0.25：C：0.14：D：0.07)

圖3-4不同含水量的土壤反射光譜曲線

褂

芾

吆

圖3-5三種土壤反射波譜由線比較

三、水體的反射光譜特征

水的光譜特征主要是由水本身的物質(zhì)組成決定，同時又受到各種水狀態(tài)的影響。地表較純潔

的自然水體對0.4?2.5pm波段的電磁波吸收明顯高于絕大多數(shù)其它地物。在光譜的可見光

波段內(nèi)，水體中的能量-物質(zhì)相互作用比較復:雜，光譜反射特性概括起來有一下特點：

(1)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。

(2)光譜吸收和透射特性不僅與水體本身的性質(zhì)有關，而且還明顯地受到水中各種類型和

大小的物質(zhì)一一有機物和無機物的影響。

(3)在光譜的近紅外和中紅外波段，水幾乎吸收了其全部的能量，即純凈的自然水體在近

紅外波段更近似于一個“黑體”，因此，在1.1?2.5/m波段，較純凈的自然水體的反射率

很低，幾乎趨近于零。

(0

％

)8

*軟-

6

公

4

2

0

uo0.70.91.0

波長(pm)

圖3-6水體的反射光譜特征

圖3-7電磁波叮水體的相互作用

0.9

0.8

0.7

0.6

(

S一

X0.5

版

堤0.4

解

0.3

0.2

0.1

0.350400.450500.550600650.70

波氏（從m）

圖3-8水的光譜衰減特性

四、植被的反射光譜特征

植物的光譜特征可使其在遙感影像上有效地與其他地物相區(qū)別。同時，不同的植物各有

其自身的波譜特征，從而成為區(qū)分植被類型、長勢及估克生物量的依據(jù)。

波長4mm

圖3-9綠色植物有效光譜響應特征

圖3-10礦區(qū)紅杉林反射曲線口勺藍移現(xiàn)象

第三節(jié)遙感圖像目視解譯

遙感儀器自空中獲得大量的地面目標的信息數(shù)據(jù)，通過電磁波或磁帶回收等的方式傳送

回地面，由地面接收姑截獲并加以記錄。地面站收到的遙感信息必須通過適當?shù)奶幚聿拍芗?/p>

以利用。將接收到的原始遙感數(shù)據(jù)加工制成可供觀察和分析的可視圖像和數(shù)據(jù)產(chǎn)品，這一過

程稱為遙感信息處理。根據(jù)所獲得的遙感影像和數(shù)據(jù)資料，從中分析出人們感興趣的地面目

標的形態(tài)和性質(zhì)，這一過程稱為遙感圖像解譯。

一、目視解譯標志

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。因此解譯時，除

了要有上面所述的遙感資料和地面實況資料外，解譯者還需要有解譯對象的基礎理論和專業(yè)

知識，掌握遙感技術(shù)的基本原理和方法，并且有一定的實際工作經(jīng)驗。目視解譯的質(zhì)量高低

最后就取決于人（解譯人員的生理視力條件和知識技能）、物（物體的幾何特性、電磁波特性）、

像（圖像的幾何、物理特七）三個因素的統(tǒng)一程度，即：

圖371目視解譯所需的知識與材料

（一）直接解譯標志

直接解譯標志包括色調(diào)、形狀、大小、陰影、結(jié)構(gòu)和圖形，這里主要以可見光航空攝影

像片為例，介紹解譯標志.

1.色調(diào)

色調(diào)是地物電磁輻射能量在影像上的模擬記錄，在黑白影像上表現(xiàn)為灰度，在彩色影像

上表現(xiàn)為顏色，它是?切解譯標志的基礎。

表37物體本身顏色與黑白航片的色調(diào)對比

彩色體的原生色調(diào)消色體的原生色調(diào)黑白像片的影像色

調(diào)

