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：11716

遙感技術(shù)自20世紀60年代興起以來，被應(yīng)用于各種傳感儀器對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

那對遙感圖像處理可以達到什么目的呢？

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

②利用增強技術(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進一步理解、分析和判別經(jīng)過處理后的圖像，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（見數(shù)據(jù)釆集和處理）。

遙感數(shù)據(jù)處理過程

多譜段遙感信息的處理過程是：

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

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

③精處理：消除遙感平臺隨機姿態(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大氣層時受到不同散射而引起的畸變，稱為大氣校正。

④信息提取：按用戶要求進行多譜段分類、相關(guān)掩模、假彩色合成、圖像增強、密度分割等。

⑤信息綜合：將地面實況調(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越科學(xué)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波、分形、認知模型、地學(xué)專家知識以及影像處理系統(tǒng)的集成等信息模型和技術(shù)，會大大提高多源遙感技術(shù)的融合、分類識別以及提取的精度和可靠性。統(tǒng)計分類、模糊技術(shù)、專家知識和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類有機結(jié)合構(gòu)成一個復(fù)合的分類器，大大提高分類的精度和類數(shù)。多平臺、多層面、多傳感器、多時相、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)的開發(fā)應(yīng)用也有待進一步研究。

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生產(chǎn)比單一數(shù)據(jù)包含更多細節(jié)的融合數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)來自于安放在衛(wèi)星、飛行器和地面平臺上的傳感器。融合技術(shù)已成功應(yīng)用于空間和地球觀測領(lǐng)域，計算機視覺，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

遙感技術(shù)正在進入一個能夠快速準確地提供多種對地觀測海量數(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，目前又將達到一個新的高潮。

這種發(fā)展主要表現(xiàn)在以下4個方面：

1. 多分辨率多遙感平臺并存

空間分辨率、時間分辨率及光譜分辨率普遍提高。目前，國際上已擁有十幾種不同用途的地球觀測衛(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。

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

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)研究向多時相的動態(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別精度。另外，通過遙感的定量分析，實現(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。多時相遙感的動態(tài)監(jiān)測，可獲取我國當前城市化過程、耕地面積和生態(tài)環(huán)境變化的基本資料。與此同時，國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)遙感時代的到來

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

通過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)于實際應(yīng)用，就必須對這些原始的遙感數(shù)據(jù)進行相應(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，而計算機數(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，目前被廣泛采用。

數(shù)字圖像處理的可能形式實際上是無限的，然而，這些通過計算機進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)的噪音而進行的處理。

二，圖像增強，應(yīng)用于圖像數(shù)據(jù)的增強處理是為了在以后進行的可視化解譯時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，能夠提供鑒別和測定這些地物相關(guān)特征的機會。

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)和地理測量的生物物理特征及現(xiàn)象聯(lián)系起來。例如，遙感數(shù)據(jù)可用于評估諸如莊稼產(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)是圖像處理進一步要研究的主題。

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