十分鐘讓你了解遙感數據處理

遙感技術(shù)自20世紀60年代興起以來(lái)，被應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，故這種處理也稱(chēng)遙感圖像信息處理。

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(guò)處理后的圖像能更真實(shí)地表現原景物真實(shí)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?zhuān)?/span>

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(zhuān)題信息。遙感信息處理分為模擬處理和數字處理兩類(lèi)（見(jiàn)數據釆集和處理）。

遙感數據處理過(guò)程

多譜段遙感信息的處理過(guò)程是：

①數據管理：地面臺站接收的原始信息經(jīng)過(guò)攝影處理、變換、數字化后被轉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(hù)選用。

②預處理：利用處理設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誤差進(jìn)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(chēng)為幾何精校正；消除因不同譜段的光線(xiàn)通過(guò)大氣層時(shí)受到不同散射而引起的畸變，稱(chēng)為大氣校正。

④信息提?。喊从脩?hù)要求進(jìn)行多譜段分類(lèi)、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(shí)況調查與不同高度、不同譜段遙感獲得的信息綜合編輯，并繪制成各種專(zhuān)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、認知模型、地學(xué)專(zhuān)家知識以及影像處理系統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(lèi)識別以及提取的精度和可靠性。統計分類(lèi)、模糊技術(shù)、專(zhuān)家知識和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )分類(lèi)有機結合構成一個(gè)復合的分類(lèi)器，大大提高分類(lèi)的精度和類(lèi)數。多平臺、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合應用，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的開(kāi)發(fā)應用也有待進(jìn)一步研究。

多源遙感數據融合

遙感數據融合技術(shù)旨在整合不同空間和光譜分辨率的信息來(lái)生產(chǎn)比單一數據包含更多細節的融合數據，這些數據來(lái)自于安放在衛星、飛行器和地面平臺上的傳感器。融合技術(shù)已成功應用于空間和地球觀(guān)測領(lǐng)域，計算機視覺(jué)，醫學(xué)影像分析和防衛安全等眾多領(lǐng)域。

遙感數據處理的發(fā)展趨勢

遙感技術(shù)正在進(jìn)入一個(gè)能夠快速準確地提供多種對地觀(guān)測海量數據及應用研究的新階段，它在近一二十年內得到了飛速發(fā)展，目前又將達到一個(gè)新的高潮。

這種發(fā)展主要表現在以下4個(gè)方面：

1.     多分辨率多遙感平臺并存

空間分辨率、時(shí)間分辨率及光譜分辨率普遍提高。目前，國際上已擁有十幾種不同用途的地球觀(guān)測衛星系統，并擁有全色0．8～5m、多光譜3．3～30m的多種空間分辨率。隨著(zhù)遙感應用領(lǐng)域對高分辨率遙感數據需求的增加及高新技術(shù)自身不斷的發(fā)展，各類(lèi)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(lái)的具有良好應用前景的主動(dòng)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(shí)、全天候工作。微波遙感采用多極化、多波段及多工作模式，形成多級分辨率影像序列，以提供從粗到細的對地觀(guān)測數據源。成像雷達、激光雷達等的發(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，研制出新型傳感器，開(kāi)拓新的工作波段，獲取更高質(zhì)量和精度的遙感數據是今后遙感發(fā)展的一個(gè)必然趨勢。

3.     遙感的綜合應用不斷深化

目前，遙感技術(shù)綜合應用的深度和廣度不斷擴展，表現為從單一信息源分析向包含非遙感數據的多源信息的復合分析方向發(fā)展；從定性判讀向信息系統應用模型及專(zhuān)家系統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(guò)遙感的定量分析，實(shí)現了從區域專(zhuān)題研究向全球綜合研究發(fā)展，從室內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的環(huán)境變化監測。多時(shí)相遙感的動(dòng)態(tài)監測，可獲取我國當前城市化過(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)現遙感的綜合應用。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(shí)代的到來(lái)

隨著(zhù)衛星遙感的興起，計算機與通信技術(shù)的進(jìn)步以及各時(shí)期軍事情報部門(mén)的需要，數字成像技術(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(guān)測為目的的遙感衛星，并逐步向商用化轉移。因此，國際上商業(yè)遙感衛星系統得到了迅速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)界特別是私營(yíng)企業(yè)直接參與或獨立進(jìn)行遙感衛星的研制、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(guò)傳感器裝置得到的數據是包含重要信息的原始遙感數據，要使這些重要信息能夠服務(wù)于實(shí)際應用，就必須對這些原始的遙感數據進(jìn)行相應處理，提取各種重要的專(zhuān)題信息，如土地建設情況、植被覆蓋率、農作物產(chǎn)量和水深等等。遙感圖像處理可以采取光學(xué)處理和數字處理兩種方式，而計算機數字圖像處理由于其可重復性好、便于與GSI結合等特點(diǎn)，目前被廣泛采用。

數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)計算機進(jìn)行輔助處理的類(lèi)型可以歸納為以下七種主要類(lèi)型的一種或幾種:

一，圖像校正與恢復，這種類(lèi)型的處理包括輻射糾正、幾何糾正以及消除數據中出現的噪音而進(jìn)行的處理。

二，圖像增強， 應用于圖像數據的增強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據。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(lèi)，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(lèi)(Classification)。

四，數據的復合與GIS的綜合，數據合并的目的常常是將遙感數據與GIS中其他信息資源相結合。例如，遙感圖像數據常常與土壤、地形、物主、行政分區等輔助信息結合。

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(huì )。

六，生物物理建模，目的是把由遙感系統定量記錄的數字化數據和地理測量的生物物理特征及現象聯(lián)系起來(lái)。例如，遙感數據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。

七，圖像傳輸與壓縮，隨著(zhù)可獲取的遙感圖像數據的大量增加，以及從因特網(wǎng)上分發(fā)數據的增加，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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