遥感数字图像处理实验课教案模板

毕节学院

教师教案

（2012～2013学年第1学期）

课程名称：遥感数字图像处理

英文名称：Remote sensing digital image processing

课程编号：2812230

课程类别：

专业方向选

修课

学分： 1

总学时：34 理论学时：实验学时：34 授课班级：地理科学2010级

任课教师：任金铜职称: 助教

所在学院：地理与生命科学学院

一、实验项目、内容及学时分配

二使用教材及主要参考书目、参考文献等

1、教材：

邓书斌.ENVI遥感图像处理方法[M].北京:科学出版社,2010.06

2、主要参考书：

[1]李小娟、刘晓萌等.ENVI遥感影像处理教程[M]. 北京：中国环境科学出版社，2007

[2]赵文吉、段福州等.ENVI遥感影像处理专题与实践[M]. 北京：中国环境科学出版社，2007

三成绩考核办法

1、成绩考核采用百分制记分， 60分以上取得该实验课程的学分

2、平时成绩70%（包括考勤、预习、实验操作、实验报告等）

3、期终考核30%

4、综合考核成绩=平时成绩×70%+学期考核×30%

教学进度计划表

实验一软件基础（一）（2学时）

一、实验类型

基础性

二、实验目的

1、了解遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点

2、了解软件的文件系统和存储

3、掌握软件常用系统配置

三、实验原理

ENVI作为遥感数字图像处理的主流软件之一，其软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、定标、图像增强、纠正、正射校正、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类等。

ENVI栅格文件格式：ENVI使用的是通用栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件和一个相关的ASCII的头文件。

常用系统配置包括常用参数的选择、用户自定义文件、默认文件目录的配置等。这些配置可以方便用户对软件的定制，选择合适的配置适合用户的使用习惯。

四、实验仪器设备、实验材料及药品

计算机、ENVI4.8软件

五、实验重点

软件的文件系统和存储；软件常用系统配置

六、实验难点

文件的存储及软件常用系统配置

七、实验内容、方法及步骤

1、实验内容：

（1）遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点

（2）遥感数字图像处理软件的文件系统和存储

（3）遥感数字图像处理软件的软件常用系统配置

2、实验方法

讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法

3、实验步骤

（1）通过讲授法介绍遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点

（2）通过讲授法、多媒体演示教学法引导学生学习遥感数字图像处理软件的文件系统和存储

①主菜单界面

主菜单——File——Save File As，将图像按照需要的格式进行存储，保存为原始数据，没有拉伸等增强处理

②主图像窗口

主菜单——File——Save Images As，将图像按照需要的格式进行存储，存储的图像是显示的图像样式。

主菜单——File——Save Zoom As，将Zoom窗口显示的图像按照需要的格式进行存储，存储的图像是显示的图像样式。

③其他窗口下的文件存储

主菜单——Map——Mosaicing的镶嵌窗口下：Apply；Save Template等；Classification等功能下：Output Result to等。这些结果经过了重采样处理。

（2）通过讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法等引导学生了解常用系统配置：

①安装目录结构：

ENVI的所有文件及文件夹保存在Home\ITT\IDL71\products\envi48

②常用参数选择：

ENVI主模块——File——Preferences，在System Preferences对话框中可以浏览和更改ENVI系统的当前配置信息。这些配置参数保存在Menu文件夹下的envi.cfg文件中。

可以设置的参数包括用户自定义文件、默认文件目录、显示设置、绘图默认参数、网格线默认参数、先前文件列表参数和其他项。

六、注意事项

1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套

2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁

3、在教师的指导下进行实验

七、作业

1、复习本次课程的主要内容

2、预习下次课程内容，了解ENVI主菜单的基本功能

八、板书提要

软件基础（一）

1、软件的背景

2、软件的功能及特点

3、软件的文件系统和存储

4、软件常用系统配置

实验二软件基础（二）（2学时）

一、实验类型

基础性

二、实验目的

1、了解主菜单及其功能

2、熟悉遥感数字图像数据输入与输出

3、掌握文件列表管理及其操作

4、熟悉显示窗口功能

三、实验原理

ENVI的图像用户界面可以是水平的菜单样式或者垂直的按钮样式，两种样式可以通过鼠标点击菜单条的边角拖放来改变，也可以在参数选择中设置一种为默认样式。

标准的ENVI主菜单包括12项下拉菜单，每个下拉菜单都是有一系列的命令组成。ENVI支持90多种图像以及矢量数据格式的输入，多种格式图像文件的直接调入以及30多种格式的输出。

可用波段列表是用于存储ENVI图像文件和显示图像文件的主要控制对话框。无论何时何地打开一个图像文件，可用波动列表将同步出现打开文件的波段和信息。可通过该列表实现显示灰度后彩色图像、启动新的显示窗口、打开新文件、关闭文件、浏览头文件、浏览显示波段的信息、根据波长定位波段等操作。

ENVI的显示窗口是显示栅格图像、注记文件、ROI等数据层的主要窗口，也是实现人机互动的重要途径。

四、实验仪器设备、实验材料及药品

多媒体投影仪、计算机、ENVI4.8软件

五、实验重点

1、遥感数字图像数据输入与输出

2、文件列表管理及其操作

3、熟悉显示窗口功能

六、实验难点

1、文件列表管理及其操作

2、熟悉显示窗口功能

七、实验内容、方法及步骤

1、实验内容：

（1）主菜单及其功能

（2）遥感数字图像数据输入与输出

（3）文件列表管理及其操作

（4）显示窗口功能

2、实验方法

讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法

3、实验步骤

（1）通过讲授法介绍遥感数字图像处理软件主菜单及其功能，并同步学生一起操作

（2）通过讲授法、多媒体演示教学法引导学生学习常见遥感数字图像数据输入与输出，并同步学生一起操作

①常见数据的输入

主菜单——File——Open Image File，打开ENVI图像文件或其他已知格式的二进制图像文件。

如果在打开一个ENVI支持的文件时出现“Header Info”对话框，选择External File来代替Open Image File

②常见数据的输出

在ENVI中为了提高处理速度，会将输入的任何数据格式经过处理后生成ENVI自己的格式，虽然很多处理过程的图像输出对话框中可以修改其他后缀名，如.tif等，实际输出的图像还是ENVI标准栅格格式，其输出其他栅格格式可以选择以下两种方式：

主菜单——File——Save File As——选择相应的输出格式，在选择对话框

中选择输出的文件，单击ok按钮打开输出路径选择框。

Display显示窗口：

保存整个图像：Display窗口——File——Save Images As——Image，打开Output Display to Image File对话框

保存放大窗口中的图像：Display窗口——File——Save Zoom As——Image File,将Zoom窗口显示的图像按照选择的格式输出

（3）通过讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法等使学生掌握文件列表管理及其操作：

①打开可用波段列表：

ENVI主菜单——Window——Available Bands List

②可用文件列表：

ENVI主菜单——Window——Available Files List或者在Available Bands List对话框中单击File——Available Files List

