请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

遥感集市论坛

 
登录  立即注册
查看: 9213|回复: 41

[数据预处理] 【有趣地学习】一个女生眼中的数据预处理

[复制链接]

30

主题

57

帖子

147

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
147
发表于 2016-6-25 09:36:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
一个女生眼中的图像预处理

        喵叫兽说遥感数据是遥感大餐中的大米,要好好了解它才能把饭菜做得好吃。作为喵叫兽的新晋粉丝,真是太崇拜喵叫兽可以把遥感说得这么通俗易懂,还很有趣。有多少人想跟Leting一样献上膝盖的呢。我决定借着喵叫兽闪亮亮的光环,分享一下Leting眼中的图像预处理。

      为什么下载好的遥感数据不能直接使用还要进行图像预处理呢?
      
      书上的打开方式是这样的:         

   “由于太阳、太阳光强及大气状态的变化,或者遥感本身的不稳定性,致使获取不同遥感图像上的对比度与亮度值存在差异,因而有必要对多景相邻图像进行遥感数据的预处理”

       3s就能看完。作为一个正在接受高等教育的孩子,我保证以上的每一个字我都是认识的,【表情认真状】看完一遍。内心:你说了什么,好吧我再看一次。相信书上的解释能够认真看的孩子最后还是能理解的,可是没有轻松活泼的理解吗?学习就要很认真吗?是时候登场了!!!                                                                     
                                                              

    看了两遍的同学快快坐好,听喵小喵给你一本正经地“胡说八道”。(喵小喵,我刚给自己取得名字【害羞捂脸状】)
    为什么要进行图像预处理?

l  喵小喵的打开方式:
      
   “这个很好理解啊,爱自拍的孩子都懂吧。你以为女生自拍只是45度角“咔嚓”一张照片然后打开朋友圈进行发送吗?NONONO,骗一个赞可没有那么容易哦。所以想想自拍完为什么要P图就不难理解为什么遥感器拍下来的照片还要进行图像预处理。不能满足我们的实际工作呀。。。”

     安利一张图,就问你我美不美,美不美!!!

                                                                       
                                                                                 资源三号摄  2.1m融合  迪拜棕榈群岛
     
    你以为这就结束了吗?作为一个负责任的一本道者,接下来我将详细为大家剖析女生P图的过程。说错了吗?那重新进入一下。

                                                                  “three, two, one,action”
                                                           “接下来小喵将跟大家分享如何做饭”

   数据预处理      
                                                                 
     先花5s熟悉下数据预处理的架构图

                                                                        

     通过架构图可以看出预处理包括以下几个过程:
            
                                                                      1.    几何校正(地理定位、几何精校正、图像配准、正射校正等
                                                                      2.    图像融合
                                                                      3.     图像镶嵌与裁剪
                                                                      4.     大气校正

[size=13.3333330154419px]     接下来小喵将开脑洞+开外挂讲讲我理解的数据预处理,如有错误,欢迎指正喔
         
几何校正
  
  l  书上的打开方式

     引起图像几何变形一般分为两大类:系统性和非系统性。系统性一般有传感器本身引起的,有规律可循和可预测性,可以用传感器模型来校正;非系统性几何变形是不规律的,它可以是传感器平台本身的高度、姿态等不稳定,也可以是地球曲率及空气折射的变化以及地形的变化等。
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.gif

  l  喵小喵的打开方式:

  为了让大家更深刻地理解等下小喵要说的话,小喵先安利两组图。

  NO.1:硬件的PK

                                           
                                                          单反拍出来的星空           手机拍出来的星空图file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image010.jpg  file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image012.jpg
      NO.2:别人家的男朋友拍的照片PK自己家的男朋友拍的照片

                               
                      别人家男朋友拍的照片    自己家男朋友拍的照片(这不是小喵)


       看完两组照片的对比,不知道大家有没有get到小喵要说的点了呢?关于系统性的问题,小喵理解为内部畸变,用第一组照片来进行辅助理解,这一畸变是由传感器的性能差异引起的,针对引起畸变的原因可以进行一个几何粗校正。关于非系统性的问题,小喵理解为外部畸变,用第二组照片进行辅助理解。这一畸变是由运载工具的姿态变化和目标物引起的。因为无论是卫星还是飞机,运动过程中都会因为种种原因产生飞行姿势的变化,同时地形的起伏也会引起变形。   file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image016.jpg
       总的来说,几何畸变表现为像元相对于地面目标的实际位置发生变形,有内外部原因引起,针对几何畸变进行误差校正叫几何校正。

   图像融合:

  l  书上的打开方式:

