Обработка и фильтрация данных дистанционного зондирования
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Курсовая работа
Обработка и фильтрация данных дистанционного зондирования
Содержание
Введение
.Предварительная обработка данных дистанционного зондирования
1.1Геометрическая коррекция спутниковых изображений
1.2Радиометрическая коррекция результатов дистанционного зондирования
.3Атмосферная коррекция
.4Восстановление пропущенных пикселов
.5Улучшение изображений путем изменения контраста
2.Линейная пространственно-инвариантная фильтрация изображений
.1Пространственные инвариантные операторы
2.2Линейные преобразования в частотной плоскости
.3Применение линейной фильтрации в частотной плоскости
.4Линейная локальная фильтрация
3.Нелинейная фильтрация изображений
.1Медианная фильтрация
3.2Сигма-фильтр
.3Нелинейные градиентные фильтры
.4Кепстральная обработка
.5Фильтры, использующие ряд Вольтерра
Заключение
Приложение
Список использованной литературы
Введение
В последнее десятилетие для России важную роль приобрели спутниковые дистанционные методы исследования ее территории. Это связано как с дальнейшим совершенствованием космической техники, так и со свертыванием авиационных и наземных методов мониторинга. Особенно большое значение спутниковые методы имеют для севера России и азиатской ее части.
Основные области применения спутникового дистанционного зондирования - получение информации о состоянии окружающей среды и землепользовании, изучение растительных сообществ, оценка урожая сельскохозяйственных культур, оценка последствий стихийных бедствий: наводнений, землетрясений, извержений вулканов, лесных пожаров. Средства дистанционного зондирования эффективны при изучении загрязнения почвы и водоемов, льдов на суше и на воде, в океанологии. Эти средства позволяют получать сведения о состоянии атмосферы, в том числе в глобальном масштабе.
Данные зондирования поступают в виде изображений, как правило, в цифровой форме, обработка ведется на ЭВМ, поэтому проблематика дистанционного зондирования тесно связана с цифровой обработкой изображений.
Цель данной работы - обзор основных методов цифровой обработки изображений.
1. Предварительная обработка данных дистанционного зондирования
Предварительная обработка данных дистанционного зондирования заключается в геометрической коррекции спутниковых изображений, радиометрической и атмосферной коррекции, восстановлении пропущенных пикселов и улучшения изображений путем изменения контраста
1.1Геометрическая коррекция спутниковых изображений
обработка фильтрация изображение дистанционное зондирование
Для сканеров оптического диапазона с цилиндрической разверткой основной причиной таких искажений является кривизна поверхности Земли.
Рис. 1. Формирование спутниковых сканерных изображений
Специфические искажения, связанные с тем, что наблюдение ведется под углом к надиру, возникают при использовании сканеров с линейной разверткой и радиолокационных станций бокового обзора. Но существуют и другие источники искажений. Солнечно-синхронные орбиты природоведческих спутников проходят не через ось вращения Земли, а имеют наклон относительно нее. Поэтому, если спутник движется с севера на юг (нисходящий виток орбиты), то вверху изображения будет не север, как на карте, а, например, север-северо-восток. К тому же во время сеанса приема спутниковой информации Земля поворачивается на некоторый угол (за 1 мин на 0,25). Такие искажения могут быть скомпенсированы, если известны проекция орбиты спутника на земную поверхность и механизм искажений. Однако проще использовать другую методику, эффективную также в случаях, когда требуется обрабатывать архивные изображения, для которых орбитальные данные неизвестны и неизвестен угол отклонения оси сканирования от надира.
Объекты на спутниковых изображениях бывает необходимо сопоставлять с географической картой (осуществить географическую привязку спутниковых данных) для определения географических координат объектов. Географическую привязку и геометрическую коррекцию возможно объединить в одну операцию совмещения деталей спутникового изображения и карты. Пусть система координат (х, у) соответствует спутниковому изображению, а система (u, v) - карте. Требуется найти преобразование uk=f(xk, уи), vk = g(xk, yk), устанавливающее соответствия между положением k-го пиксела на изображении и географическими координатами. Так как вид функций f и g заранее не известен, то применяется полиномиальная аппроксимация. Обычно используются полиномы второй степени:
Система 1. Первые члены с коэффициентами a0, b0 ответственны за сдвиг изображения по x и по y. Члены с коэффициентами а1, а2, b1, b2 отвечают за линейное изменение масштаба по x и по y, члены с a3 и b3 - за вращение изображения, члены с a4, a5, b4, b5 - за нелинейное изменение масштаба.
Коэффициенты аi и bi определяются из решения системы 1. На изображении и на карте отыскивают одинаковые точки (их называют контрольными точками - control points, reference points), их координаты подставляют в уравнения. В качестве контрольных точек удобно использовать элементы гидросети - устья рек, мысы, крутые изгибы русла рек и т. п. Количество точек д?/p>