遥感图像的获取与统计描述

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1、遥感数字图像处理与分析东华理工大学研究生课程官云兰遥感与地理信息工程系第二章遥感图像的获取与统计描述遥感图像的获取单波段图像的统计特征多波段图像的统计特征窗口、邻域和卷积一、遥感系统遥感是遥感信息的获取、传输、处理以及分析判断和应用的过程。2.1遥感图像的获取遥感系统主要由以下四大部分组成：信息源信息获取信息处理信息应用信息源信息源是遥感需要对其进行探测的目标物。任何目标物都具有反射、吸收、透射及辐射电磁波的特性，当目标物与电磁波发生相互作用时会形成目标物的电磁波特性，这就为遥感探测提供了获取信息的依据。2.信息获取信息

2、获取是指运用遥感技术装备接受、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。遥感平台是用来搭载传感器的运载工具，常用的有气球、飞机和人造卫星等;传感器是用来探测目标物电磁波特性的仪器设备，常用的有照相机、扫描仪和成像雷达等。3.信息处理指运用光学仪器和计算机设备对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。通过对遥感信息的校正、分析和解译处理，掌握或清除遥感原始信息的误差，梳理、归纳出被探测目标物的影像特征，然后依据特征从遥感信息中识别并提取所需的有用信息。4.信息应用专业

3、人员按不同的目的将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。遥感的应用领域十分广泛，最主要的应用有:军事、地质矿产勘探、自然资源调查、地图测绘、环境监测以及城市建设和管理等。遥感系统示意图接收预处理用户应用处理分析结果、图表输出1.传感器的组成收集器：收集来自地物目标辐射的电磁波能量，如透镜组、天线。探测器：将收集的辐射能转变成化学能或电能，如感光胶片、光电管等。处理器：将探测后的化学能或电能等信号进行处理。输出：将获取的数据输出。二、传感器收集、探测、记录电磁波辐射能量的装置。2.传感器的分类a.按工作方式被动遥感:不利用人

4、工辐射源，而是直接接收与记录目标物反射的太阳辐射或者目标物本身发射的热辐射和微波主动遥感：也称有源遥感，即遥感系统本身带有辐射源。利用人工辐射源从平台上先向目上标发射电磁辐射，然后接收和记录目标物反射或散射回来的电磁波b.按数据的记录方式非成像传感器：记录目标物发射或反射的电磁辐射的各种物理参数，最后资料为数据或曲线图。如激光测距仪、微波辐射计等成像传感器：将接收的目标电磁辐射信号转换成图像，是目前最常见的传感器类型。c.按成像原理摄影成像摄影方式的传感器主要是摄影机。扫描成像扫描成像的传感器逐点逐行的收集信息。按扫描方

5、式又可分为：目标面扫描传感器和影像面扫描传感器。1）目标面扫描传感器包括光学-机械扫描仪、成像雷达等，其收集系统直接对目标面（一般是地面）扫描，一点一行顺序收集目标面上各单位的信息，拼接一幅图像。光学-机械扫描雷达成像是由发射机向侧面发射一束窄脉冲，地物反射的微波脉冲（又称回波），由无线收集后被接收机接收。成像雷达2）影像面扫描传感器包括电视摄像机和固体扫描仪等。这类传感器的收集系统不直接对地面扫描，而是先用光学系统将目标的辐射信息在靶面上聚集形成一幅影像，然后利用摄像管中的电子束对靶面扫描收集数，或依靠CCD组成的阵列

6、进行电子扫描来获取数据。空间分辨率遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小。通常用像素大小、解像力或视场角、地面分辨率来表示。像素：空间分辨率越高，像素越小。解像力：用单位距离内能分辨的线宽或间隔相等的平行线的条线来表示，单位为线/毫米或线对/毫米3.传感器的分辨率传感器的分辨率指传感器区分自然特征相似或光谱特征相似的相邻地物的能力。光谱分辨率传感器在接收目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔。波长间隔越窄，光谱分辨率越高；波段数越多，光谱分辨率越高瞬时视场角（IFOV）：又称为传感器的角分辨率，它和遥感平台高度共同决

7、定了地面的分辨单元，即地面分辨率：像素所代表的地面实际尺寸的大小。辐射分辨率指传感器区分反射或发射的电磁波辐射强度差异的能力。在遥感图像中，图像的量化位数可以看作是辐射分辨率的近似表述。时间分辨率对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。时间分辨率对于动态监测与预报尤为重要。应根据不同的目的，选择不同的时间分辨率。用数学方式表示图像的基本方法有两类：确定的表示法：写出图像函数表达式对于数字图像，则表示成矩阵或向量统计的表示法：用一种平均特征来表示图像一、遥感图像的数字表示2.2单波段图像的统计特征

8、在图像处理中，普遍将图像的灰度级看作随机变量。用密度函数或分布函数来表示用统计特征参数来表示，如期望、方差、协方差等。图像的统计性表示二、单波段图像的统计特征大小设数字图像基本统计特征直方图1.反映像素值平均信息的统计参数均值----像素值的算术平均值。反映图像中地物的平均反射强度一、基本统计特征中值----图像所有