   “将分辨率的多光谱与高分辨率的单波段影像重采样生成一副高分辨率多光谱影像遥感的图像处理技术,使得处理后的影像既有较高的空间分辨率,又具有多光谱特征。”

  l  喵小喵的打开方式:
小喵我是无障碍地理解了图像融合的概念,如果喵一声就懂的同学可以忽略小喵的脑洞,打开方式不对的喵请接着跟我喵两声吧。联想一下亚洲的三大巫小喵我是无障碍地理解了图像融合的概念,如果喵一声就懂的同学可以忽略小喵的脑洞,打开方式不对的喵请接着跟我喵两声吧。联想一下亚洲的三大巫术,“日本的化妆术,韩国的整容术,中国的P图术”,为了拍一张高逼格的照片,多少次自拍我们不是中日结合的,进阶级的同学还中日韩一起high。当然,小喵认为正确的打开方式还是多做运动多看报。【微笑脸】”

  
图像镶嵌与裁剪file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image018.gif

  l  书上的打开方式

1)    镶嵌
                         当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时,通常需要将两幅或多幅拼接起来形成一幅或一系列覆盖全区的较大的图像。
   (2)    裁剪

                         图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除,常用的是按照行政区划边界或自然区划边界进行图像的分幅裁剪。

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image019.gif
  l  喵小喵的打开方式:

                      这个很好理解,相信大家都不用喵的了!

  大气校正

  l  书上的打开方式【前方高能!一大段文字来袭】

       遥感图像在获取过程中,受到如大气吸收与散射、传感器定标、地形等因素的影响,且它们会随时间的不同而有所差异。因此,在多时相遥感图像中,除了地物的变化会引起图像中辐射值的变化外,不变的地物在不同时相图像中的辐射值也会有差异。利用多时相遥感图像的光谱信息来检测地物变化状况的动态监测,其重要前提是要消除不变地物的辐射值差异。
      辐射校正是消除非地物变化所造成的图像辐射值改变的有效方法,按照校正后的结果可以分为2种,绝对辐射校正方法和相对辐射校正方法。绝对辐射校正方法是将遥感图像的DN(DigitalNumber)值转换为真实地表反射率的方法,它需要获取图像过境时的地表测量数据,并考虑地形起伏等因素来校正大气和传感器的影响,因此这类方法一般都很复杂,目前大多数遥感图像都无法满足上述条件。相对辐射校正是将一图像作为参考(或基准)图像,调整另一图像的DN值,使得两时相图像上同名的地物具有相同的DN值,这个过程也叫多时相遥感图像的光谱归一化。这样我们就可以通过分析不同时相遥感图像上的辐射值差异来实现变化监测。因此,相对辐射校正就是要使相对稳定的同名地物的辐射值在不同时相遥感图像上一致,从而完成地物动态变化的遥感动态监测。

  l  喵小喵的打开方式

       讲真,每看到这种大段文字小喵内心是崩溃的,相信有不少的同学都经历过这种“每一个字都懂,组合在一起就不懂”的淡淡忧伤吧。【捂心口,心好痛】所以小喵至今貌似也没有完全理解透大气校正的奥秘。所以你正在看小喵的“一本道”并且恰巧理解这个,请跟小喵分享一下你的见解呗,我不会告诉你这才是我真的目的。【坏笑中】
在说大气校正前,特别想问一句,有没有孩子跟我一样辐射定标,大气校正,辐射校正三者傻傻分不清呢?【我想一定是有的(>^ω^<)】在一次次翻书找资料之后,小喵开始有点滤清三者的关系了,所以先来安利下这个(有错误欢迎指正哦)。

               l  辐射定标是将记录的原始DN值转换为大气外层表面反射率,目的是消除传感器本身产生的误差。
               l  大气校正是将辐射亮度值转换为地表实际反射率,目的是消除大气散射、吸收、反射引起的误差
               l  辐射校正则是指在光学遥感数据获取过程中,产生的一切与辐射有关的误差的校正。(包括辐射定标和大气校正)

    所以三者的关系是这样的:

                                                                        

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image021.gif
     而这里我们只讲大气校正,是因为精准的校正需要找出每个波段像元亮度值与地物反射率的关系,此类方法太复杂。所以在实际作业中,常常是采用一些简化的处理方式,只去掉主要的大气影响,使得图像质量满足基本要求即可。

    好了,正式开讲小喵理解的大气校正。
     先安利下效果图,通过照片我们可以很直观地看到大气校正的作用是消除大气的影响。

                                                                     
                                                                       大气校正前                            大气校正后
               
       理解了这一点后,我们还要探讨下为什么大气会对辐射造成影响?(有多少人对这点是知其所以但并不知其所以然呢?小喵之前对这点是知道但说不清楚)继续上图:
file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image025.jpgfile:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image023.jpg                                                                                                              
                                                                       大气对辐射影响示意图