③编辑头文件：

主菜单——Files——Editing Header Files，选择相应文件；

右键单击Available Bands List对话框上文件层，在弹出快捷菜单中选择Edit Header；

单击Available Files List对话框中Options——Edit Header

选择其中一种方式打开文件编辑器。

（4）通过讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法等使学生了解显示窗口功能：

当打开一个栅格文件时，一般会自动打开一个显示窗口，也可以随时打开一个新的空白显示窗口，可选择方式：

主菜单——Window——Start New Display Window；

在Available Bands List对话框中，单击Display#n再选择New Display；

从显示窗口中，单击Window——Start New Display Window

六、注意事项

1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套

2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁

3、在教师的指导下进行实验

七、作业

1、复习本次课程的主要内容

2、预习下次课程内容，了解ENVI主菜单的基本操作

八、板书提要

软件基础（二）

（1）主菜单及其功能

（2）遥感数字图像数据输入与输出

（3）文件列表管理及其操作

（4）显示窗口功能

实验三数据显示操作（2学时）

一、实验类型

基础性

二、实验目的

1、主图像窗口菜单操作

2、快捷菜单操作

3、ENVI Zoom

三、实验原理

ENVI主图像窗口中的File菜单所对应的下拉菜单包含9项命令，菜单中包含各项命令及其功能有：保存显示图像、Overlay菜单操作等。

快捷菜单的操作是在显示窗口中单击右键，可以打开快捷菜单。

ENVI Zoom视窗可在单一窗口中显示多幅图像，并且支持矢量和标注的叠加显示，用户可以更加方便地对影像进行缩放和平移操作

四、实验仪器设备、实验材料及药品

多媒体投影仪、计算机、ENVI4.8软件

五、实验重点

主图像窗口菜单操作

六、实验难点

主图像窗口菜单功能及操作

七、实验内容、方法及步骤

1、实验内容：

（1）主图像窗口菜单操作

（2）快捷菜单操作

（3）ENVI Zoom

2、实验方法

讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法

3、实验步骤

（1）通过讲授法介绍遥感数字图像处理软件主图像窗口菜单操作及其功能，并同步学生一起操作

①File菜单：

主图像窗口中的File菜单所对应的下拉菜单包含9项命令，其中3项包括二级菜单。

保存显示图像：利用主图像窗口中的Save Image As菜单命令，可以讲主图像窗口中经过颜色调整或图像增强等处理后的效果图保存为图像文件。

②Overlay菜单操作：

●注记层：

注记数据层是ENVI的一个数据类型，后缀名为.ann。

注记数据层是注记要素的集合，包括文本、符号、图形（矩形、椭圆、多边形、折线、箭头）、比例尺、磁偏角、图像、图表等要素。对于专题分类图，还可以添加分类注记。

可以选择在主图像窗口、滚动窗口、放大窗口或者虚拟的边界中放置标注，并且支持中文标注。可以从以下途径打开Annotation功能：

在显示窗口中，Overlay——Annotation；

在任意的绘图窗口中，Options——Annotation；

在矢量显示窗口中，Options——Annotation Plot。

注记文件的生成过程：

显示图像文件，打开Annotation工具对话框；

选择注记类型，设置相应参数，添加注记；

编辑注记；

保存注记。

●分类结果：

使用Classification菜单，可以在一个显示窗口中把分类图叠加在一幅灰阶或彩色图像上，控制叠加显示哪些类，编辑分类颜色和名称、合并类，以及通过添加、删除或移动类间的像元对类进行编辑，对分类结果做统计分析等，可以保存对分类图像所做的更改。

显示一幅分类结果所在区域的图像，选择主图像窗口——Overlay——Classification，在弹出对话框中选择相应的分类结果。

●等值线：

使用Contour Lines菜单选项，可以将等值线叠加在一幅图像上，也可以从一幅显示的图像或另外的图像上生成等值线，叠加在相互配准的图像上，可以自动对等值线标注。

显示一幅图像（如DEM数据），选择主图像窗口——Overlay——Contour Lines，在弹出的Input Contour Band对话框中选择生成等值线波段。

●密度分割：

使用Density Slice菜单选项，可以为灰度图像中突出显示的区域选择数据范围和颜色，用于密度分割着色的数据范围可以来自显示图像或其他相同尺寸的图像。

显示一幅图像，选择主图像窗口——Overlay——Density Slice，在弹出的Density Slice Band Choice对话框中选择密度分割的波段。

●网格线：

使用Grid Lines菜单选项，可以在一个图像上叠加一个或多个格网，格网支持像元、公里或者经纬度（有地理参考）。每个图像显示都可以有自己的格网，显示在主窗口、滚动窗口和放大窗口。

打开一个地理参考的图像文件，选择主图像窗口——Overlay——Grid Lines，在Grid Lines对话框中，设置像元、公里或者经纬度格网显示与隐藏以及网格间隔（Grid Space）。

●感兴趣区：

感兴趣区（Region of Interest，ROIs）是图像的一部分，它通过在图像上选择或使用诸如设定阈值（thresholding）或者从事其他文件（如矢量）转换获得等方法生成。

感兴趣区可以是点、线、面不规则的形状，通常用来作为图像分类的样本、掩膜、裁剪区域及其他操作。

使用Region of Interest菜单选项，可以构建、编辑和分析ROI。

（2）通过讲授法、多媒体演示教学法引导学生学习快捷菜单操作，并同步学生一起操作

在显示窗口中单击右键，可以打开快捷菜单。

（3）通过讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法等使学生了解ENVI Zoom 的操作：

ENVI Zoom视窗可在单一窗口中显示多幅图像，并且支持矢量和标注的叠加显示，用户可以更加方便地对影像进行缩放和平移操作。

开始——程序——ENVI4.X——ENVI Zoom；

ENVI主菜单——File——Launch ENVI Zoom。

六、注意事项

1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套

2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁

3、在教师的指导下进行实验

七、作业

1、复习本次课程的主要内容

2、熟悉Enhance菜单及Tools菜单的操作

八、板书提要

数据显示操作

（1）主图像窗口菜单操作

（2）快捷菜单操作

（3）ENVI Zoom

实验四遥感图像预处理（一）（4学时）

一、实验类型

基础性

二、实验目的

1、自定义坐标系

2、图像几何校正

三、实验原理

一般国外商业软件的坐标系分为两种：标准坐标系（standard）和自定义坐标系（custom）。由于我国的特殊情况，往往需要自定义坐标系。在ENVI中自定义坐标系分三步：定义椭球体、基准面和定义坐标参数。

几何校正是利用地面控制点和几何校正数学模型来校正非系统因素产生的误差，同时也是将图像投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程；由于校正过程中会将坐标系赋予图像数据，所以此过程包含了地理编码。

四、实验仪器设备、实验材料及药品

多媒体投影仪、计算机、ENVI4.8软件

五、实验重点

1、ENVI中自定义坐标系

2、图像几何校正

六、实验难点

图像几何校正

七、实验内容、方法及步骤

1、实验内容：

（1）利用ENVI软件自定义北京54和西安80坐标系

（2）利用卫星自带地理定位文件进行几何校正

（3）Image to Image几何校正

2、实验方法

讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法

3、实验步骤

（1）通过讲授法介绍地理投影的基本原理，然后介绍北京54与西安80坐标系，接着在ENVI中自定义坐标系：

第一步添加椭球体

第二步添加基准面

第三步定义坐标

（2）通过讲授法、多媒体演示教学法使学生了解为什么要进行图像的几何校正，接着借助ENVI进行几何校正。

①利用卫星自带地理定位文件进行几何校正

第一步打开数据文件

第二步选择校正模型

第三步设置输出参数

②Image to Image几何校正

第一步打开并显示图像文件

第二步启动几何校正模块

第三步采集地面控制点

第四步选择校正参数输出结果

第五步检验校正结果

六、注意事项

1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套

2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁

3、在教师的指导下进行实验

七、作业

1、复习本次课程的主要内容

2、自学Image to Map几何校正及Image to Image图像自动配准

八、板书提要

软件基础（二）

（1）利用ENVI软件自定义北京54和西安80坐标系

（2）利用卫星自带地理定位文件进行几何校正

（3）Image to Image几何校正

实验五遥感图像预处理（二）（2学时）

一、实验类型

基础性

二、实验目的

1、图像融合

2、图像镶嵌

3、图像裁剪

三、实验原理

图像融合是将低空间分辨率的多光谱图像或高光谱数据与高空间分辨率的单波段图像重采样，生成一副高分辨率多光谱遥感图像的图像处理技术，使得处理后的图像既有较高的空间分辨率，又具有多光谱特征。