白白白

淡黃灰白灰白

黃、褐黃、深黃、橙、淺色、淺藍淡灰、淺灰淺灰

紅、黃灰灰

深紅、紫紅、深藍、淡綠、綠、紫暗灰深灰

深綠、黑綠淡黑、淺黑淺黑

里里

2.形狀

形狀是地物外貌輪廓在影像上的相似記錄，任何物體都具有一定的外貌輪廓，在遙感影

像上表現(xiàn)出不同的形狀，如：游泳池是長方形，足球場則是兩端為弧形的長方形，水渠為長

條形，公路為彎延的曲線形等。因此利用形狀可直接判定物體的存在與否。

圖3T2地物形狀與位置關系的示意圖

3.大小

大小是地物的長度、面積、體積等在影像上按比例縮小的相似記錄，它是識別地物的重

要標志之一，特別是對形狀相同的物體更是如此。

表3-2目視解譯能識別出的地物

比例尺目視地面分辨率可識別的地物

1:1000萬1000m大地構(gòu)造、板塊、地帶性景觀、氣旋、反氣

旋、海洋溫度、含鹽度、洋流等

1:400萬400m區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造、沙漠風系、山脈走向、森林

分布、空氣污染來源與擴散、海流、海洋中

尺度旋渦、城市等

1:100萬100m層單元、構(gòu)造體系、地貌類型、土地類型、

植被類型、河流類型、飛機場、村鎮(zhèn)、海港、

鐵路等

1:25萬25m礦產(chǎn)調(diào)查、地宸破壞、流域水系、海況調(diào)查、

海水污染、牧場、公路等

1:10萬10m土壤侵蝕、水污染、農(nóng)場、河床演變、河口

淤積等

1:5萬5m土壤濕度、鹽分、排水類型、森林密度、樹

冠直徑、樹種、農(nóng)作物類型、人工建筑物等

1:1萬Im工程點，礦坑、壩址、橋涵等

4.陰影

陰影是指地物電磁輻射能量很低的部分在影像上形成的影像特征，可以把它看成是一種

深色到黑色的特殊色調(diào)。陰影可造成立體感，幫助我們觀察到地物的側(cè)面，判斷地物的性質(zhì)，

但陰影內(nèi)的地物則不容易識別，并掩蓋一些物體的細節(jié)。

5.紋理

紋理又稱質(zhì)地，是由于像片比例尺的限制，物體的形狀不能以個體的形式明顯地在影像

上表現(xiàn)出來，而是以群體的色調(diào)、形狀重復所構(gòu)成的、個體無法辨認的影像特征。不同物體

的表面結(jié)構(gòu)特點和光滑程度是不一致的，在遙感影像上形成不同的紋理質(zhì)地。如河床上的卵

石較沙粗糙些，草原表面比森林要光滑，沙漠中的紋理能表現(xiàn)沙丘的形狀以及主要風系的風

向，海灘紋理能表示海灘沙粒結(jié)構(gòu)的粗細等等。紋理（質(zhì)地）常用光滑狀、粗糙狀、參差狀.

