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| 編輯推薦： |
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《遥感数字图像处理教程》可作为遥感、地理、环境、测绘、土地、海洋、农业、地矿、水利、信息等学科的本科生和研究生教材，也可供资源环境、遥感和地理信息系统、计算机等领域研究人员和技术人员参考.9787030422828
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| 內容簡介： |
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《遥感数字图像处理教程》面向地理学发展和地理信息科学教学需要，阐述了遥感数字图像处理的概念和主要方法，覆盖了光学遥感数字图像处理的主要内容.《遥感数字图像处理教程》以图像的获取和存储、图像数字表示和描述、图像显示、图像校正、图像变换、滤波、图像分割、分类和遥感信息提取为主线，相关知识前后衔接清楚;各章节按“理论—基础—方法—应用”描述明确，便于理解和学习.
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| 目錄：
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丛书序
丛书前言
前言
第1章概论
1.1图像和遥感数字图像
1.2遥感数字图像处理
1.3数字图像处理的发展和两个观点
1.4基本理论和知识要求
1.5章节组织和内容安排
思考题
第2章遥感数字图像的获取和存储
2.1遥感图像的获取
2.2遥感图像类型
2.3遥感数字图像的级别和数据格式
2.4遥感数据检索
2.5图像的基本参数
2.6本书图像数据说明
思考题
第3章遥感数字图像的表示和度量
3.1遥感图像模型
3.2遥感图像的数字表示
3.3单波段图像的统计特征
3.4多波段图像的统计特征
3.5图像的度量和计算
3.6纹理
3.7遥感数字图像处理的对象
思考题
第4章图像显示和拉伸
4.1数字图像的显示
4.2图像的彩色合成
4.3图像拉伸
思考题
第5章图像校正
5.1辐射传输
5.2图像的辐射误差
5.3系统辐射校正
5.4传感器端的辐射校正
5.5大气校正
5.6地面辐射校正
5.7辐射定标和验证
5.8图像的几何误差
5.9几何校正的主要内容
5.10几何精纠正
思考题
第6章图像变换
6.1傅里叶变换
6.2波段运算
6.3KGL变换
6.4缨帽变换
6.5彩色变换
6.6数字图像融合
思考题
第7章图像滤波
7.1空间域滤波和频率域滤波
7.2图像平滑
7.3图像锐化
7.4频率域滤波
7.5同态滤波
思考题
第8章图像分割
8.1图像分割方法和流程
8.2灰度阈值法
8.3梯度法
8.4区域方法
8.5数学形态学方法
8.6区域标识
思考题
第9章遥感图像分类
9.1基本原理和方法
9.2像素间的相似性度量
9.3图像分类的工作流程
9.4非监督分类
9.5监督分类
9.6其他分类方法
9.7专家系统分类方法
9.8主要遥感图像分类方法总结
9.9图像分类后处理
9.10图像分类精度评估
9.11遥感专题制图
9.12提高分类精度的对策
思考题
第10章遥感信息提取
10.1概述
10.2图像特征
10.3单一目标物的遥感信息提取
10.4高光谱图像处理
10.5高空间分辨率图像处理
10.6面向对象的信息提取
10.7变化检测
思考题
主要参考文献
附录1遥感数字图像处理的软件
附录2配书光盘内容说明
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| 內容試閱：
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第1章 概 论
数字图像是以数字形式存储和表达的图像.遥感数字图像处理以物理学?地学?数学和计算机等知识为基础，处理方法的原理?工作流程以及不同方法的连接关系是图像处理的核心内容.
1.1 图像和遥感数字图像
1.1.1 图像和数字图像
依据冈萨雷斯 Gonzalez，2005的定义，图像是对客观对象的一种相似性的描述或写真，包含了被描述或写真对象的信息，是人们最主要的信息源.在英语词典中，有三个词与图像有关，即picture?image和patern.图像对应的英文词为image，指通过镜头等设备得到的视觉形象，或“以某一技术手段再现于二维画面上的视觉信息”，通俗地说就是通过技术手段把目标进行再现后产生的形象，“是二维数据阵列的光学模拟”.