图像镶嵌指在一定数学基础控制下，把多景相邻遥感图像拼接成一个大范围、无缝的图像的过程。

图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除。

四、实验仪器设备、实验材料及药品

多媒体投影仪、计算机、ENVI4.8软件、实验用遥感图像数据

五、实验重点

1、图像融合

2、图像镶嵌

3、图像裁剪

六、实验难点

1、图像融合

2、图像镶嵌

3、图像裁剪

七、实验内容、方法及步骤

1、实验内容：

（1）以Brovey变换操作为例介绍ENVI中的遥感图像融合。

（2）有地理参考的图像镶嵌

（3）规则分幅裁剪和不规则分幅裁剪

（4）掩膜

2、实验方法

讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法

3、实验步骤

（1）通过讲授法介绍图像融合的基本原理，然后介绍ENVI提高的融合方法，接着在ENVI中进行图像融合操作，以Brovey变换为例：

第一步打开融合的两个文件，将其中的TM-30m.img显示在Display中

第二步选择主菜单——Transform——Image Sharpening——Color Normalized（Brovey）

第三步选择Display窗口中选择RGB，单击ok

第四步 Color Normalized（Brovey）输出对话框中，选择重采样方式和输入文本路径及文件名，点击ok按钮输出结果。

（2）通过讲授法、多媒体演示教学法使学生了解图像镶嵌的基本原理及方法，然后以有地理参考的图像镶嵌为例，介绍ENVI如何实现图像镶嵌：

●有地理参考的图像镶嵌

第一步启动图像镶嵌工具

在ENVI主菜单，选择Map——Mosaicking——Georeferenced，打开Map Basic Mosaic对话框

第二步加载镶嵌图像

第三步图像重叠设置

第四步切割线设置

第五步颜色平衡设置

第六步输出结果

（2）通过讲授法、多媒体演示教学法使学生了解图像裁剪的基本原理及方法，然后以规则分幅裁剪为例，介绍ENVI如何实现图像裁剪：

●规则分幅裁剪

第一步在主菜单中，选择File——Open Image File，打开裁剪图像

第二步在主菜单中，选择File——Save File As——ENVI Standard，弹出New File Builder对话框

第三步在New File Builder对话框中，单击Import File按钮，弹出Create New File Input File对话框

第四步在Create New File Input File对话框中，选中Select Input File 列表中的裁剪图像，单击Spatial Subset按钮

第五步在Select Spatial Subset对话框中，单击Image按钮，弹出Subset by Image对话框

第六步在Subset by Image对话框中，可以通过输入行列数确定裁剪尺寸，按住鼠标左键拖动图像中的红色矩形框确定裁剪区域，或者直接用鼠标左键按钮红色边框拖动来确定裁剪尺寸以及位置，单击ok按钮

第七步在Select Spatial Subset对话框中，可以看到裁剪区域信息，单击ok按钮

第八步在Create New File Input File对话框中，可以通过Spectral Subset按钮选择输出波段子集，单击ok

第九步选择输出路径及文件名，单击ok按钮，完成规则分幅裁剪过程

六、注意事项

1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套

2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁

3、在教师的指导下进行实验

七、作业

1、复习本次课程的主要内容

2、基于像素的图像镶嵌

3、不规则分幅裁剪

八、板书提要

遥感图像预处理（二）

1、图像融合

2、图像镶嵌

3、图像裁剪

实验六图像增强（一）（2学时）

一、实验类型

基础性

二、实验目的

1、空间域增强处理

2、辐射增强处理

三、实验原理

空间域增强处理是通过直接改变图像中的单个像元及相邻像元的灰度值来增强图像，这种增强方式往往是有目的的，如增强图像中的线状物体细部部分或者主干部分。主要有：卷积滤波、数学形态学滤波、纹理分析。

辐射增强处理是通过对单个像元的灰度值进行变换来增强处理，如直方图匹配、直方图拉伸、去除条带噪声处理等。

四、实验仪器设备、实验材料及药品

多媒体投影仪、计算机、ENVI4.8软件、实验用遥感图像数据

五、实验重点

1、卷积滤波

2、交互式直方图拉伸

六、实验难点

1、卷积滤波

2、交互式直方图拉伸

七、实验内容、方法及步骤

1、实验内容：

（1）卷积滤波

（2）交互式直方图拉伸

2、实验方法

讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法

3、实验步骤

（1）通过讲授法介绍空间域增强处理的基本原理，然后介绍ENVI进行图像增强的方式方法，接着在ENVI中进行图像增强操作，以卷积滤波为例：第一步打开自带图像文件

第二步在主菜单中选择Filter——Convolutions and Morphology

第三步在Convolutions and Morphology Tool中，选择Convolutions——滤波类型

第四步不同的滤波类型对应不同的参数，主要包括三项参数：

●Kernel Size

●Image Add Back

●Editable Kernel

第五步卷积增强图像中的单个波段

第六步卷积增强图像文件

（2）通过讲授法、多媒体演示教学法使学生了解辐射增强处理的基本原理及方法，然后以交互式直方图拉伸为例介绍ENVI如何实现辐射增强处理：

●交互式直方图拉伸

第一步打开一个多光谱图像并在Display中显示，在主图像窗口中，选择Enhance——Interactive stretching，打开交互式直方图拉伸操作对话框

第二步要浏览像元DN值和指定DN指的像元个数、百分比以及累积百分比，可以在直方图内按住鼠标左键并拖动随之产生的白色十字交叉指针，在状态栏中显示信息。

第三步在交互式直方图拉伸操作对话框中，选择Stretch_Type——拉伸方法，主要的拉伸方法有：Linear、Piecewise Linear、Gaussian、Equalization、Square Root、Arbitrary、User Defined LUT

第四步选择File——Export Stretch，选择输入路径及文件名，数据类型，单击ok按钮，输出拉伸效果

六、注意事项

1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套

2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁

3、在教师的指导下进行实验

七、作业

1、复习本次课程的主要内容

2、数学形态学滤波实验及纹理分析实验

3、直方图匹配及坏道填补实验

八、板书提要

图像增强（一）

1、空间域增强处理

2、辐射增强处理

实验七图像增强（二）（6学时）

一、实验类型

基础性

二、实验目的

1、光谱增强处理

2、波段组合

三、实验原理

光谱增强是基于多光谱数据对波段进行变换达到图像增强处理，如主成分分析、独立成分变换、色彩空间变换、色彩拉伸等。

通常，在Display窗口中显示的彩色图像是RGB假彩色合成图像。根据不同

遥感数字图像处理-课件内容.

遥感数字图象处理 1．概论 遥感、遥感过程 遥感：一种在远离目标，不与目标直接接触的情况下，通过传感器获取其特征信息，并对这些信息进行处理、分析和应用的综合性探测技术 遥感过程：遥感过程是指遥感信息的获取、传输、处理，以及分析判读和应用的全过程 遥感图象、遥感数字图象、遥感图象的数据量 遥感图象：是指遥感传感器通过检测、度量地物的电磁波辐射能并进行记录所得到的图象遥感数字图象：是指以数字化形式表述的遥感影像。 遥感图象的数据量：H=M ×N ×b ×n ( bit ) M、N 为行列数， b 为波段数， n=lnG/ln2 遥感图象的数字化、采样和量化 遥感图象的数字化：指光学图象(物理图象)到数字图象的转换过程，包括采样和量化两 个过程 采样：将空间上连续的图象变换为离散的点的操作 量化：将测量的灰度值用一个整数表示 通用遥感数据格式(BSQ、BIL、BIP) BSQ，波段序列格式 BIL，波段行交替格式 BIP，波段像元交替格式 遥感图象的模型：多光谱空间 多光谱空间：对于 n 个波段的多光谱图象，这 n 个波段构成一个 n 维多光谱空间，多光谱空 间就是一个 n 维坐标系，每一个坐标轴代表一个波段，坐标值为亮度值，坐标系内的每一 个点代表一个像元。描述像素在各个波段中亮度值的分布。多光谱空间中，像元点在坐标系中的位置可以表示成一个 n 维向量，其中每一个分量 xi 表示该点在第 i 个坐标轴上的投影，即亮度值。多光谱空间只表示各波段光谱之间的关系，而不包括任何该点在原图象中的位 置信息，它没有图象空间的几何意义。 遥感图象的信息内容： 波谱信息：指遥感图象上不同地物之间的亮度值差异及同一地物在不同波段上的亮度值差异 空间信息: 通过图象亮度值在空间上的变化反映出来的信息 时间信息: 指不同时相遥感图象的光谱信息与空间信息的差异 遥感数字图象处理、遥感数字图象处理的内容 遥感数字图象处理: 利用计算机对遥感数字图象进行一系列操作，以求达到预期目的 遥感数字图象处理的内容：图象增强、图象校正、信息提取 遥感图象的获取方式主要有哪几种? 摄影成像、扫描成像、雷达成像 如何估计一幅遥感图象的存储空间大小?