海綿狀、疙瘩狀、鍋穴狀表示。

表3-3圖形分類

類型類別一

tli粗點、細點、稀點、密點、顯點、隱點、白點、黑點、均勻點、非均勻點

施粗斑、細斑、稀斑、密斑、顯斑、隱斑、圓斑、方斑、白斑、黑斑、斑塊、花斑、

亮斑

擾圓塊、橢圓形塊、方塊、長塊、條塊、菱形塊、多角形塊、隱塊、非規(guī)則『

柘粗格、細格、寬格、密格、方格、條格、菱形格、魚鱗格、網(wǎng)格、長格、弧形格、

不規(guī)則格

條粗條、細條、疏條、密條、寬條、窄條、長條、短條、直條、曲條、環(huán)形條；弧線、

線放射線、平行線、斜交線、環(huán)形線、點線、點直線、點曲線、粗線、細線、疏線、

密線、長線、斷線

紋粗紋、細紋、疏紋、密紋、顯紋、隱紋、粗斑紋、細斑紋、粗點紋、細點紋、指狀

紋、波狀紋、曲線紋、樹枝紋、羽狀紋、平行紋、梳狀紋、放射紋、環(huán)狀紋、斷線

紋、紊亂紋

a粗鏈狀、細鏈狀、折鏈狀、網(wǎng)鏈狀、城狀

至粗城狀、細瓏狀、尖脊堤、圓脊城、拱形城、蠕蟲瓏、整齊城、不整齊城一

粗柵狀、細棚狀、格柵狀、顯棚狀、隱柵狀、斷續(xù)狀、平行狀

6.圖形

圖型又稱結(jié)構(gòu)，是個體可辨認的許多細小地物重復出現(xiàn)所組成的影像特征，它包括不同

地物在形狀、大小、色調(diào)、陰影等方而的綜合表現(xiàn)。水系格局，土地利用形式等均可形成特

有的圖形，如平原農(nóng)田呈柵狀近長方形排列，山區(qū)農(nóng)E0則呈現(xiàn)弧形長條紋形。

圖形常用點狀、斑狀、塊狀、線狀、條狀、環(huán)狀、格狀、紋狀、鏈狀、堤狀、柵狀等描述,

如表3-3o

（二）間接解譯標志

自然界各種物體和現(xiàn)象都是有規(guī)律地與周圍環(huán)境和其他地物、現(xiàn)象相互聯(lián)系，相互作用。

因此我們可以根據(jù)一地物的存在或性質(zhì)來推斷另一地物的存在和性質(zhì)，根據(jù)己經(jīng)解譯出的某

些自然現(xiàn)象判斷另一種在影像上表現(xiàn)不明顯的現(xiàn)象。

例如通過直接解譯標志可直觀地看到各種地貌現(xiàn)象，通過巖石地貌分析可識別巖性，通

過構(gòu)造地貌分析可識別構(gòu)造。這種通過對與解譯對象密切相關的?些現(xiàn)象的研究，推理、判

斷來達到辨別解譯對象的方法稱間接解譯。如位置、相關布局等與解譯對象密切相關的事物

和現(xiàn)象稱為間接解譯標忐。

1.位置。位置是指地物所處環(huán)境在影像上的反映，即影像上目標（地物）與背影（環(huán)境）

的關系。地物和自然現(xiàn)象都具有一定的位置,例如蘆芾長在河湖邊沼澤地，紅柳叢生在沙漠，

河漫灘和階地位于河谷兩側(cè)，洪積扇總是位于溝口，河沆兩側(cè)的湖泊是牛挽湖，雪線附近的

是冰今湖等。

2.相關布局。景觀各要素之間、或地物與地物之間相互有一定的依存關系，這種把關性

反映在影像上形成平面布局。例如：區(qū)從山脊到谷底，植被有垂直分帶性，于是在影像上形

成色調(diào)不同的帶狀圖形布局：山地、山前洪積扇，再往下為沖積洪積平原、河流階地、河漫

灘等。

由于各種地物是處于復雜、多變的自然環(huán)境中，所以解譯標志也隨著地區(qū)的差異和自然

景觀的不同而變化，絕對穩(wěn)定的解譯標志是不存在的，有些解譯標志具有普遍意義，有些則

帶有地區(qū)性。有時即使是同一地區(qū)的解譯標志，在相對穩(wěn)定的情況下也在變化。因此，在解

譯過程中，對解譯標志要認真分析總結(jié)，不能盲目照搬套用。

二、遙感圖像解譯方法與步驟

（-）解譯方法

1.遙感資料的選擇及影像處理

2.目視解譯的方法

（二）解譯步驟

解譯遙感影像可有各種應用目的，有的要編制專題地圖，有的要提取某種有用信息和數(shù)

據(jù)估算，但解譯步驟基本相同。

1.準備工作

2.初步解譯、建立解譯標志

3.室內(nèi)解譯

4.野外驗證

5.成果整理

（三）解譯步驟

解譯遙感影像可有各種應用目的，有的要編制專題地圖，有的要提取某種有用信息和數(shù)

據(jù)估算，但解譯步驟基本相同。

1.準備工作

2.初步解譯、建立解譯標志

3.室內(nèi)解譯

4.野外驗證

5.成果整理

第四節(jié)遙感數(shù)字圖像信息提取

一、遙感數(shù)字圖像的概念

（-）圖象、數(shù)字圖象

圖像是客體或事物的表述、擬似或仿制，是它們的活生生的或繪畫式的描述,圖像有許

多類型。從人眼的視覺特點上可將圖像分為可見圖像和不可見圖像。可見圖像有照片、底片、

用線條畫的圖和畫，用透鏡、光柵和全息技術(shù)產(chǎn)生的各種光圖像。不可見圖像包括不可見光

成保（如紫外線、紅外線、微波成像）和不可見星（如溫度、壓力、人口密度等）分布圖。按圖

像的明暗程度和空間坐標的連續(xù)性劃分，圖像可分為數(shù)字圖像和模擬圖像。數(shù)字圖像是客體

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。它屬于可見圖像，因為它只以數(shù)字形式存在的，所以只有以灰度值或顏色值顯示或打印

出來才能被看到。模擬圖像（又稱光學圖像）是指空間坐標和明暗程度都連續(xù)變化的、計算機

無法直接處理的圖像，它屬于可見圖像。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，模擬圖像與數(shù)字圖像可以實施轉(zhuǎn)換，把模擬圖像變成數(shù)字圖像

稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換，記作A/D轉(zhuǎn)換；把數(shù)字圖像變成模擬圖像稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換，記作D/A轉(zhuǎn)換。

模擬圖象和數(shù)字圖象的本質(zhì)區(qū)別在于模擬圖象是一個連續(xù)變量的圖像，而數(shù)字圖象是一個離

散變量的圖象。

（二）遙感數(shù)字圖象

遙感數(shù)字圖像是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。像素是遙感成像過程的采樣點，或者是在A/D轉(zhuǎn)換中的取樣點，它也是計

