浅析数字图像处理与遥感影像处理的区别与联系

雷淑芳

摘 要：随着数字图像处理技术的进一步提高，它的应用领域也在不断拓展。遥感影像处理是将遥感图像按照一定的数学模型，进行变换、加工、产生可为专业人员判读的图像或资料。遥感影像处理不仅要提高视觉效果，处理后的影像应具有地物属性与位置的准确性、良好的实际量测性、多种地物间拓扑关系的分析性等，为图像处理技术在专业领域的应用提出了新的难题。

关键词：数字图像；图像处理；遥感影响处理

一、引言

随着数字图像处理技术的进一步提高，它的应用领域也在不断拓展，遥感影像处理是将遥感影像的模拟信号转变为数字形式的信息输入计算机中，按照一定的数学模型，进行变换、加工、产生可为专业人员判读的图像或资料，遥感影像处理不仅要提高视觉效果，还要恢复原有地形点的位置信息和辐射信息，为图像处理技术在专业领域的应用提出了新的难题。下面就这两种图像处理过程的技术原理和方法进行简要的比较。

二、比较分析

（一）共通的数学原理，不同的数据特征。数字图像与数字遥感影像的记录形式是一致的，都是对连续信号投影后形成的离散二维数字矩阵。图像处理是对二维数字矩阵进行某些数学运算以提高图像质量，从机理上，它们是共通的，涉及高等数学、离散数学、线性代数、概率论和随机过程等数学理论。常用的图像处理方法也是通用的。遥感影像与普通的数字影像在获取方式上又截然不同，普通的数字影像多来源于数字摄像机、扫描仪等设备，成像距离较短，图像空间分辨率高，成像参数随意性强，摄影成像遵循中心投影原理，记录的信息多为物体在可见光波段的反射量。

遥感影像由航天、航空设备上的传感器获得，成像多为顶部成像，即俯瞰地面。由于远离地面，空间分辨率低。多为扫描成像，使用波段顾忌大气窗口，从紫外、可见光、红外、微波等波段都有涉及。获取方式不同，评价影像质量的参数也大有不同，信息量（数字矩阵的大小）也相差甚远。

（二）相同的处理机制，不同的应用目标。数字图像处理的工具可大致分为三类：一是直接在空间域中进行数据运算来处理图像；二是进行图像变换；三是在积分几何和随机集合论的基础上进行运算。它们作为图像处理的核心技术在遥感影像的处理中有大量的应用，特别是在图像增强方面，二者的目的都是改变图像的灰度等级，提高图像对比度；消除边缘和噪声，平滑图像；突出边缘或线状地物，锐化图像；合成彩色图像；压缩图像数据量，突出主要信息。从处理目标上说，数字图像处理的目标主要有三个：（1）提高图像的视感质量，（2）提取图像中所包含的某些特征或特殊信息，这些被提取的特征或信息往往为计算机分析图像提供便利。（3）图像数据的变换、编码和压缩，以便于图像的存储和传输。

遥感影像处理以恢复地形点的正确位置和辐射信息为主要目标，一般分为几何校正与辐射校正。几何处理就是解决遥感图像的几何变形的问题，对遥感图像进行几何纠正。多采用多项式或其他模型改变现有影像像元的几何位置，重新采样输出纠正影像。辐射校正是消除图像数据中依附在辐射亮度中的各种失真的过程，从遥感传感器成像机理出发，分析辐射误差的多种来源，采用适当的方法模型求取真实的辐射量矩阵，方法有回归分析法、直方图等，遥感影像处理更趋向求本溯源，处理过程具有真实的物理意义。

（三）相同的图像运算，不同的解译结果。数字图像处理与遥感影像处理都常通过一系列数学运算使图像增强，达到提取某些信息或去掉某些不需要信息的目的，包括图像的代数运算、逻辑运算和数学形态学运算等。常用方法有差值运算、比值运算和混合运算。加法运算在人像处理中可祛除面部斑点，减少遥感影像随机噪声。差值运算可去除图像背景，增强目标识别，遥感影像中有利于变化事件的动态监测。乘法运算可提取感兴趣的地物，比值运算可用于去除地形坡度和方向引起的辐射量变化等。由于遥感影像处理以几何校正与辐射校正为目的，在图像运算中就带有了很强的目的性和针对性，可以提取植被信息，统计绿量，估计作物产量等。缨帽变换则关注和植被的生长及土壤的密切关系，转换结果对遥感图像的后续处理（如图像融合、计算机分类等）具有重要的意义。

（四）相同的发展趋势，不同的专业侧重。随着计算机技术和人工智能、思维科学研究的迅速发展，数字图像处理向更高、更深层次发展。人们已开始研究如何用计算机系统解释图像，实现类似人类视觉系统理解外部世界，称为图像理解或计算机视觉。这是一个长期而艰巨的研究方向，存在不少困难，现阶段还侧重在图像分析方面。图像分析是对图像中感兴趣的目标进行检测和测量，以获得它们的客观信息，从而建立对图像的描述。往往先区分不同对象，将图像分隔，进而进行特征提取，完成识别不同对象的目的或对图像进行分类，最后对不同对象进行描述，建立不同对象间的相互联系，找出有意义的相似结构。常用方法有邻域分析、查找分析、指标分析、叠加分析、归纳分析等。遥感图像处理的终极目标是逐步实现遥感图像专题信息的自动化提取，建立自动解译的专家系统。由于专业特点，更侧重地形解译，一些地形分析方法，如坡度分析、坡向分析、高程分带、地形阴影、地形校正处理等已有了不俗的研究成果。

结论：遥感影像处理是数字图像处理技术在地学领域的应用，由于专业的独特性，研究方向的专一性，遥感影像处理与数字图像处理从技术原理、方法、发展方向、应用侧重等多方面有相似也有不同之处。数字图像处理技术是遥感影像处理的基础，但由于独特的应用领域和应用需要，遥感影像处理也在促进着更新更好的图像处理技术产生。