《数字图像处理》课程教学大纲

《数字图像处理》课程教学大纲 课程代码：ABJD0619 课程中文名称：数字图像处理 课程英文名称：Dig让a1ImageProcessing 课程性质：选修 课程学分数：3学分 课程学时数：48学时(32理论课时+16实验学时) 授课对象：电子信息工程 本课程的前导课程：高等数学，概率论，线性代数，数字信号处理，信息论，程序设计等 一、课程简介 数字图像处理是一门新兴的跨学科的前沿高科技，在军事、工业、科研、医学等领域获得了广泛应用，是国内外高校和科研院所的研窕生教育中一个重要的研究方向。通过本课程的学习，同学们将掌握数字图像处理的基本理论与方法，包括图像变换、图像增强、图像分割、图像恢复、图像识别、图像压缩编码、数字图像处理系统及应用等内容。 二、教学基本内容和要求 (-)数字图像处理方法概述 教学内容： 数字图像处理的研究对象、基本应用、研究内容等，数字图像的基本概念、彩色图像的调色板等概念。 课程的重点、难点： 重点：CDIB类与程序框架结构介绍。 难点：调色板的基本概念和应用。 教学要求： D了解本课程研究的对象、内容及其在培养软件编程高级人才中的地位、作用和任务； 2)了解数字图像处理的应用； 3)理解数字图像的基本概念、与设备相关的位图(DDB)、与设备无关的位图(D1B)； 4)理解调色板的基本概念和应用； 5)了解CD1B类与程序框架结构介绍； 6)掌握位图图像处理技术。 (二)图像的几何变换 教学内容： 图像的几何变换种类以及概念，几何变换的实现原理和实施方法 课程的重点、难点：

重点：镜像变换。 难点：旋转。 教学要求： 1）理解图像的缩放、平移、镜像变换、转置、旋转。 （三）图像灰度变换 教学内容： 直方图的概念、灰度的点运算（包含灰度信息的线性变化、指数变换等）、直方图的均匀化和规定化 课程的重点、难点： 重点：灰度直方图。 难点：灰度分布均衡化。 教学要求： 1）了解非O元素取1法、固定阈值法、双固定阈值法的图像灰度变换； 2）掌握灰度的线性变换、窗口灰度变换处理、灰度拉伸、灰度直方图、灰度分布均衡化。 （四）图像的平滑处理 教学内容： 图像的空域平滑运算，图像均值滤波，图像中值滤波，图像的滤波器模板设计，各类滤波器的应用范围与选择 课程的重点、难点： 重点：消除孤立黑像素点、中值滤波器。 难点：有选择的局部平均化。 教学要求： 1）掌握二值图像的黑白点噪声滤波、消除孤立黑像素点、3*3均值滤波、N*N均值滤波器、有选择的局部平均化、N*N中值滤波器、十字型中值滤波器、N*N最大值滤波器、产生噪声。 （五）图像锐化处理及边缘检测 教学内容： 图像空间域锐化的概念，图像的梯度锐化法，图像的边缘检测算子（其中包含Roberts.Prewitt,Sobe1,Canny,高斯-拉普拉斯算子等） 课程的重点、难点： 重点：RobertS边缘检测算子、高斯-拉普拉斯算子。 难点：梯度锐化。 教学要求： 1）理解梯度锐化、纵向微分运算、横向微分运算、双方向一次微分运算、二次微分运算、RobertS 边缘检测算子、Sobe1边缘检测算子、KriSCh边缘检测、高斯-拉普拉斯算子。 （六）图像分割及测量 教学内容： 图像的阈值分割算法，图像的阈值选择，图像的区域分割算法（包含区域生长算法和分水岭算法），目标物件的轮廓提取、模板的匹配、图像特征分析与测量（包含图像的面积、

遥感数字图像处理

第一章： 图像（对客观存在的物体的一种相似性的、生动的写真或描述）。 数字图像（被计算机存储、处理和使用的图像，是一种空间坐标和明暗程度都不连续的、用离散数学表示的图像）。 数字图像处理（将图像转换成一个数据矩阵存放在图像存储器中，然后再利用数字计算机，或其它的大规模集成数字器件，对图像信息进行数字运算或处理，以提高图像的质量或达到人们所预期的其它效果）。 数字化（将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程，包括“扫描”、“ 采样”与“量化”三个步骤）。 采样（在一幅图像的每个像素位置上测量灰度值）。 量化（将采样时测量的灰度值转化成整数表示）。 第二章： 直方图（以灰度级为横坐标，纵坐标为灰度级的频率，绘制频率同灰度级的关系图就是灰度直方图）。 邻域（对于任一像素（i，j），集合{（i+p,j+q），p、q取合适的整数}叫做该像素的邻域）。 局部处理（对输入图像IP（i,j）处理时，某一输出像素JP(i,j)值由输入图像像素（i,j)及其邻域N(i,j)中的像素值确定。这种处理称为局部处理）。 点处理（在局部处理中，当输出值JP(i,j)仅与IP(i,j)有关，则称为点处理）。 大局处理（在局部处理中，输出像素JP(i,j)的值取决于输入图像大范围或全部像素的值，这种处理称为大局处理）。 特征空间（把从图像提取的m 个特征量y 1 ，y 2 ，…，y m，用m维的向量Y＝[y 1 y 2 …y m ]t表示称为特征向量。对应于各特征量的m维空间叫做特征空间）。 特征提取（获取图像特征信息的操作称作特征提取）。 第三章： 像点位移（地面起伏引起投影点相对于基准面上垂直投影点的像点产生的直线位移）。 全景面（红外机械扫描仪以及采用CCD 直线阵列作为检测器的推帚式传感器的每一条扫描线都相当于中心投影，其成像面相当全景缝隙摄影机的投影面，是一个圆柱面，称之为全景面）。 内方位元素（表示摄影中心与相片之间相关位置的参数，如像主点在像平面坐标系中的坐标x 0，y 0，摄影中心到相片的垂距f）。 外方位元素（确定摄影光束在摄影瞬间的空间位置和姿态的参数，即 6 个自由度：三轴方向（X 、

遥感数字图像处理 课堂记录

第一讲 1.用Layer Stacking将多个波段影像合成为一个多波段影像，然 后用Resize Data裁剪。注意，这个时候裁剪，如果是用矢量边界进行裁剪，是按照矢量边界上下左右所在的方形区域进行裁剪，而不是按照矢量边界进行裁剪。 2.用Masking操作，达到按照矢量边界进行影像裁剪的目的。（1）Build Mask，建立掩膜。 （2）Apply Mask，应用上一步建立的掩膜。 第二讲地表反射率 1.地表反射率概念 2.利用6S模型进行大气辐射校正，进而得到计算地表反射率的 三个参数。（MODTRAN，它和6s是遥感辐射校正最常用到的两种软件。 打开mtl头文件 打开6s教程（6s.txt文件） 打开6smanv2.0_p1文件35页36,37。。。IGEOM 运行6s.exe 公式 3.了解下6s的计算模式和操作方法。

第三讲计算植被覆盖度 1.数据准备：第3波段与第4波段的地表反射率影像数据。 2.计算NDVI（归一化植被指数）： NDVI=(r4-r3)/(r4+r3) (-1≤NDVI≤1) 其中，r4和r3分别为影像第4和第3波段的地表反射率。 Band math中(b4-b3)/(b4+b3) 注：不能用r表示 B3：tm3 b4:tm4命名为２０００＿ｎｄｖｉ 4.计算FVC（植被覆盖度）： FVC=[(NDVI-NDVI s)/(NDVI v-NDVI s)]2 其中，FVC是植被覆盖度；NDVI v和NDVI s分别是植被和裸土的NDVI 值，由于缺乏详细的区域植被和土壤光谱数据，取值NDVI v=0.70和

NDVI s=0.05来进行植被覆盖度的近似估计。 FVC=[(NDVI-0.05)/(0.7-0.05)]2 用ｂ１代替ＮＤＶＩ [(b1-0.05)/(0.7-0.05)]* [(b1-0.05)/(0.7-0.05)] B1:2000_ndvi 命名为2000_fvc 5.计算出来FVC后进行后续的数据处理。 原因：1≥FVC≥0 DN：影像上每个象元的灰度值 FVC影像中有FVC值大于1或者小于0的情况，必须处理这些象元。 用ENVI的“Band Math”功能处理掉不符合1≥FVC≥0要求的象元。并且处理完后，要用“Build Mask”将黄石市边界以外的象元值处理为0。 处理FVC值大于1或者小于0的像元： (b1 lt 0)*0+(b1 gt 1)*1+(b1 le 1 and b1 ge 0)*b1 关于逻辑符号的说明：