       从图中我们可以看出:进入大气的太阳辐射会发生反射、折射、吸收、散射和投射。其中对传感器接收影响最大的是吸收和反射。如果没有大气存在,那么传感器接收的辐照度,只与太阳辐射到地面的福照度和地物反射率有关。但是由于大气的存在,辐射经过大气的吸收和散射,透过率<1,从而减弱了原信号的强度。同时大气的散射光也有一部分直接或经过地物反射进入到传感器,(称之为程辐射)这两部分辐射增强了信号,但却不是有用的。【长叹一口气】

     你看懂了吗?如果没有,喵小喵就简单粗暴点给你解释:因为大气套路太多,传感器接收到的辐射亮度值不是事物的实际反射率呀!

     注:数据预处理一定要进行大气校正吗?这不一定喔,如果你对解译的精度要求不是很高的话可以不做。比如做非监督分类或土地利用变化监测,可以不做大气校正。(为什么突然说这个?因为小喵前不久做了个土地利用变化检测的作业【笑哭】)  

喵小喵说

       虽然小喵一直戏称自己是在一本正经地胡说八道,但其实这是小喵对数据预处理的萌版理解。从某天起get了这个技能后,虽然小喵依然背不出概念,但是脑海中会很容易地想出个大概。所以一本道的初衷不是帮助你精准地理解数据预处理,因为小喵水平实在太有限了,所以只是想分享觉得有趣的理解方法(可能没有什么科学性哦),不过如果有帮助到你记忆深刻了一点,那我会非常开心的。当然,如果有理解错的地方,非常希望大家能给我指出来哦,小喵也想好好学点干货。
       还有个问题想说的是,一开始小喵说P图跟数据预处理的相关性,小喵自己后来想想觉得这种说法很容易引起误解。毕竟自拍P图是具有“照骗”性的,而我们的遥感图像处理小喵认为是要建立各种模型尽可能地反映事物的真实情况的,在这一点上两者是相反的。但其实小喵想表达的是正是知道照片的缺陷,所以我们才会通过各种方式去纠正。不知道大家get到的是不是这一点呢。
       再来强调一次,其实小喵的遥感水平真是很有限很有限,所以有错误的地方请大家一定要给我指出来喔,小喵会继续努力的。
再来谈谈我心目中闪亮亮的喵叫兽。叫兽要做趣味遥感,让越来越多人感受到遥感的魅力,让遥感流行起来。恩,喵叫兽是喵小喵前进方向,还是小小的喵小喵的我,希望能和大家一起有趣地学习,有一天像喵叫兽那么厉害。
       最后,小喵想跟大家分享“布鞋院士”李小文的一段话:
     “遥感影像的应用处理,相对于一般传统意义上的图像处理,就好比拿一幅加噪、模糊后的蒙娜丽莎画像的照片,要求计算机处理后不但要滤除噪声,恢复高频分量,而且要知道蒙娜丽莎究竟是什么表情,为什么会有那样的表情”

       写在最后的最后:
      【新人发帖表示真的很忐忑+紧张】一个月以前写的帖子,当初写完不满意不想发。时隔一个月后再看是不敢发了。灌了自己几碗鸡汤后,觉得还是有必要发一下,凡事都有第一次的呀,要敢于接受群众的意见(坚定的表情)。所以如果本文有幸被你看到,非常非常希望您能留下脚印哦。谢谢!

本帖子中包含更多资源

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?立即注册

x
回复

使用道具 举报

6

主题

28

帖子

46

积分

RS学酥

Rank: 2

积分
46
发表于 2016-6-27 17:36:51 | 显示全部楼层
一直比较迷糊,拜读后,终于大致懂了
回复 支持 反对

使用道具 举报

30

主题

57

帖子

147

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
147
 楼主| 发表于 2016-6-28 23:21:07 | 显示全部楼层
xiaoqiao 发表于 2016-6-27 17:36
一直比较迷糊,拜读后,终于大致懂了

哈哈~是吗,能让你看懂我也非常开心。
回复 支持 反对

使用道具 举报

6

主题

28

帖子

46

积分

RS学酥

Rank: 2

积分
46
发表于 2016-6-29 08:56:03 | 显示全部楼层
Leting 发表于 2016-6-28 23:21
哈哈~是吗,能让你看懂我也非常开心。

期待继续讲解其他内容
回复 支持 反对

使用道具 举报

5

主题

337

帖子

370

积分

RS学魔

Rank: 10Rank: 10Rank: 10

积分
370
发表于 2016-7-6 01:48:15 | 显示全部楼层
有才!期待其他讲解!
回复 支持 反对

使用道具 举报

30

主题

57

帖子

147

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
147
 楼主| 发表于 2016-7-6 12:19:57 | 显示全部楼层
nimo20151201 发表于 2016-7-6 01:48
有才!期待其他讲解!