根据人眼视觉的可视性将图像分为可见图像和不可见图像.可见图像包括图片?照片?素描和油画等，以及用透镜?光栅和全息技术产生的各种光学图像.不可见图像包括不可见光学成像如紫外线?红外线?微波成像和不可见的测量值如温度?压力?人口密度的分布图.
图像具有空间坐标和数值，根据其连续性，图像分为数字图像和模拟图像.数字图像指数字存储的?用计算机直接处理的图像，是空间坐标和图像数值不连续的?用离散数字表示的图像.在计算机内部，数字图像表现为二维阵列网格，属于不可见图像.模拟图像又称为光学图像，指空间坐标和图像数值连续变化的?计算机无法直接处理的图像，属于可见图像.
利用计算机技术，模拟图像与数字图像之间可以相互转换.模拟图像转变成数字图像称为模数转换，记作 AD转换;数字图像转变成模拟图像称为数模转换，记作 DA转换.
数字图像最基本的单位是像素.像素是 AD转换中的取样点，是计算机图像处理的最小单元;图像像素是长宽大小相等的方格，具有特定的空间位置和属性特征.像素的基本属性特征为像素值，其高低反映了图像的明暗程度和能量的高低.
1.1.2 遥感数字图像
地物能够反射?吸收?发射不同波长的电磁波，利用这种特性，遥感系统可以探测地物，获取遥感图像.
遥感数字图像emoesnigdgtlig是以数字形式存储和表达的遥感图像.rtesniiamae遥感数字图像中的像素值又称为亮度值或灰度值?灰度级.亮度值的高低由遥感传感器探测到的地物电磁波辐射强度决定.由于地物电磁波性质的差异和大气的影响，相同地点不同图像不同波段?不同时期?不同传感器的图像中的亮度值不同.
图像内的每个像素对应于三维世界里的一个实体纯像元?实体的一部分或多个实体混合像元 .在太阳的照射下 ，一些电磁波被这个实体反射 ，一些被吸收 .反射的电磁波与天空中大气的散射一起到达传感器被记录下来 ，成为特定像素点的像素值 .
遥感数字图像中 ，像素值是相对的 ，仅在图像内才能相互比较 .相同位置但不同日期和传感器获取的图像中的像素值无法直接比较 .只有当两景图像被同一物理过程获取 ，或者两景图像的亮度值经过标准化处理去除了不同物理过程的影响后 ，其像素值才可以进行比较 .
遥感数字图像与印刷照片 模拟图像 是两类不同的图像 ，其典型差异如表1.1所示 .
表1.1 遥感数字图像与印刷照片的差异
遥感数字图像是人类视觉的扩展 .一般认为 ，人类的视觉系统能够观测到的光谱范围为400 ~700 nm，灰阶为15 ~30级，对于25Hz以上的变化不敏感 ，观测到的空间范围受视场限制而有限 .此外 ，人眼没有经过校验 .遥感数字图像的传感器经过了定标而具有可供比较的标准 ，图像的波段为3到数千个 ，空间范围可从数厘米到数千公里 ，提供了不同级别和不同层次的对地观测结果 .人类视觉系统与遥感数字图像的紧密结合 ，极大地增强了分析处理大尺度复杂空间问题和环境问题的能力 .
1.2 遥感数字图像处理
1.2.1 遥感数字图像处理的内容
遥感数字图像处理是通过计算机图像处理系统对遥感数字图像中的像素进行系列操作的过程 .简单地说 ，图像处理就是对像素所施加的操作 ，处理的结果仍然为图像 .在狭义上 ，数字图像处理不同于数字图像分析 .数字图像分析是将像素值转换为其他含义量值的过程 .图像处理是图像分析必要的手段和步骤 .在广义上 ，数字图像处理包括了数字图像分析的部分内容 ，如图像分割和图像分类 .本书使用广义的数字图像处理概念 .遥感图像中包括了很多信息 .传统的模拟图像方式受媒介限制无法完全表述和处理这些信息 ，数字图像处理则有效地提高了处理精度和信息提取效率 .遥感数字图像处理的内容包括 :
1图像增强 :使用多种处理方法压抑?去除噪声 ，增强显示图像整体或突出图像中特定地物的信息 ，使图像更容易理解?解译和判读 .这些处理方法包括彩色合成?图像拉伸?波段运算?图像平滑?锐化?图像融合等 .