遥感图像处理实习教学大纲

地理信息系统、资源环境与城乡规划管理专业 遥感图像处理实习教学大纲 一、实习目的 通过遥感图像处理实习，使学生在《遥感技术与应用》（资源环境与城乡规划管理专业）和《遥感图像处理》（地理信息系统专业）课程的课堂教学及实验课教学的基础上进一步将理论与实践相结合，消化和理解课堂所学理论知识，达到初步掌握利用遥感图像处理软件ERDAS等来处理遥感图像，并熟悉遥感图像处理流程与方法的目的。 二、实习方式 学生自学《遥感图像处理实习指导书》为主，指导教师讲授为辅； 每人1台计算机，结合相应遥感图像及ERDAS软件的具体操作进行。 三、实习单位 测量工程系地理信息系统实验室（或校中心机房）。 四、实习内容与要求 1．遥感图像的子区裁剪；要求学生掌握遥感图像的裁剪方法。 2．遥感图像的几何精校正；要求学生掌握遥感图像几何精校正的原理与方法。 3．遥感图像的分辨率融合；要求学生掌握多源遥感图像信息融合技术与方法。 4．遥感图像的其他增强处理；要求学生掌握遥感图像的一般增强内容与增强方法。 5．遥感图像的计算机分类；要求学生掌握遥感图像的计算机分类原理、方法及其具体实现步骤，分类精度的评价。 五、实习教材及主要参考资料 《ERDAS IMAGINE遥感图像处理方法》，党安荣编，清华大学出版社，2003 《遥感图像处理实习指导书》，自编

《遥感导论》，梅安新主编，高等教育出版社，2001 六、实习时间及安排 实习共进行1周，共5个工作日。其中： 1．实习动员与准备 0.5天 2．遥感图像的子区裁剪 0.5天； 3．遥感图像的几何精校正 0.5天； 4．遥感图像的分辨率融合 0.5天； 5．遥感图像的其他增强处理 0.5天； 6．遥感图像的计算机分类与分类精度评价 1天； 7．软件基本操作考核 0.5天 8．成果验收与实习总结 1天。 注：实习报告的撰写利用业余时间完成。 七、实习报告的撰写与规范 1．实习报告格式。 实习报告按指导教师设计的模板进行撰写与打印，A4纸、上、下、左边距各2.5厘米，右2厘米；页眉1.5厘米，页脚1.75厘米。 2．实习报告结构及要求 （1）封面：封面包括：题目、院系、班级、学生姓名、指导教师姓名及时间(年、月、日) （2）扉页：前言内容说明实习的概况 （3）目录：目录要层次清晰，要给出标题及页次。 （4）正文：正文应按目录编排的章节依次撰写，要求论述清楚，文字通顺，图表规范，格式正确，字数一般要求为3000字左右。 八、实习考核方法与成绩评定 1．实习期间日常表现与考勤情况（约占10%）； 2．软件基本操作考核（约占30%）； 3．上交成果图与实习报告质量。（分别占20%和40%） 考核成绩按合格、不合格二级分制评定。

《数字图像处理》实验指导书

数字图像处理实验指导书 信息科学与工程学院电子系 二○○六年

前言 数字图像处理是研究数字图像处理的基本理论、方法及其在智能化检测中应用的学科，是电子信息类本科专业的专业课。 本课程侧重于数字图像的基本处理，并对图像分析的基本理论和实际应用进行系统介绍；目的是使学生系统掌握数字图像处理的基本概念、原理和实现方法，学习图像分析的基本理论、典型方法和实用技术，具备解决通信领域的图像相关问题的初步能力，为今后的研究与开发打下扎实的基础。

目录 实验一常用的图像文件格式与格式转换和图像矩阵的显示方法 (2) 实验二傅立叶变换 (6) 实验三图像增强及编程处理 (8)

实验一常用的图像文件格式与格式转换和 图像矩阵的显示方法 1．实验目的 熟悉Matlab语言的初步使用； 熟悉常用的图像文件格式与格式转换； 熟悉图像矩阵的显示方法（灰度、索引、黑白、彩色）； 熟悉图像矩阵的格式转换 2．实验内容 练习图像读写命令imread和imwrite并进行图像文件格式间的转换。特别是索引图像与1，4，8，16比特图像的存储与转换。 熟悉下列模块函数 Image file I/O. imread - Read image file. imwrite - Write image file. Image display. colorbar - Display colorbar. getimage - Get image data from axes. image - Create and display image object. imagesc - Scale data and display as image. immovie - Make movie from multiframe indexed image. imshow - Display image. subimage - Display multiple images in single figure. truesize - Adjust display size of image. warp - Display image as texture-mapped surface. zoom - Zoom in and out of image or 2-D plot. 3．实验步骤 a. Load cameraman.tif image from your hard disk (using function imread). >>A=imread('C:\MATLAB6p5\toolbox\images\imdemos\cameraman.tif'); b. Show the image in a figure window (using function image or imshow). >> imshow(A)

遥感数字图像处理实验课教案模板

毕节学院 教师教案 （2012～2013学年第1学期） 课程名称：遥感数字图像处理 英文名称：Remote sensing digital image processing 课程编号：2812230 课程类别： 专业方向选 修课 学分： 1 总学时：34 理论学时：实验学时：34 授课班级：地理科学2010级 任课教师：任金铜职称: 助教 所在学院：地理与生命科学学院

一、实验项目、内容及学时分配

二使用教材及主要参考书目、参考文献等 1、教材： 邓书斌.ENVI遥感图像处理方法[M].北京:科学出版社,2010.06 2、主要参考书： [1]李小娟、刘晓萌等.ENVI遥感影像处理教程[M]. 北京：中国环境科学出版社，2007 [2]赵文吉、段福州等.ENVI遥感影像处理专题与实践[M]. 北京：中国环境科学出版社，2007 三成绩考核办法 1、成绩考核采用百分制记分， 60分以上取得该实验课程的学分 2、平时成绩70%（包括考勤、预习、实验操作、实验报告等） 3、期终考核30% 4、综合考核成绩=平时成绩×70%+学期考核×30%

教学进度计划表

实验一软件基础（一）（2学时） 一、实验类型 基础性 二、实验目的 1、了解遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点 2、了解软件的文件系统和存储 3、掌握软件常用系统配置 三、实验原理 ENVI作为遥感数字图像处理的主流软件之一，其软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、定标、图像增强、纠正、正射校正、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类等。 ENVI栅格文件格式：ENVI使用的是通用栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件和一个相关的ASCII的头文件。 常用系统配置包括常用参数的选择、用户自定义文件、默认文件目录的配置等。这些配置可以方便用户对软件的定制，选择合适的配置适合用户的使用习惯。 四、实验仪器设备、实验材料及药品 计算机、ENVI4.8软件 五、实验重点 软件的文件系统和存储；软件常用系统配置 六、实验难点 文件的存储及软件常用系统配置 七、实验内容、方法及步骤 1、实验内容： （1）遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点 （2）遥感数字图像处理软件的文件系统和存储 （3）遥感数字图像处理软件的软件常用系统配置 2、实验方法 讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法 3、实验步骤 （1）通过讲授法介绍遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点

数字图像处理教案

数字图像处理教案. 难点：1、理解图像的采样和量化过程； 2、了解图像处理的应用和发展趋势。 本次课程将介绍数字图像处理的发展简史和图像处理的任务。同时，我们将掌握常用数字图像处理术语，如像素、采样、量化、图像增强等。此外，我们还将了解基本的图像处理系统以及图像各种形式的表示。 数字图像处理是指利用计算机对数字图像进行处理的过程。数字图像处理系统包括图像采集、图像处理、图像输出三个部分。图像处理的任务包括图像增强、图像编码与压缩、图像恢复和重建、图像分割等。 在本次课程中，我们将重点掌握图像处理、数字图像处理、数字图像处理系统的概念和它们之间的相互关系。同时，我们还将明确图像处理的目的和任务。理解图像的采样和量化过程以及了解图像处理的应用和发展趋势也是本次课程的难点。

互动：请同学在黑板上推导Huffman编码和Shannon编码的步骤。 课堂练、作业： 课堂练：计算平均码长、编码效率、压缩比； 作业：题5.1、5.2、5.4 课后小结： 本章主要介绍了图像编码与压缩的基本概念和方法，包括预测编码、正交变换编码、统计编码和二值编码等。其中，Huffman编码和Shannon编码是两种常用的统计编码方法，需要掌握其步骤和计算方法。在实际应用中，需要根据不同的压缩需求选择合适的编码方法和参数。 第5章图像编码与压缩 第1次课 2学时授课时间：2021.10.1 教学目的与要求： 1、了解数字图像的基本概念； 2、掌握数字图像的采样、量化、编码等基本过程； 3、了解数字图像的压缩技术及其分类。

