十分鐘讓你了解遙感數(shù)據(jù)處理

發(fā)布日期：2018-10-17 00:00 瀏覽量：11155

遙感技術(shù)自20世紀(jì)60年代興起以來(lái)，被應(yīng)用于各種傳感儀器對(duì)電磁輻射信息的收集、處理，并最后成像。遙感信息通常以圖像的形式出現(xiàn)，故這種處理也稱遙感圖像信息處理。

遙感影像.jpg

那對(duì)遙感圖像處理可以達(dá)到什么目的呢？

①消除各種輻射畸變和幾何畸變，使經(jīng)過(guò)處理后的圖像能更真實(shí)地表現(xiàn)原景物真實(shí)面貌；

②利用增強(qiáng)技術(shù)突出景物的某些光譜和空間特征，使之易于與其它地物的K分和判釋；

③進(jìn)一步理解、分析和判別經(jīng)過(guò)處理后的圖像，提取所需要的專題信息。遙感信息處理分為模擬處理和數(shù)字處理兩類（見(jiàn)數(shù)據(jù)釆集和處理）。

遙感數(shù)據(jù)處理過(guò)程

多譜段遙感信息的處理過(guò)程是：

①數(shù)據(jù)管理：地面臺(tái)站接收的原始信息經(jīng)過(guò)攝影處理、變換、數(shù)字化后被轉(zhuǎn)換成為正片或計(jì)算機(jī)兼容的磁帶，將得到的照片裝訂成冊(cè)，并編目提供用戶選用。

②預(yù)處理：利用處理設(shè)備對(duì)遙感圖像的幾何形狀和位置誤差、圖像輻射強(qiáng)度信息誤差等系統(tǒng)誤差進(jìn)行幾何校正和輻射校正。

③精處理：消除遙感平臺(tái)隨機(jī)姿態(tài)誤差和掃描速度誤差引起的幾何畸變，稱為幾何精校正；消除因不同譜段的光線通過(guò)大氣層時(shí)受到不同散射而引起的畸變，稱為大氣校正。

④信息提?。喊从脩粢筮M(jìn)行多譜段分類、相關(guān)掩模、假彩色合成、圖像增強(qiáng)、密度分割等。

⑤信息綜合：將地面實(shí)況調(diào)查與不同高度、不同譜段遙感獲得的信息綜合編輯，并繪制成各種專題圖。

遙感信息處理方法和模型越來(lái)越科學(xué)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波、分形、認(rèn)知模型、地學(xué)專家知識(shí)以及影像處理系統(tǒng)的集成等信息模型和技術(shù)，會(huì)大大提高多源遙感技術(shù)的融合、分類識(shí)別以及提取的精度和可靠性。統(tǒng)計(jì)分類、模糊技術(shù)、專家知識(shí)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類有機(jī)結(jié)合構(gòu)成一個(gè)復(fù)合的分類器，大大提高分類的精度和類數(shù)。多平臺(tái)、多層面、多傳感器、多時(shí)相、多光譜、多角度以及多空間分辨率的融合與復(fù)合應(yīng)用，是目前遙感技術(shù)的重要發(fā)展方向。不確定性遙感信息模型和人工智能決策支持系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用也有待進(jìn)一步研究。

多源遙感數(shù)據(jù)融合

遙感數(shù)據(jù)融合技術(shù)旨在整合不同空間和光譜分辨率的信息來(lái)生產(chǎn)比單一數(shù)據(jù)包含更多細(xì)節(jié)的融合數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來(lái)自于安放在衛(wèi)星、飛行器和地面平臺(tái)上的傳感器。融合技術(shù)已成功應(yīng)用于空間和地球觀測(cè)領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)視覺(jué)，醫(yī)學(xué)影像分析和防衛(wèi)安全等眾多領(lǐng)域。

遙感數(shù)據(jù)處理的發(fā)展趨勢(shì)

遙感技術(shù)正在進(jìn)入一個(gè)能夠快速準(zhǔn)確地提供多種對(duì)地觀測(cè)海量數(shù)據(jù)及應(yīng)用研究的新階段，它在近一二十年內(nèi)得到了飛速發(fā)展，目前又將達(dá)到一個(gè)新的高潮。

這種發(fā)展主要表現(xiàn)在以下4個(gè)方面：

1. 多分辨率多遙感平臺(tái)并存

空間分辨率、時(shí)間分辨率及光譜分辨率普遍提高。目前，國(guó)際上已擁有十幾種不同用途的地球觀測(cè)衛(wèi)星系統(tǒng)，并擁有全色0．8～5m、多光譜3．3～30m的多種空間分辨率。隨著遙感應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Ω叻直媛蔬b感數(shù)據(jù)需求的增加及高新技術(shù)自身不斷的發(fā)展，各類遙感分辨率的提高成為普遍發(fā)展趨勢(shì)。

2. 微波遙感、高光譜遙感迅速發(fā)展

微波遙感技術(shù)是近十幾年發(fā)展起來(lái)的具有良好應(yīng)用前景的主動(dòng)式探測(cè)方法。微波具有穿透性強(qiáng)、不受天氣影響的特性，可全天時(shí)、全天候工作。微波遙感采用多極化、多波段及多工作模式，形成多級(jí)分辨率影像序列，以提供從粗到細(xì)的對(duì)地觀測(cè)數(shù)據(jù)源。成像雷達(dá)、激光雷達(dá)等的發(fā)展，越來(lái)越引起人們的關(guān)注。不斷提高傳感器的性能指標(biāo)，研制出新型傳感器，開(kāi)拓新的工作波段，獲取更高質(zhì)量和精度的遙感數(shù)據(jù)是今后遙感發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)。

