第四章遥感图像数字处理的基础知识
C方向 20 卢昕
一、名词解释
1.光学影像：一种以胶片或其他的光学成像载体的形式记录的图像。

它是一个二维的连续的光密度函数。

2.数字影像：以数字形式进行存储的图像，它是一个二维的离散的光密度函数。

3.空间域图像：用空间坐标x，y的函数表示的形式。

有光学影像和数字影像。

4.频率域图像：以频率域的形式表示的影像，频率坐标Vx，Vy的函数。

5.图像采样：图像空间坐标（x,y）的数字化称为图像采样。

6.灰度量化：图像灰度的数字化称为图像量化。

7 .ERDAS：是美国 ERDAS 公司开发的遥感图像处理系统。

它以模块化的方式提供给用户，可使用户根据自己的应用要求、资金情况合理的选择不同功能模块及不同组合，对系统进行剪裁，充分利用软硬件资源，并最大限度地满足用户的专业应用要求。

ERDAS Imagine面向不同需求的用户，对于系统的扩展功能采用开放的体系结构以Imagine Essentials、Imagine Advantage、Imagine Professional的形式为用户提供低、中、高三档产品架构，并有丰富的功能扩展模块供用户选择，产品模块的组合比较灵活。

8.BSQ：遥感数字图像的一种存储格式，即按波段记载数据文件。

9.BIL：也是遥感数字图像的一种存储格式，是一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式。

二、简答题
1、叙述光学影像与数字影像的关系和不同点。

答：光学图像可以看成一个二维的连续的光密度函数，像片上的密度随空间坐标的变化而变化。

而数字图像是一个二维的离散的光密度函数。

光学图像可以通过采样和量化得到数字图像，数字图像可以通过显示终端设备或照相或打印的方式得到光学图像。

与光学图像相比数字图像的处理简捷快速，并可以完成一些光学处理方法所无法完成的各种特殊处理等。

2、怎样才能将光学影像变成数字影像？
答：将光学影像变成数字影像要经过采样和量化两步。

采样是将图像空间的坐标（X，Y）进行数字化，此时实现了空间的离散化。

然后再进行图像灰度的数字化，实现连续灰度的离散化。

3、叙述空间域图像与频率域图像的关系和不同点。

答：空间域图像是以空间坐标进行表示的，而频率域图像是以频率坐标来表示图像的。

通过傅立叶变换可以将空间域图像变换为频率域图像，利用傅立叶逆变换可以将频率域图像变换为空间域图像。

4、如何实现空间域图像与频率域图像间的相互转换？
答：通过傅立叶变换可以将空间域图像变换为频率域图像，利用傅立叶逆变换可以将频率域图像变换为空间域图像。

5、你所知道的遥感图像的存贮格式有哪些？
答：1）BSQ格式。

是按波段记载数据文件，每一个文件记载的是某一个波段的
图像数据。

LandSat-4、5 的CCT格式就是BSQ格式。

2）BIL格式。

是一种按照波段顺序交叉排列的遥感数据格式。

3）GeoTIFF格式。

能够记录地理信息。

4） TIFF格式、BMP格式等。

6、遥感图像处理软件应具备哪些基本功能？
答：图像文件管理、图像处理、图像校正、多影像处理、图像信息获取、图像分类、遥感专题图的制作、与GIS系统的接口。

三、能力训练题
1、查阅资料或搜索网站资源，调查分析国内外主要的遥感图像处理软件。

现以制作武汉大学影像地图为需求，在充分分析利用遥感影像制作正射影像地图技术需求的基础上，请编写购买遥感图像处理软件的论证报告。

答：随着遥感技术的发展，目前市场上遥感软件琳琅满目。

国内软件首当其冲就是 CASM IMAGE INFO 和泰坦遥感图像处理软件（Titan Image），以Titan为例，它是在充分吸收了国内外优秀遥感软件优点的基础上，由北京东方泰坦科技股份有限公司研发的完全自主知识产权的新一代优秀的国产遥感图像处理软件平台。

主要特点：1、强大的数据支持能力，
2、丰富高效的遥感图像处理功能，
3、方便友好的操作方式，
4、强大的GIS功能
5、丰富的二次开发函数库
6、紧密的更新升级机制。

主要的板块有：1.影像处理工具箱模块，涵盖了常规影像处理功能，包括：大气校正、影像增强、影像滤波、影像变换、影像分类、影像融合、投影设置与变换、常用影像操作和其他影像处理等功能，是一个强大的影像数据处理模块。

2. 无人机数据处理，以无人机所获取影像为主要数据源，提供从相机畸变校正、空中三角测量到镶嵌成果生成的一整套解决方案，适合常规模式下的标准产品生产和应急模式下的快速影像处理。

3.雷达处理系统，根据雷达影像的传感器特征和雷达影像自身特点，设计了专门的雷达影像处理模块，用于雷达影像分析和处理操作，模块主要包括雷达数据的读取、入射角计算、纹理分析、坐标转换、模拟SAR影像、雷达影像的几何校正及多种雷达影像处理算法。

4.高光谱数据处理，将野外光谱数据分析技术与遥感数据的提取技术有机地统一起来，既能处理遥感图像数据又能分析野外实测光谱数据，可更精准地提取高光谱遥感图像数据中的各种信息。

软件主要侧重于典型地物（岩石（矿物）、土壤与植被）的野外光谱数据分析，通过数据的光谱曲线特征、傅里叶波形、二维散点图，波形参数与曲线特征的关系等研究不同地物的可识别特征。

5.泰坦影像分类模块，主要采用的是面向对象分类技术，图像分析的基本处理单元不是单个像素，而是影像分割后提取的影像对象。

相对于单个像素，均质的影像对象提供的除光谱特征外，还有形状、纹理等特征信息。

利用这些信息，可使地物目标分类识别更加详细、准确。

6.泰坦三维可视化处理，能把海量影像数据、地形数据、矢量数据、道路、植被、地物模型和动态模型等叠加到数字地球上，从而在数字地球上实现浏览，查
看三维虚拟景观的功能。

7.流程化定制模块，提供一个工作流处理的定制工具，提供了遥感图像常用操作和处理算法，用户只需根据数据处理的要求，很方便地定制所需的数据处理流程，系统即可根据用户的要求自动、批量地处理图像数据。

用户也可以根据数据处理要求的变化而相应地更改数据处理流程。

国外的软件包括：ERDAS，ENVI，PCI，像素工厂,ER MAPPER 等等，以ER MAPPER 为例，它主要的特点：1.独特的软件设计思想，算法概念贯穿整个图像处理过程，更适用于大型工程的图像处理作业；
2.遥感、GIS、数据库全面集成；
3.数据高比例压缩算法的应用，最大幅度的节约用户硬件投资；
4.全模块设计，满足用户各方面需；
5.完美良好的用户界面，易于使用的操作向导；
6.方便创新的用户开发环境。

主要功能有：小波压缩技术，图像拼接、匀色功能，地理配准，坐标、投影变换，批处理，三维显示，空间增强及滤波，图像分析，分类技术，栅格化及等高线的生成，专题制图等。

利用遥感影像制作正射影像地图技术：为了制作满足需要的数字正射影像图，必须分别对两部分数据进行正射纠正和配准，再进行分辨率融合，形成高分辨率空间信息和多光谱彩色信息的融合影像数据。

所以所选取的软件必须包含以下几个功能：1.全色波段卫星影像正射纠正；
2.多光谱影像数据配准；
3.影像分辨率融合；
4.影像增强与调色；
5.数字正射影像制图。