教学重点、难点： 重点：数字图像的采样、量化、编码等基本过程； 难点：数字图像的压缩技术及其分类。 解决：通过实例演示和讲解，加深学生对数字图像的基本概念和压缩技术的理解。 教学方法及师生互动设计： 教学方法：多媒体+板书 互动：通过提问和回答，引导学生思考数字图像的采样、量化、编码等基本过程。 课堂练、作业： 课堂练：计算一幅256×256的灰度图像的总像素数； 作业：题5.1 课后小结： 使学生了解数字图像的基本概念和采样、量化、编码等基本过程，掌握数字图像的压缩技术及其分类，为后续的研究打下基础。

数字图像处理教案

数字图像处理教案 【篇一：数字图像处理教案】 《数字图像处理》课程教案 【篇二：《图像处理》教案】 图像处理 辅助工具：计算机、网络、教材分析： 本节课是河南大学出版社出版和河南电子音像出版社的七年级信息 技术上册第三章第七节的内容。这节课主要内容是:认识windows 自带的图像处理软件---画图程序的窗口，并且会使用各种画图工具。本节课形象直观，灵活有趣，可以充分调动学生的手和脑，培养学 生学习计算机的兴趣，使学生掌握一种简单有趣的绘图方法。 学情分析： 前面的学习学生已经对计算机了有一定的了解，他们认识电脑鼠标、键盘、显示器等硬件设备，还掌握了常用的应用软件操作。对于本 节windows自带的应用程序----“画图”小学也接触过画图程序，有 的使用的还相当熟练。所以我采用的学法是学生自主探究、合作交流、实践创新等方式，以学生“练”为本，把学习的主动权交给学生。教学方法：演示法、任务驱动、赏识教育、自我探究、协作交流、 合作学习教学重点 1、画图程序工具的熟练使用； 2、应用“画图”程序绘制出自己的作品。 教学难点 修改自己的图像 教学目标 知识与技能： （1）认识“画图”程序的窗口；（2）学会各种画图工具的使用；（3）学会利用“橡皮”对图像的修改。过程与方法： （1）通过启动画图程序，学生认识windows的窗口，培养学生一 反三的能力。（2）通过使用画图工具绘画，培养学生认真、细致操 作的习惯，并且培养学生思维的活跃性与创新能力。 （3）通过对图像的修改学习，培养学生观察、分析的能力，进一步 培养学生的审美能力。 情感态度与价值观：

通过学生亲自动手绘制作品，充分发挥小组合作，互帮互学，培养学生团体合作，积极参与的精神，及动手能力。培养学生的创新精神从而创造出具有中学生特色的作品,进一步培养学生的信息素养。教学过程： 教师活动学生活动设计意图 一、创设情景，导入新课（3分钟） 问题导入：“同学们，你们喜欢画画吗？”学生齐答：“喜欢”。“ 我们班有很多 以此来激发学生学习的欲望和兴趣，想自己创造出更优秀的作品，自然地引出本课的内容。 小画家，也有许多电脑高手，积极回答老师提出的问题气可是我们班上有没有电脑小画家呢？”大部分同学说：“没有”“想不想成为电脑小画家？”我顺势引入新课：“今天，老师这里有几幅漂亮的画，请大家看看。” 展示历届初中生参加电脑绘画制作比赛的优秀作品（课件展示）氛活跃。认真观赏获奖的电脑制作作品，并能说出是什么软件制作的。 二、自主探究，学习新知（17分钟） 一、认识“画图”程序（2分钟） 1、让学生自己来启动画图程序，并能说出窗口的各部分名称。 1、学生动手启动画图程序 这样做一方面让学生回忆前面讲过的启动应用程序的三种方法另一方面也增强的学生操作能力。 2、提高：说出“画图”程序窗口与其他程序窗口的不同与相同处。询问学生：“想让自己的作品在电脑里展示吗？” 二、使用画图工具画图（10分钟） 1、画“太阳” （教师演示：改变画布的大小的方法） 2、仔细观察“画图”窗口说 出它与windows其他窗口的不同之处和相同之处。从而知道windows窗口的组成大致有几个主要的 3、让学生拿出课前根据《济南的冬天》绘制的作品 学生都异常兴奋 1、让学生回答使用那个工 具可以完成？

ENVI遥感图像处理与分析实验指导

国土资源与环境学院 《遥感图像处理与分析》 实验指导书 适用专业：地理信息系统 二OO 七年八月

前言 本课程主要是使学生在掌握遥感数字图像原理的基础上，学会相关图像处理软件的应用，从而进一步巩固在理论课学习中所掌握的知识。 为使学生更好地理解和深刻地把握这些知识，必须通过对软件的操作训练，以培养综合运用数字图像解决实际问题的能力。本课程实验全为综合性实验。 ENVI是一个完善的数字图像处理系统，它具有全面分析卫星和航空遥感影像的能力，它能在各种计算机操作平台上提供强大新颖的友好界面，显示和分析任何数据尺寸和类型的影像。 为培养学生较强的动手能力，掌握不同的专业图像处理系统，有助于学生对专业知识的灵活运用。通过《遥感原理与方法》课程的学习和对泰坦图像处理系统的操作，同学门在对数字图像的理解上已有了一定有掌握，在此基础上，通过对ENVI的学习，将基本能解决一般的数字图像处理问题。为今后从事相关工作打下良的理论与实践基础。 本指导书是针对我院地理信息系统专业本科教学特点而编写的，旨在通过本教材的学习，尽快掌握ENVI的一般功能。 本指导书也可作为非地理信息系统专业本科生及研究生遥感图像处理实验参考教材。

目录 实验一 ENVI基本功能 (1) 一、实验目的 (1) 二、实验内容 (1) 三、实验原理、方法和手段 (1) 四、实验组织运行要求 (1) 五、实验条件 (1) 六、实验步骤 (1) 启动ENVI (1) 打开影像文件 (2) 熟悉显示窗口 (2) 鼠标键的使用方法 (4) 显示影像剖面廓线 (4) 进行快速对比度拉伸 (6) 显示交互式的散点图 (6) 加载一幅彩色影像 (7) 链接两个显示窗口 (7) 选择感兴趣区 (8) 对影像进行注记 (10) 添加网格 (10) 七、思考题 (10) 实验二全色影像和矢量叠合显示 (11) 一、实验目的 (11) 二、实验内容 (11) 三、实验原理、方法和手段 (11) 四、实验组织运行要求 (11) 五、实验条件 (11) 六、实验步骤 (12) 打开一个全色（SPOT）影像文件 (12) 进行交互式的对比度拉伸 (13) 彩色制图 (15) 像素定位器 (15) 显示光标位置处的地理坐标 (15) 交互式滤波处理 (16) 查看GeoSpot地图信息 (16) 打开并叠合DXF矢量文件 (17) 基本地图制图 (19) 保存和输出影像 (20) 七、思考题 (20) 实验三影像地理坐标定位和配准 (21) 一、实验目的 (21) 二、实验内容 (21)

遥感数字图像处理

遥感数字图像处理 1. 概述 遥感数字图像处理是指利用遥感技术获取的各种遥感数据，如航空影像、卫星 影像等，进行数字化处理和分析的过程。遥感数字图像处理在地理信息系统（GIS）领域有着广泛的应用，能够提取出地表覆盖类型、地形和植被等丰富的地理信息，为环境监测、资源管理、农业和城市规划等领域提供重要的数据支持。 2. 遥感数字图像处理的步骤 遥感数字图像处理主要包括以下几个步骤： 2.1 数据获取 数据获取是遥感数字图像处理的第一步，通过卫星、航拍等遥感设备获取地理 信息数据。这些数据以数字图像的形式存在，包括多光谱、高光谱、雷达和激光雷达等数据。 2.2 数据预处理 数据预处理是为了消除图像中的噪声和伪影，以及纠正图像的几何和辐射畸变。常见的数据预处理方法包括辐射校正、几何校正、大气校正等。 2.3 图像增强 图像增强是为了使图像更加清晰，突出地物的特征。常用的图像增强方法包括 直方图均衡化、滤波、锐化等。