图像增强着重于特定的图像特征 ，在特征提取?图像分析和图像显示中非常重要 .增强
过程本身不会增加信息 ，但改变了表达方式 ，突出了特定的图像特征 ，使得图像更易于可视化解释和理解 .图像增强常通过人机交互进行 ，使用的算法取决于具体应用 .
2图像校正 :图像校正也称图像恢复?图像复原 ，主要是对传感器或环境造成的图像退化进行模糊消除?噪声滤除?几何失真或非线性校正 .校正方法除了图像增强中的一些方法外 ，还包括辐射校正和几何纠正 .在进行信息提取前 ，有必要对遥感图像进行不同程度的校正处理 ，以使图像信息尽可能地反映实际地物的辐射信息?空间信息和物理过程 .
3信息提取 :是指根据地物光谱特征和几何特征 ，确定提取规则 ，并以此为基础从校正后的遥感图像中提取各种有用信息的过程 .主要处理方法包括图像分割?图像分类?变化检测等 ，处理结果为遥感专题图 .
遥感数字图像处理是遥感对地观测过程的一个重要组成部分 图1.1 ，处理结果直接为资源管理?规划等提供数据服务 ，为发展新的对地观测技术提供基础依据 .
图1.1 遥感对地观测与图像处理
1.2.2 遥感数字图像处理系统
数字图像处理需要借助于图像处理系统来完成 .完整的遥感数字图像处理系统包括硬件系统和软件系统两部分 .硬件系统是进行图像处理所必需的设备 .软件系统指进行图像处理的各种程序 .
1.硬件系统
遥感数字图像处理的硬件系统包括五部分 :计算机?数字化设备?存储设备?显示和输出设备?操作台 .
1计算机
计算机是图像处理的核心 ，大容量内存和高速 CPU有助于加快处理进度 .常用的计算机有个人计算机?图形工作站和小型机 .苹果计算机由于具有严格的色彩管理体系 ，是图像处理的首选 .
计算机内存提供了快速的数据存取能力 .目前 ，32位操作系统的计算机支持的内存最大为4G ，64位操作系统的计算机内存可以达到32G以上 .内存容量越大 ，图像处理的效率越高 .对于大量的遥感数据 ，使用64位操作系统进行图像处理是必要的 .
2数字化设备
为了采集数字图像 ，需要两种装置 :一种是传感器 ，它把接收到的电磁辐射能量转变成与能量成正比的 模拟 电信号 ;另一种是数字化设备 ，把上述 模拟 电信号或模拟图像转换成数字 离散 的形式 .这些设备安装在遥感系统的遥感平台上 .
在桌面上 ，目前数字化设备有电荷耦合器件照相机 数码相机?带有显像管的视频摄像机数码摄像机 和扫描仪等 .对于打印输出后的图像 ，需要用户使用数字化设备 一般是扫描设备 转换为数字图像后才能进行处理 .
3存储设备
遥感数字图像本身和处理结果需要大容量存储设备来保存 .数据存储与数据类型密切相关，例如 ，存储一幅1024K字节的8位图像需要1MB的存储空间 .一景正常的包括7个波段的 Landsat5的 TM图像文件至少要占用200MB的存储空间 ，高光谱图像则可能占用超过1GB的存储空间 .
典型的存储设备包括磁盘?光盘?光盘塔?磁带等 .为了加快数据的处理和存取效率 ，有必要使用固态硬盘作为临时的数据存取盘 .对于高效的图像处理 ，磁盘阵列是最好的选择 .
