遥感地质学：第4章 遥感图像的增强处理和计算机图像分类.pdf

第4章 遥感图像处理和 遥感数字图像计算机解译 在遥感技术中，对遥感器接收到的原始信息作适当 的技术加工，制作成有一定精度和质量的图像，以及从 中提取有用信息的过程，称为遥感图像处理。按其工作 性质和内容，可分为预处理和分析判读处理两类。 预处理是把原始遥感数据加工处理成有一定精度和 质量、可供用户使用的图像或数字光盘（磁带）。这一 工作主要由接收遥感信息的部门承但，其内容包括几何 校正和辐射校正。 分析判读处理则是对预处理产品进行再加工，以提 高图像的分辨效果（称之为增强处理）或提取对特定专 业有用的专题信息（称之为识别分类处理）。遥感地质 研究所涉及的主要是分析判读处理。 §1.彩色原理 §2.遥感图像的光学增强处理简介 §3.遥感数字图像校正 §4.遥感图像的数字增强处理 §5.计算机图像识别分类 §1 彩色原理 为了从遥感图象上提取更多的有用信息，通 常对遥感图象进行光学和电子光学处理，使黑白 图象处理成真彩色或假彩色图象。由于人眼对彩 色特别敏感，可以分辨出上千种颜色，而对黑白 系列的色调只能分辨出7—10个灰度系列。因此 ，彩色图象有利于区分更多的地物。从遥感图象 彩色处理意义上讲，彩色原理便成为遥感技术物 理基础的重要组成部分。本节主要介绍彩色的基 本原理，有关彩色的基本理论，请参阅《色度学 》方面的有关知识。 1.1彩色和色觉 1.1.1 色彩的产生 在日常生活中，人们可以看到自然界各种各 样的颜色，但是在黑夜什么颜色都看不见了，这 是为什么？物理学告诉我们，各种物体所呈现出 来的颜色都是由于物体对发光体（如太阳、电灯 等）的入射光作有选择性的吸收和反射造成的。 例如： ①海水为什么呈兰色？是因为海水选择性反射 蓝光，吸收其余色光造成的。 ②绿色的植物，是因为有选择性的反射绿光， 吸收其它色光造成的。 此外，物体的颜色还取决于入射光源的颜色 （波长）。例如白纸、白色的大理石、可以被 各种色光（波长）的灯照射出各种颜色，红色 光照白纸成红色纸。这就是所谓有光才有色， 无光便无色。 1.1.2 色觉 色觉是指一定波长的电磁波在人眼中引起的 视觉反映。 我们知道人眼的视网膜内有视觉细胞和与之 相连的视神经。视觉细胞按其形状可分为： ①杆状细胞：呈杆状，感光度高，能够区分光的强 弱，但不能区分光的颜色。 ②锥状细胞：呈圆锥形，能区分光的颜色，但对光 的强弱不敏感，只能在强光下工作。所以人们在光线很 弱时，不易区分各种颜色。 锥状细胞可进一步分为三种： A.感蓝单元：对0.4—0.5μ波长的刺激感觉灵敏，产 生蓝色感觉。 B.感绿单元：对波长为0.5—0.6μ的绿光刺激感觉灵 敏，产生绿色感觉。 C.感红单元：对波长为0.6—0.7μ的红光刺激感觉灵 敏，产生红色感觉。 以上三种感色细胞受到刺激后，将会通过视 神经系统传送到大脑而得到色觉。其结果如下： a.当三种感色细胞受到同等程度的刺激，便 得到消色感觉。 受到强烈刺激时，便得到白色感觉。 受到弱刺激时，便得到黑色感觉。 受到中等程度刺激时，得到灰色感觉。 b.当三种感色细胞分别受到不同程度的刺激 ，则可混合构成彩色感觉。 1.1.3 彩色三要素 （1）色别 （色调）：指颜色的类别，如：红、绿、兰 等。它是区分地物的主要标志。物体的颜色取决于辐射源 的光谱组成和地物表面反射各波长辐射量的比例。 （2）饱和度：指颜色的纯洁程度，取决于物体反射光 谱的选择性。 如物体对某一较窄波段的反射率很高，而对其它波长的 反射率很低或无反射，则表明它有很高的光谱选择性，其 颜色的饱和度就越高。 （3）明度 （强度）：是指颜色的明暗程度。反映了物 体对某一波段反射率的大小。反射率高明度越大，否则则 相反。 由于颜色具有上述三个特征，这就使得人眼对颜色区分 的数量大大增加，为我们对遥感图象的解译提供了十分丰 富的颜色信息。 1.2 三原色原理 人们通常把红、绿、蓝三种颜色光称为三原（基） 色。从三原色视觉原理可知，任何一种颜色，都可以由 三原色按一定比例组合而成，因此，任何一种颜色，都 可以用三