谢谢支持啦。刚刚来更新一篇了。欢迎围观哦
回复 支持 反对

使用道具 举报

6

主题

24

帖子

42

积分

RS学酥

Rank: 2

积分
42
发表于 2016-7-19 12:24:14 来自手机 | 显示全部楼层
文章真心不错啊,实习小编有才啊,喵教授的关门弟子啊
回复 支持 反对

使用道具 举报

30

主题

57

帖子

147

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
147
 楼主| 发表于 2016-7-19 16:21:38 | 显示全部楼层
Nicolas816 发表于 2016-7-19 12:24
文章真心不错啊,实习小编有才啊,喵教授的关门弟子啊

我也想看到喵~至今没看到喵【已经在内心呼唤千万遍了】
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

41

帖子

42

积分

RS学酥

Rank: 2

积分
42
发表于 2016-7-20 23:18:07 | 显示全部楼层
猴赛雷,猴赛雷
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

41

帖子

42

积分

RS学酥

Rank: 2

积分
42
发表于 2016-7-20 23:19:37 | 显示全部楼层
顶礼膜拜中,敢问小编是在读书吗?
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

41

帖子

42

积分

RS学酥

Rank: 2

积分
42
发表于 2016-7-20 23:39:56 | 显示全部楼层
当年(其实也就是去年)考遥感的时候重要知识点包括小编讲的,要是早些看到就好了,不用自己琢磨那久了。。。。。。
回复 支持 反对

使用道具 举报

30

主题

57

帖子

147

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
147
 楼主| 发表于 2016-7-21 09:34:19 | 显示全部楼层
ocean 发表于 2016-7-20 23:39
当年(其实也就是去年)考遥感的时候重要知识点包括小编讲的,要是早些看到就好了,不用自己琢磨那久了。。。 ...

如果你还没考地理坐标,投影坐标这些,也可以去看看喵教授写的投影坐标系的内容,我记得我当年都有考。(简略版可以看我的,不过坐标的内容貌似我是大一就考了)
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

1

帖子

1

积分

RS学渣

Rank: 1

积分
1
发表于 2016-8-10 18:13:25 | 显示全部楼层
讲得不错啊
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

5

帖子

6

积分

RS学渣

Rank: 1

积分
6
发表于 2016-8-11 11:36:07 | 显示全部楼层
一口气看完了,不错不错
回复 支持 反对

使用道具 举报

30

主题

57

帖子

147

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
147
 楼主| 发表于 2016-8-15 09:20:12 | 显示全部楼层

掐指一算,这位盆友是参加了遥感大会吧
回复 支持 反对

使用道具 举报

30

主题

57

帖子

147

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
147
 楼主| 发表于 2016-8-15 09:21:11 | 显示全部楼层
Nick 发表于 2016-8-11 11:36
一口气看完了,不错不错

感谢感谢
回复 支持 反对

使用道具 举报

2

主题

26

帖子

32

积分

RS学酥

Rank: 2

积分
32
发表于 2016-9-11 20:42:31 | 显示全部楼层
写的不错
回复

使用道具 举报

0

主题

7

帖子

7

积分

RS学渣

Rank: 1

积分
7
QQ
发表于 2016-9-24 17:28:42 | 显示全部楼层
【有趣地学习】一个女生眼中的数据预处理
http://bbs.rscloudmart.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1708&fromuid=56675

回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

7

帖子

7

积分

RS学渣

Rank: 1

积分
7
发表于 2016-9-25 21:36:35 | 显示全部楼层
一本道的初衷
回复 支持 反对

使用道具 举报

0

主题

7

帖子

7

积分

RS学渣

Rank: 1

积分
7
发表于 2016-9-25 21:37:27 | 显示全部楼层
写得好,遥感新手留
回复 支持 反对

使用道具 举报

发表回复

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

7 人签到
将意见发给我们
  • 通过email将您的想法和建议发给我们

    编辑部:bbs@rscloudmart.com

联系我们
  • 论坛官方QQ群:128651389

    论坛客服QQ:2739549450

遥感集市服务热线
  • 400-674-7498

QQ|小黑屋|遥感集市论坛 ( 粤ICP备12003192号-2

GMT+8, 2018-8-19 11:55 , Processed in 0.135966 second(s), 33 queries, Gzip On.

Powered by Discuz! X3.1 Copyright
© 2001-2013 Comsenz Inc.    All Rights Reserved.

快速回复 返回顶部 返回列表