一、说明
(一)课程性质
核心课程。
(二)教学目的
通过学习使学生掌握遥感数字图像处理的基本概念、基本理论和基本技能,了解遥感数字图像处理的基本方法和应用。
(三)教学内容
遥感数字图像处理的基本概念,遥感数字图像处理的发展历程与应用领域,遥感图像处理系统,遥感数字图像的几何处理,遥感图像的辐射校正,遥感数字图像增强处理,遥感图像的计算机分类,遥感数字图像分析方法,遥感数字图像处理软件使用。
(四)教学时数
72学时。理论教学36学时,实验教学36学时。
(五)教学方式
课堂讲授,上机实验。
二、本文
理论部分
第一章 绪论
教学要点:
遥感数字图像的概念;遥感数字图像处理的内容、特点及应用;遥感数字图像处理系统;遥感数字图像处理的发展及与其他学科的关系。
教学时数:
2学时。
教学内容:
第一节 遥感数字图像
图像与遥感数字图像的概念,遥感图像的获取;遥感图像的数字化,遥感数字图像的基本特点和类型,多波段遥感数字图像的基本格式。
第二节 遥感数字图像处理的基本概念
遥感数字图像处理,遥感数字图像处理的内容,遥感数字图像处理的特点,遥感数字图像处理的应用。
第三节 遥感数字图像处理系统
遥感数字图像处理的硬件系统,遥感数字图像处理的软件系统,几种遥感数字图像处理系统介绍。
第四节 遥感数字图像处理的发展及与其他学科的关系
遥感数字图像处理技术的发展,遥感数字图像处理与其他学科的关系。
考核要点:
掌握遥感数字图像与遥感数字图像处理的定义;了解遥感数字图像处理的发展历程及应用领域。了解遥感数字图像处理系统的组成;了解遥感数字图像处理学的研究内容。
第二章 遥感数字图像处理基础
教学要点:
遥感图像的获取和数字化;遥感图像的类型;数字图像分辨率;遥感图像的数字表示;遥感图像的统计描述。
教学时数:
4学时。
教学内容:
第一节 遥感数字图像的获取和存储
遥感图像的获取和数字化;常用遥感平台及其传感器特征;遥感图像的类型;遥感数字图像的级别和数据格式;数字图像分辨率。
第二节 遥感数字图像的表示
遥感图像模型;遥感图像的数字表示。
第三节 遥感数字图像的统计描述
图像的灰度直方图,单波段图像的统计特征,多波段图像的统计特征,窗口、邻域和卷积,纹理。
考核要点:
掌握遥感数字图像的获取和存储方法,了解遥感图像模型的概念,掌握遥感数字图像的数字表示和统计描述。
第三章 遥感数字图像的几何处理
教学要点:
遥感数字图像几何处理概念;中心投影影像的几何纠正;多中心投影数字图像几何纠正;侧视雷达图像的几何纠正。
教学时数:
6学时。
教学内容:
第一节 遥感数字图像几何处理概念
遥感图像的几何变形误差的影响因素;遥感数字图像几何纠正的一般过程。
第二节 中心投影影像的几何纠正
FFT算法原理,运算次数,逆FFT,算法实现。
第三节 多中心投影数字图像几何纠正
CCD直线阵列推扫式传感器的构像方程;全景摄影机的构像原理与构像方程;红外和多光谱扫描仪的构像原理与构像方程;多中心投影构像的几何校正。
第四节 侧视雷达图像的几何纠正
侧视雷达图像的几何特点;SAR的构像方程;SAR图像的几何处理。
考核要点:
理解遥感图像的几何变形误差的影响因素,了解遥感数字图像几何纠正的一般过程,掌握中心投影和多中心投影影像的几何纠正方法。了解侧视雷达图像的几何纠正方法。
第四章 遥感图像的辐射校正
教学要点:
辐射校正的含义和目的;辐射误差校正的原理与方法;遥感卫星辐射校正场。
教学时数:
6学时。
教学内容:
第一节 辐射校正概述
辐射校正的含义;辐射传输方程;辐射误差产生的原因;辐射校正的目的。
第二节 辐射误差校正的原理与方法
因传感器的灵敏度特性引起的辐射误差校正;因大气影响引起的辐射误差校正;因太阳辐射引起的辐射误差校正;其他辐射误差校正。
第三节 遥感卫星辐射校正场概述
辐射校正场的国外发展概况;建立辐射校正场的目的;传感器辐射校正的基本原理与方法;我国的辐射校正场。
考核要点:
识记辐射校正的含义和目的,理解辐射误差产生的原因;领会和掌握辐射误差校正的原理与方法。
第五章 遥感数字图像增强处理