2.4 特征提取 特征提取是为了从图像中提取出具有区别性的特征，以便进行后续的分类和识别。常见的特征提取方法包括纹理特征、形状特征、频域特征等。 2.5 图像分类 图像分类是将图像中的像素划分为不同的类别。常用的图像分类方法包括基于像元的分类、基于对象的分类、基于深度学习的分类等。 2.6 图像分割 图像分割是将图像划分为不同的区域或对象。常用的图像分割方法包括阈值分割、边缘分割、区域生长等。 2.7 地物提取 地物提取是从图像中提取出感兴趣的地物或地物属性。常见的地物提取方法包括目标检测、目标识别、地物面积计算等。 2.8 结果评价 结果评价是对处理结果进行准确性和可靠性的评估。常用的结果评价方法包括混淆矩阵、精度评定、误差矩阵等。 3. 遥感数字图像处理的应用 遥感数字图像处理在各个领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：

遥感数字图像处理实验报告

遥感数字图像处理及应用实验报告 姓名： 学号： 专业： 学院： 学校：

实验一遥感图像统计特性 一、实验目的 掌握遥感图像常用的统计特性的意义和作用，能运用高级程序设计语言实现遥感图像统。 二、实验内容 编程实现对遥感图像进行统计特性分析，均值、方差（均方差）、直方图、相关系数等。 三、实验原理 1.均值 像素值的算术平均值，反映图像中地物的平均反射强度。 公式为： 2.方差 像素值与平均值差异的平方和，反映了像素值的离散程度。也是衡量图像信息量大小的重要参数。 公式为：

3.相关系数 反映了两个波段图像所包含信息的重叠程度。f,g为两个波段的图像。公式为： 四、实验数据及图像显示： 原始图像：

运行结果： 实验二遥感图像增强处理 一、实验目的 掌握常用遥感图像的增强方法，能运用高级程序设计语言实现遥感图像的增强处理。 二、实验内容 编程实现对遥感图像的IHS 变换、IHS 逆变换、进行统计特性分析，均值、方差（均方差）、直方图、相关系数等。 三、实验原理： 1.IHS变换

2.SPOT图像真彩色模拟 模拟真彩色：通过某种形式的运算得到模拟的红、绿、蓝三个通道，然后通过彩色合成近似的产生真彩色图像。 （1）SPOT IMAGE 公司提供的方法 该方法实际上是将原来的绿波段当作蓝波段，红波段（0.61-0.68 μm）仍采用原来的波段，绿波段用绿波段、红波段、红外波段的算术平均值来代替。 （2）ERDAS IMAGING 软件中的方法 此法将原来的绿波段当作蓝波段，红波段仍采用原来的波段，绿波段用绿波段、红外波段按3：1 的加权算术平均值来代替。 四、实验数据及图像显示 原始图像：

遥感实验教案

遥感实验指导 实验一： 地物光谱反射率的野外测定 一、 实习目的 了解地物光谱的测定方法 认识地物光谱反射率的规律 学习绘制地物反射光谱曲线 二、 实习仪器 ISI921VF 野外地物光谱辐射计 可见光-近红外光谱辐射计，波长范围0.4-1.1μm ，仪器性能稳定，携带方便，数据提取容易。 标准参考板（白板） 三、 实习原理 地物光谱反射率的野外测定原理 实习采用垂直测量方法，计算公式为： ()()() ()λρλλλρs s I I *= 式中：()λρ为被测物体的反射率；()λρs 为标准板的反射率；I (λ) 、I s (λ)分别为测量物体和标准板的仪器测量值。 四、 实习步骤 1. 测量目标和条件的选择 （1） 环境：无严重大气污染、光照稳定、少云、风力小于3级、避开阴影和强反射体的 影响（测量者不宜穿白衣服） （2） 时间：地方时9:30-14:30 （3） 取样：选择物体自然状态表面作为观测面，取样面积大于地物表面起伏和不均匀的 尺度，被测目标物要充满视场。 （4） 标准板：标准板表面与被测地物的宏观表面相平行，与观测仪器等距，并充满仪器 视场，保证板面清洁。 2. 记录测量目标基本信息 （1） 土壤：土类、土种；植被覆盖率、地貌类型、成土母质、侵蚀状况；干湿度、粗糙 度等。 （2） 植被：名称、所属类别、覆盖率、生长状况、叶色、高度；土壤类别、土壤水分等。 （3） 水体：名称、状况、水色、水温、透明度、泥沙含量、叶绿素含量、污染状况等。 3. 记录环境参数 测量日期、测量时间、试验场所在省份、测定点位置、经纬度、海拔高度、坡度、坡向、云量、云状、风力等级、风向、能见度、太阳高度角、太阳方位角、仪器型号、视场角、波长范围、测量度高、仪器平台、仪器方位、仪器倾角、测量次数、测试单位、测试者等。 4. 安装仪器开始测试 （1） 对准标准板，读取数据； （2） 移开标准板，对准地物，读取数据；

遥感数字图像处理实验教程 03

遥感数字图像处理实验教程（ENVI） 第一章ENVI应用基础徐老师 1.1ENVI软件概述 1.2ENVI文件系统和存储 1.3ENVI常用系统配置说明 1.4ENVI数据的输入与输出 1.5ENVI数据显示操作

第二章数据预处理李飞 2.1 坐标定义与投影转换 图像预处理时遥感数字图像处理中非常重要的环节，也是空间信息提取之前首先要做的工作。主要包括图像几何校正、图像融合、图像镶嵌和图像裁剪等一般过程。 2.1.1 坐标定义 ENVI中的坐标定义文件存放在ITT\IDLxx\products\envixx \map_proj 文件夹下。三个文件记录了坐标信息： ellipse.txt：椭球体参数文件。 datum.txt：基准面参数文件。 map_proj.txt：坐标系参数文件。 在ENVI中自定义坐标系分三步：定义椭球体、基准面和定义坐标参数。 1、定义椭球体 语法为<椭球体名称>，<长半轴>，<短半轴>。这里将“Krasovsky, 6378245.0, 6356863.0”和“IAG-75, 6378140.0, 6356755.3”加入ellipse.txt末端（图2-1）。 图2-1 定义地球椭球体 ellipse.txt文件中已经有了克拉索夫斯基椭球，由于翻译原因，这里的英文名称是Krassovsky。为了让其他软件平台识别，这里新建一个Krasovsky椭球体。 2、定义基准面 语法为<基准面名称>，<椭球体名称>，<平移三参数>。这里将“Beijing-54, Krasovsky, -12, -113, -41”和“Xi'an-80,IAG-75,0,0,0”加入datum.txt 末端（图2-2）。

遥感数字图像处理教程

遥感数字图像处理教程 第一章 名词解释 1、遥感数字图像（P1）:以数字形式存储和表达的遥感图像 2、A/D 转换（P1）：把模拟图像转变成数字图像称为模/数转换，记作A/D 转换 3、D/A 转换（P1）：把数字图像转 变成模拟图像称为数/模转换，记作D/A 转换 简答题 1、模拟图像（照片）与遥感数字图像有什么区别？ （P2） 答 表1.1遥感数字图像与印刷照片的区别 颜色没有特定的规则，在处理过程「二可以根据需 要通过合成 产生 多个波段（3-8000） 2、怎么理解图像处理的两个观点？ （P7） 答：两种观点是：离散方法的观点和连续方法的观点。 1 .离散方法：图像的存储和表示均为数字形式，数字是离散的，因此，使用离散 方法进行图像处理才是合理的。与该方法相关的一个概念是空间域。空间域图像 处理以图像平面本身为参考，直接对图像中的像素进行处理。 2 .连续方法：图像通常源自物理世界，它们服从可用连续数学描述的规律，因此 具有连续性，应该使用连续数学方法进行图像处理。与该方法相关的一个主要概 念是频率域。频率域基于傅里叶变换，频率域的图像处理是对傅里叶变换后产生 的反映频率信息的图像进行处理。完成频率域图像处理后，往往要变换回到空间 域进行图像的显示和对比。 四、论述题 1、什么是遥感数字图像处理，主要内容有哪些？ （P2） 答：遥感数字图像处理是通过计算机图像处理系统对遥感图像中的像素进行系列 操作的过程。 （1）图像增强：使用多种方法去除噪声，增强显示图像整体或突出图像中的特 定地物的信息，使图像更容易理解、解释和判读。例：例如灰度拉伸、平滑、锐 化、彩色合成、主成分（K-L ）变换、K-T 变换、代数运算、图像融合 照片 来自于模拟方式 通过摄影系统产生 没有像素 没有行列结构 没有才」推行 o 表示投有数据 任何点，都没有编号 摄影受电黑波谱的成像范围限制 遛感数字图像 来自干数字方式 通过扫描和数码相机产生 基本利成单位是像素 具有行和列 可能会观察到扫描行 。是数值.不表示没有数据 每个点都有瑜定的数字编号 可以是电隧波谱的任意范圉 一 3获取了照片，颜色就是蘸定的 具有红、绿，蓝二个通道