光盘可存储 GB级的数据 ;一个光盘塔可包含几十到几百张光盘 .磁盘的存储容量为 TB级.磁带以顺序方式存取数据 ，可存储 GB到 TB级的数据 ;容量大?价格低廉 ，是长期保存数据的主要方式 ，现在仍在使用 .
4显示和输出设备
显示器是基本的图像输出设备 .专业的高分辨率 例如4K 大尺寸显示器和多屏显示器有助于提高图像的处理效率 .为了保证显示结果的可比性 ，显示器需要定期进行专业的色彩校正 .
显示的图像可以通过硬拷贝转换到幻灯片?照片或透明胶片上 .
打印设备用于输出图像到特定的媒介上 .设备不同 ，输出图像的分辨率和色彩不同 .在打印前需要对相关的设备进行统一的色彩校正 .随着新型打印技术 热敏?激光?喷墨等 的成熟 ，高分辨率大幅面彩色图像的打印输出成为主要趋势 .
5操作台操作台是安置数字化设备?输出设备和图像处理设备的辅助平台 .良好的图像处理环境应该通风?适当避光 ，以保证图像处理的质量 .
2.软件系统
遥感数字图像处理系统由图像处理控制程序?管理程序和图像处理功能模块组成 .除了专业的遥感图像处理系统如 ERDAS?PCI?ENVI外，还有各种面向专业应用领域的图像处理软件包和高级语言程序库等 .
遥感数字图像处理系统的典型功能包括 :①不同传感器图像数据的存取和转换 ;②几何校正 ;③辐射校正 ;④图像增强处理 ;⑤统计分析 ;⑥图像变换 ;⑦图像分类 ;⑧专题制图;⑨专业工具 ，如高光谱图像处理?地形分析?雷达图像处理工具等 .
与办公软件相比 ，图像处理系统中的各个功能模块显得比较分散 ，各个菜单之间的联系不紧密 .从某种意义上看 ，图像处理系统是一个综合的工具箱 ，工作流程需要结合工作要求来确定 .实际工作中的图像处理往往是多个功能菜单的联合应用 ，只有熟练掌握了图像处理的基本原理 ，才能用好图像处理系统 .
1ERDASIMAGINE遥感图像处理系统
ERDASIMAGINE是美国 Intergraph公司的遥感图像处理系统 ，包括面向多种应用领域的产品模块?不同层次用户的模型开发工具 .2014年该软件的最高版本号为2014 ERDASIMAGINE2014 .
ERDASIMAGINE运行于 UNIX或 Windows操作系统上 ，产品按照模块组成和用户类型进行划分 .用户可根据自己的应用要求选择不同功能模块进行组合 ，以充分利用软硬件资源 .ERDASIMAGINE系统中最突出的特色是专家模型系统?可视化建模工具和与 ArcGGIS软件的兼容和集成. ERDASIMAGINE系统是基于文件的图像处理，每次图像处理的结果都保存到磁盘文件中.因此，实际图像处理时需要预留较大的存储空间.网址:htp:www.hexagongeospatial.comproductsremoteGsensingerdasGimagine2ENVI遥感图像处理系统 ENVIenvironmentforvisualizingimages是美国 Exelis公司的遥感图像处理系统，是处理?分析并显示多光谱数据?高光谱数据和雷达数据的工具.2014年软件的最高版本号为5.1，可以与 ArcGIS集成应用.
ENVI包含齐全的遥感图像处理功能，如几何校正?定标?多光谱图像分析?高光谱分析?雷达分析?地形地貌分析?GPS连接?正射图像图制作?三维景观生成?数据输入输出等.ENVI支持多种操作系统如 Windows?UNIX?Linux?MacOS及 OpenVMS，最突出的特色是丰富的高光谱数据处理工具和内嵌的IDL开发语言.IDL语言降低了系统扩展的门槛，可以有效地提高工作效率.
ENVI的处理结果可以存入硬盘也可以临时存入内存，增加了处理的便捷性.配置大内存的计算机系统可以有效地提高 ENVI的图像处理效率.网址:htp:www.exelisvis.comProductsServices.aspx3PCIGeo
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