遥感教程第1-12页¶
At this point we turn to a more intense examination of computer-based procedures for working with the digital data acquired by remote sensors. The three general types of image processing are introduced. The programs that convert the raw DN values from individual bands into photographs or computer displays often yield visually poor products, especially if there is a narrow range of DN�s and/or an even narrower range dominates as a single histogram peak. This is improved, often greatly, by applying standard or specialized processing procedures. On this page, the first step in optimizing the data, especially for pictorial purposes, in called Preprocessing.
一些基本的图像处理程序¶
遥感的根源可以追溯到地面和航空摄影。但是，随着两项主要技术的或多或少同时发展，现代遥感技术真正腾飞了：1）精密光电传感器的发展（见 page I-5a ）在空中和空间平台上运行的数据，以及2）以正确的格式对数据进行数字化，以便由通用的基于计算机的程序进行处理和分析。今天，遥感数据的分析人员将大部分时间花在计算机站上，如下图所示，但仍然使用经过计算机处理的实际图像（以照片形式）。
现在你已经看到了单独的陆地卫星专题地图绘制器（TM）波段和彩色合成物，它们已经将你介绍给我们的研究图像，我们准备研究基于计算机的处理程序在突出和提取场景内容信息方面的作用，也就是说，识别材料、物体、特征和类别的定义、外观和标识（这些一般术语都指场景中特定的空间和光谱实体）。本文对数字图像处理中涉及的主要思想进行了非常有益的总结。 Volume 3 在本教程的概述中首次引用了遥感核心课程。 Jan Husdal 已经产生了一个很好的互联网站点，值得访问，以获得更多的图像处理（但在您试图通过“后退”按钮离开后，它可能会“粘”在屏幕上）。另一个有用的概述教程已经由切萨皮克湾研究所在 Towson University 在马里兰州。第7章图像处理，来自Floyd Sabins，Jr.关于遥感的优秀文本，已在网上转载。 site . 在本教程附录B的前五页中，还有一些关于基本处理的有用补充意见。
下表总结了计算机处理的优点以及常见的程序或方法：
加工程序分为三大类： 图像恢复（预处理）；图像增强；分类和信息提取 . 本页将讨论其中的第一个问题。我们将在接下来的两页中讨论对比度拉伸、密集切片和空间过滤；在本教程的其他部分中，将考虑生成立体对、透视图和马赛克。在信息提取中，比例分析和主成分分析具有增强元素，但会导致图像被直接解释为类和特征的识别和识别。也包括在第三类中，但在本节之外处理的是变更检测。模式识别通常与此类关联。
关于我们之前提到的参数的一个词（例如，首先 page I-5a 在本节开头），即术语的含义 数字号码 或dn。我们已经说过，辐射度，如反射和发射率，在连续的数值范围内变化，在最初由使用中的传感器测量后，在航天器上被数字化。地面仪器数据也可以在采集时数字化。或者，通过常规摄影获得的图像能够数字化。dn只是基于2的幂的一组数字中的一个，例如26 或64。例如，如果传感器信号是在特定波长或波长间隔内计数的光子转换信号，则可以将仪表范围内的辐射范围记录为可变电压。传感器响应能力的下限和上限构成所选DN范围的最终成员。根据所选的数字化范围，电压被分成相等的整数单位。因此，陆地卫星TM波段可以将其电压值（可测量的最大值和最小值）细分为2。8 或256个相等单位。这些是任意设置为0的最低值，所以范围是0到255。
预处理
预处理是一组重要且多样的图像准备程序，用于抵消波段数据的问题，并重新计算最小化这些问题的dn值。优化这些值的程序包括大气校正（由于大气本身的辐射影响表面材料的dns，包括衰减和散射）；太阳光几何；表面诱导的几何畸变；航天器速度和姿态变化（横摇、纵摇和横摆）；地球自转、仰角、曲率（包括倾斜效应）、仪器性能异常（探测器响应和扫描模式的不规则性，如反射镜振荡的变化）；特定扫描线的丢失（需要解写），以及其他。一旦对原始数据进行了调整，这些调整就需要适当的辐射测量和几何校正。
重采样 是一种通常用于为单个像素生成更好的dn值估计的方法。在应用了各种几何校正和平移之后，净效应是像素的重新分布涉及到它们的空间位移到新的、更精确的相对位置。然而，移位像素的辐射测量值不再代表真实世界的值，如果新像素阵列可以被扫描仪重新发送，将获得这些值（如果传感器是电荷耦合设备，这种情况会有所缓解）。 [CCD] ；见第3节）。原始像素中表面对象或材料的特定混合有所变化（取决于像素大小、类的数量及其在像素中的比例、这些特征在相邻像素中的延续程度） [池塘可能在一个或几个像素范围内；森林可以分布在许多相邻的像素范围内。] ）简单来说，校正导致了一个像素，在采样覆盖地面A时，该像素被移动到一个具有值的位置，但如果位置正确，则应表示地面B。
通过一些数学重采样技术，对接近b条件的新亮度值（作为dn）进行了估计。通常使用三种采样算法：
在最近邻技术中，变换后的像素取预移位阵列中最近像素的值。在双耳内插法中，使用变换后输出像素周围4个像素的dns平均值。三次卷积技术平均16个最近的输入像素；这通常导致最清晰的图像。
由于预处理是一个广泛的主题，需要开发一个广泛的背景，我们将省略这里的进一步讨论。相反，我们将在概述和附录B中列出的任何教科书中对这一主题进行更详细的论述。