算機圖像處理的最小單元，每個像素具有其空間位置特征和屬性特征。遙感數(shù)字圖像像素的

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。

遙感圖象是各種傳感器所獲信息的產(chǎn)物，是遙感探測目標的信息載體。遙感解譯人員需

要通過遙感圖象獲取三方面的信息：目標地物的大小、形狀及空間分布特點;目標地物的屬

性特點；目標地物的動態(tài)變化特點。因此，相應的遙感圖象有幾何特征、物理特征和時間特

征。

二、遙感數(shù)字圖像處理

遙感數(shù)字圖像處理的基本流程主要包括以下四個步驟：

（-）遙感數(shù)字圖像的獲取

遙感數(shù)字圖象信息提取之前，遙感數(shù)字圖象的獲取是必要的。遙感數(shù)字圖象是通過接收、

記錄目標物的電磁波特征的儀器，即傳感器獲得的。如掃描儀、雷達、攝影機、攝像機、和

輻射計等。在第二章中已詳細列舉了目前常用的航空遙感平臺以及相應的遙感數(shù)字圖象產(chǎn)品,

在此不再贅述。

（二）遙感數(shù)字圖像預處理

（1）輻射校正

1.遙感器校正

2.大氣校正

3.太陽高度角和地形等引起的畸變校正

（2）幾何校正

1.選取地面控制點（GCP）

2.選擇空間變換函數(shù)

3.重采樣和內(nèi)插

□

地球自轉(zhuǎn)高度變化俯仰

1一4O□

側(cè)滾偏航速度變化圖3-13幾種畸變模型圖形

D

■一AX-->

"***T/c/++十十十OOOOO

十竄二十000

/Pfa7.

?輸出圖像數(shù)據(jù)...今；〃

原始圖像數(shù)據(jù)十十包二丁弓%）o0

十十十十十00000

），版始圖像坐標檢出圖像坐標

圖3-14遙感圖像的幾何校正

（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

（1）快速傅立葉變換

0，r

（a）/U）（b）/⑴的正兔和余弦函數(shù)（0/5）的俾里,葉變換

圖3-15-維傅立葉變換

（2）K-L變換

（3）K-T變換

2.遙感數(shù)字圖像增強

反差增強

直方圖均衡化

點運算增強-

直方圖匹配

中值濾波

平滑平滑流波

空間域增強鄰域運第增強一

邊緣增強

銳化r一定向濾波

遙假彩色密度分割

感

數(shù)彩色增強

字

增假彩色合成

強

邊緣檢測

潁率域增強-低通濾波

高通濾波

濾波一

帶通濾波

同態(tài)濾波

圖3-16遙感數(shù)字圖像增強方法

（1）反差增強

①灰度拉伸

直方圖分段線性拉伸

非線性拉伸變換

(a)高值區(qū)拉伸(b)低值區(qū)拉伸(c)中間區(qū)拉伸

圖3-18分段線性拉伸

圖3T9幾種線性拉仰變換示意圖

②直方圖均衡化

圖3-20直方圖均衡

③直方圖匹配

(2)空間域圖像增強

①邊緣增強

②平滑濾波

③中值濾波

④定向濾波

3)頻率域圖像增強

(

①低通濾波

②高通濾波

③帶通濾波

④同態(tài)濾波

(4)代數(shù)運算增強

(5)彩色圖像增強

①假彩色密度分割

②彩色增強

圖3-21偽彩色加色示意圖

③假彩色合成

3.遙感數(shù)據(jù)融合

圖3-22偽彩色加色示意圖(1)數(shù)據(jù)融合原理及過程

(2)數(shù)據(jù)融合分類及方法

①數(shù)據(jù)融合方法分類

像元級融合

特征級融合

決策級融合

表3-3三級融合層次的特點

特信息損失實時性精度容錯抗干擾工作量融合水

點性力平

融合框架

像元級小差("'J差差小低

特征級中中中中中中中

決策級大優(yōu)低優(yōu)優(yōu)大高

②遙感數(shù)據(jù)融合方法介紹

IHS變換

代數(shù)法

Brovev變換

圖像后歸法

主成分變換(PCT)

小波變換

表3-4三級融合層次下的融合方法

像元級特征級決策級

代數(shù)法端法專家系統(tǒng)

IHS變換表決法神經(jīng)網(wǎng)絡

小波變換聚類分析Bayes估計

Brovcy變換Bayes估計模糊聚類法

主成分變換神經(jīng)網(wǎng)絡法可靠性理論

回歸模型法加權(quán)平均法基于知識的融合法

Kalman濾波法Dcmpatcr-shafcr推理法Dcmpatcr-shafcr推理法

③遙感數(shù)據(jù)融合存在問題及發(fā)展趨勢

（四）遙感數(shù)字圖像分析

1.遙感數(shù)字圖像分類

分類后處理

圖3-23遙感圖像分類處理流程

圖3-24遙感圖像分類處理流程

（1）非監(jiān)督分類

ISODATA（IterativeSelf-OrganizingDataAnalysisTechnique）分類法

K-均值分類法（K?Means）

最大似然法

最大似然法

最小距離法

（2）監(jiān)督分類

（3）數(shù)字圖像分類新技術(shù)

①人工神經(jīng)網(wǎng)絡分類法

反向傳播法（BP,back-propagation）

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