3. 遙感的綜合應(yīng)用不斷深化

目前，遙感技術(shù)綜合應(yīng)用的深度和廣度不斷擴(kuò)展，表現(xiàn)為從單一信息源分析向包含非遙感數(shù)據(jù)的多源信息的復(fù)合分析方向發(fā)展；從定性判讀向信息系統(tǒng)應(yīng)用模型及專家系統(tǒng)支持下的定量分析發(fā)展；從靜態(tài)研究向多時(shí)相的動(dòng)態(tài)研究發(fā)展。

地理信息系統(tǒng)為遙感提供了各種有用的輔助信息和分析手段，提高了遙感信息的識(shí)別精度。另外，通過(guò)遙感的定量分析，實(shí)現(xiàn)了從區(qū)域?qū)ｎ}研究向全球綜合研究發(fā)展，從室內(nèi)的近景攝影測(cè)量到大范圍的陸地、海洋信息的采集乃至全球范圍內(nèi)的環(huán)境變化監(jiān)測(cè)。多時(shí)相遙感的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，可獲取我國(guó)當(dāng)前城市化過(guò)程、耕地面積和生態(tài)環(huán)境變化的基本資料。與此同時(shí)，國(guó)際上相繼推出了一批高水平的遙感圖像處理商業(yè)軟件包，用以實(shí)現(xiàn)遙感的綜合應(yīng)用。其主要功能包括影像幾何校正與輻射校正、影像增強(qiáng)處理與分析、遙感制圖、地理信息分析、可視化空間建模等。

4. 商業(yè)遙感時(shí)代的到來(lái)

隨著衛(wèi)星遙感的興起，計(jì)算機(jī)與通信技術(shù)的進(jìn)步以及各時(shí)期軍事情報(bào)部門(mén)的需要，數(shù)字成像技術(shù)有了極大的提高。世界各主要航天大國(guó)相繼研制出各種以對(duì)地觀測(cè)為目的的遙感衛(wèi)星，并逐步向商用化轉(zhuǎn)移。因此，國(guó)際上商業(yè)遙感衛(wèi)星系統(tǒng)得到了迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界特別是私營(yíng)企業(yè)直接參與或獨(dú)立進(jìn)行遙感衛(wèi)星的研制、發(fā)射和運(yùn)行，甚至提供端對(duì)端的服務(wù)，也是目前遙感發(fā)展的一大趨勢(shì)。

通過(guò)傳感器裝置得到的數(shù)據(jù)是包含重要信息的原始遙感數(shù)據(jù)，要使這些重要信息能夠服務(wù)于實(shí)際應(yīng)用，就必須對(duì)這些原始的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，提取各種重要的專題信息，如土地建設(shè)情況、植被覆蓋率、農(nóng)作物產(chǎn)量和水深等等。遙感圖像處理可以采取光學(xué)處理和數(shù)字處理兩種方式，而計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理由于其可重復(fù)性好、便于與GSI結(jié)合等特點(diǎn)，目前被廣泛采用。

數(shù)字圖像處理的可能形式實(shí)際上是無(wú)限的，然而，這些通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助處理的類型可以歸納為以下七種主要類型的一種或幾種:

一，圖像校正與恢復(fù)，這種類型的處理包括輻射糾正、幾何糾正以及消除數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的噪音而進(jìn)行的處理。

二，圖像增強(qiáng)，應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)的增強(qiáng)處理是為了在以后進(jìn)行的可視化解譯時(shí)能有效地顯示或記錄圖像數(shù)據(jù)。通常，圖像增加包括增加圖像的地物特征在視覺(jué)上的差異，其目的是為了創(chuàng)建一幅“新的”圖像，以增大用于可視化解譯的信息量。

三，圖像分類，利用遙感圖像的主要目的是為了提取各種信息，一些特定的變換可以用于提取信息，但是最主要的手段則是通過(guò)遙感圖像分類(Classification)。

四，數(shù)據(jù)的復(fù)合與GIS的綜合，數(shù)據(jù)合并的目的常常是將遙感數(shù)據(jù)與GIS中其他信息資源相結(jié)合。例如，遙感圖像數(shù)據(jù)常常與土壤、地形、物主、行政分區(qū)等輔助信息結(jié)合。

五，高光譜圖像分析，高光譜傳感器與其他光學(xué)傳感器不同，高光譜傳感器通常生產(chǎn)相鄰的、高分辨率的輻射率光譜，而不是在孤立的、很寬的光譜帶上生產(chǎn)離散的平均輻射率，能夠提供鑒別和測(cè)定這些地物相關(guān)特征的機(jī)會(huì)。

六，生物物理建模，目的是把由遙感系統(tǒng)定量記錄的數(shù)字化數(shù)據(jù)和地理測(cè)量的生物物理特征及現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)。例如，遙感數(shù)據(jù)可用于評(píng)估諸如莊稼產(chǎn)量、污染物濃度、水深這樣的變化參數(shù)。

七，圖像傳輸與壓縮，隨著可獲取的遙感圖像數(shù)據(jù)的大量增加，以及從因特網(wǎng)上分發(fā)數(shù)據(jù)的增加，圖像壓縮技術(shù)是圖像處理進(jìn)一步要研究的主題。

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