数字图像处理实验指导书

数字图像处理实验指导书

前言 数字图像处理技术的研究内容涉及工程学、计算机科学、信息科学、统计学、物理学、生物医学工程和社会科学等领域 它已成为高等理工院校电子信息工程、通信工程、生物医学工程、信号与信息处理等学科的一门重要的专业技术课。作为人类获取信息的重要来源及利用信息的重要手段 数字图像处理技术被广泛应用于工业、农业、交通、气象、生物医学、军事、公安、机器人视觉、导航、多媒体信息网络通信等领域 给人类带来了巨大的经济和社会效益。 考虑到实际需要，在注重理论与实践的前提下，编写了这本实验指导资料。本书以实践为基础，利用MATLAB 图像处理工具箱在数学运算和算法验证上的优势，结合教学实际，安排了熟悉matlab编程环境和图像基本操、图像变换、图像增强和滤波增强、图像滤波恢复、图像的压缩编码、图像的边缘检测和分割、图像分割后的目标对象的参数测量以及伪彩色图像处理等部分的相关实验8个。通过具体的上机实践，激发同学们的学习激情在学习和实践中充分体验数字图像处理的内涵和它的魅力。

实验一熟悉matlab编程环境和图像基本操作 一、实验目的及要求 1.熟悉MATLAB编程环境 2.熟悉图像的基本操作方法：读取、显示、保存、 3.熟悉简单二值图像的创建以及图像的像素平移变换 二、实验任务 1．从电脑中读取一幅图片并显示，然后保存到一个制定路径 2．创建一幅二值灰度图像，背景灰度级为0，图像中间矩形框的灰度级为255 3．对二值图像中矩形框的像素进行平移变换 三、示例代码 [iname,ipath]=uigetfile({'*.jpg';'*.bmp';'*.tif';'*.*'},'load image',''); %读取图片 I=[ipath,iname]; image=imread(I); imshow(image); %显示图片 imwrite(image, 'picture.jpg'); %保存图片 bwimage=zeros(256,256,'uint8'); %创建二值图像 bwimage([100:156],[100:156])=255; imshow(bwimage); [M,N]=size(bwimage); shiftdis=80; %定义像素平移量 R=[1,0,shiftdis;0,1,shiftdis;0,0,1]; %定义平移矩阵 temp=[0,0,1]' resultimage=zeros(M,N,'uint8'); for i=100:156 %平移转换 for j=100:156 temp(1)=i; temp(2)=j; transdot=R*temp; resultimage(transdot(1),transdot(2))=bwimage(i,j); end

数字图像处理实验指导书(带源程序)

实验一Matlab图像处理工具箱的初步练习 一. 实验目的 1. 掌握有关数字图像处理的基本概念； 2. 熟悉Matlab图像处理工具箱； 3. 熟悉使用Matlab进行数字图像的读出和显示； 4. 熟悉运用Matlab指令进行图像旋转和缩放变换。 二. 练习 1. 文件的读入与显示 (1) 运行Matlab。 (2) MATLAB窗口构成：在缺省的情况下，由三个窗口组成。命令窗口(command window)、命令历史（command history）、工作空间（workspace）。 注意：缺省窗口的设置步骤为：MATLAB菜单/view选项/Desktop layout/default。 (3) 调入一个文件：i=imread('pout.tif')；%注意：前面的“%”是用于注释的，不会被执行，只是说明这个语句的作用。 此时的i出现在什么窗口？是什么类型的变量？大小是多少？ (4) 显示这幅图：imshow(i)； (5) 将变量i转置成j，即j=i'；显示j即imshow(j)；%在胸前左侧花纹怎么会跑到右边的呢？ 举一个例子加以验证：设a=[1 2 3 4 5；6 7 8 9 10；11 12 13 14 15]；b=a’；此时的b与a有什么区别？ (6) 写入到一个新的图像文件'abc.tif'中，即imwrite(j，'abc.tif')。 (7) 清除变量命令：clear 执行这个命令后，workspace窗口中的变量有没有？怎么验证？ (8) 清除用户开设的窗口命令：close all (9) 调入图像文件'abc.tif'并显示。 问题： (1) 操作符“’”是图像的转置的意思，转置两次后，是否回到原图像？ (2) 命令后的符号“；”所起的作用是什么？ (3) 命令是否可以大写母？ 2. 灰度图像 分别选择不同的灰度级（如2、4、16、64、128个）来显示同一幅图像（如testpat1.tif）。 i=imread('testpat1.tif'); figure,imshow(i,2) %显示2个灰度级 figure,imshow(i,4) %显示4个灰度级 figure,imshow(i,16) %显示16个灰度级 figure,imshow(i,64) %显示64个灰度级 figure,imshow(i,128) %显示128个灰度级 3. RGB图像 RGB = imread('ngc6543a.jpg')；%RGB为650*600*3 imshow(RGB);

《遥感数字图像处理》教案

遥感数字图像处理 教 案 主讲：（讲师） 授课学期：

地理信息系统教研室

第1讲 课 题：遥感数字图像处理概述 目的要求：了解数字图像处理的概念、遥感数字图像处理系统的构成、数字图像 处理的应用 教学重点：遥感数字图像处理的应用 教学难点：遥感数字图像处理系统的构成 教学课时：2课时 教学方法：授课为主、鼓励课堂交流 本次课涉及的学术前沿：数字图像处理的发展方向 第1章 概论 1.1 图像和遥感数字图像 1.1.1 图像和数字图像 图像是对客观存在的物体的一种相似性的、生动的写真或描述。 图像的类别：可见图像和不可见图像（根据人眼的视觉可视性） 图像的类别：模拟图像和数字图像（根据图像的明暗程度和空间坐标的连续性） 1)模拟图像 模拟图像可用连续函数来描述。 其特点：光照位置和光照强度均为连续变化的。 2)数字图像 可用矩阵或数组来描述 ) ,(y x F I =⎥⎥⎥⎥⎦ ⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡==------1,11,10,11,11,10,11,01,00,0],[N M M M N N i i i i i i i i i n m I I

像素或像元的属性：具有特定的空间位置和灰度。 1.1.2 遥感数字图像 遥感数字图像是数字形式的遥感图像。不同的地物能够反射或辐射不同波长的电磁波，利用这种特性遥感系统可以产生不同的遥感数字图像。 1.2 遥感数字图像处理 图像处理、模拟图像处理、数字图像处理 1.2.1 遥感数字图像处理的内容 它是研究图像的获取、传输、存储，变换、显示、理解与综合利用的一门崭新学科。 根据抽象程度不同可分为三个层次：狭义图像处理、图像分析和图像理解。 具体而言，遥感数字图像处理的内容包括： 图像的数字化 如何由一幅模拟图像获取一幅满足需求的数字图像，使图像便于计算机处理、分析。 图像变换 图像变换目的在于：处理问题简化、有利于特征提取、加强对图像信息的理解。 图像变换算法很多，重点学习傅立叶变换的算法、性质和应用。 图像增强 介绍各种增强方法及其应用。增强图像的有用信息，消弱噪声的干扰。 图像的恢复与重建 把退化、模糊了的图像复原.包括图像辐射校正和几何校正等内容。 图像编码 简化图像的表示，压缩图像的数据，便于存储和传输。 图像分割 图像分割是指将一幅图像划分为互不重叠的区域的处理。重点介绍图像分割的方法及其应用。 二值图像处理与形状分析 介绍二值图像的几何概念、二值图像连接成分的各种变形算法和二值图像特