教学要点:
遥感数字图像的辐射增强;空间增强;频率域增强;彩色增强;图像运算;多光谱增强。
教学时数:
6学时。
教学内容:
第一节 辐射增强
灰度线性拉伸,分段线性拉伸;指数和对数非线性变换,其他非线性变换。
第二节 空间增强
邻域处理;卷积运算;平滑;锐化。
第三节 频率域增强
快速傅立叶变换;频域增强原理和分类;低通滤波,高通滤波,带通和带阻滤波;同态滤波。
第四节 彩色增强
低彩色密度分割;从灰度到彩色的变换;假彩色分成,真彩色增强。
第五节 图像运算
加法运算,差值运算,植被指数,图像融合
第六节 遥感图像的多光谱增强处理
主成分变换,主成分逆变换,缨帽变换。
考核要点:
掌握辐射增强、空间域和频率域图像增强的基本原理和实现方法,领会空间域和频率域图像增强的差异;理解彩色增强的主要方法,掌握遥感图像的多光谱增强处理技术。
第六章 遥感图像的计算机分类
教学要点:
计算机分类的原理;判别函数;非监督分类方法;监督分类方法;计算机分类新方法。
教学时数:
5学时。
教学内容:
第一节 遥感图像计算机分类的一般原理
计算机分类的基本原理;计算机分类的一般过程。
第二节 判别函数
距离判别函数;最大似然法判别函数;其他判别函数。
第三节 非监督分类
初始类别参数的确定;ISODATA算法;K-mean算法;应用举例。
第四节 监督分类
训练区的选择;线性判别分析;最大似然比分类;平行管道分类;最小距离分类;精度检验。
第五节 光谱特征分类中的辅助处理技术
上下文分析方法;基于地形信息的计算机分类处理;辅以纹理特征的光谱特征分类法。
第六节 计算机分类新方法
神经网络分类器;基于小波神经网络的遥感图像分类;模糊聚类法;决策树分类;专家系统方法的应用。
考核要点:
理解监督分类和非监督分类的概念。掌握常见数字图像分类方法。
第七章 遥感数字图像分析方法
教学要点:
遥感数字图像的一般分析方法;地形分析方法;空间建模分析。
教学时数:
5学时。
教学内容:
第一节 一般分析方法
邻域分析;查找分析;指标分析;叠加分析;归纳分析;分类后处理分析。
第二节 地形分析
坡度分析;坡向分析;高程分带;地形阴影;地形校正处理;栅格等高线。
第三节 空间建模
空间建模工具;图形模型的类型;图形模型的形成;模型生成器;操作过程。
考核要点:
掌握遥感数字图像的一般分析方法,地形分析方法和空间建模分析方法。
第八章 遥感图像处理软件
教学要点:
遥感数字图像软件及功能简介。
教学时数:
2学时。
教学内容:
第一节 ERDAS遥感数字图像软件
ERDAS遥感数字图像软件概述、主要功能。
第二节 其他遥感数字图像软件
PCI遥感图像软件,ENVI遥感图像软件,IDRISI遥感图像软件。
考核要点:
了解常用主流遥感数字图像处理软件及功能。
实验部分
(一)基本要求
通过在ERDAS IMAGINE软件环境下的实验教学,培养学生问题分析和解决实际问题的能力。要求学生掌握遥感数字图像处理方法,能综合考虑软件系统的功能,熟练掌握软件的基本操作,为后续知识学习和研究工作开展奠定基础。
(二)实验项目总表
序号 |
实验项目名称 |
学时数 |
项目类别 |
项目类型 |
1 |
遥感图像显示与数据输入输出 |
4 |
基础 |
必做 |
2 |
遥感图像的几何校正 |
4 |
基础 |
必做 |
3 |
遥感图像的增强 |
4 |
基础 |
必做 |
4 |
遥感图像的分类 |
4 |
基础 |
必做 |
5 |
图像分析 |
4 |
基础 |
必做 |
6 |
矢量处理和专题制图 |
4 |
设计 |
必做 |
7 |
空间建模 |
4 |
设计 |
必做 |
8 |
综合课题(实验考试) |
8 |
设计、综合 |
必做 |
三、参考书目
1、汤国安等,遥感数字图像处理,科学出版社,2004
2、韦玉春等,遥感数字图像处理教程,科学出版社,2007
3、章孝灿等,遥感数字图像处理,浙江大学出版社,1997
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