遙感數字圖像處理教學大綱課程名稱(英文)：遙感數字圖像處理（Remote Sensing Digital Image Processing）課程代碼：0806A03課程類別：專業(yè)主干課程學 時：51學時（51上機學時）學 分：3學分考核方式：考查適用對象：2009級攝影測量與遙感專業(yè)一、課程簡介本課程是攝影測量與遙感學生必修的一門的專業(yè)主干課，是以理論聯系實踐為主，注重運用，重視上機實踐的一門課程。該課程以地理科學為背景，在學習了遙感技術的基本理論、基本知識的基礎上；著重介紹遙感信息處理的一般原理、過程與方法；掌握遙感數字圖像處理技術的發(fā)展動態(tài)與實際應用。主要內容包括：遙感數字圖像的獲取和存儲、表示和描述，遙感數字圖像的各種變換（遙感圖像幾何校正、遙感圖像輻射變換、遙感圖像增強變化、K-L變換、遙感圖像計算機分類等）等。通過本課程的教學，可以使學生樹立正確遙感數字圖像處理的概念，培養(yǎng)學生良好的計算機實踐習慣。本課程授課一學期，每周3學時，總計為51學時。二、教學目的及要求本課程主要教學目的是使學生了解和掌握遙感信息處理的基本知識、方法、基本技能和發(fā)展動態(tài)，初步掌握應用遙感信息處理技術分析和解決實際問題的能力。通過理論學習、上機實踐等環(huán)節(jié)，進一步增強學生對本課程的理解，并在此基礎上使學生進一步掌握遙感圖像成像的基本原理、基本理論和這些理論在遙感圖像處理中的應用，掌握遙感數字圖像處理的基本方法，能夠熟練使用常用的遙感數字圖像處理軟件（ERDAS、ENVI等）進行圖像處理。三、教學重點及難點1）遙感圖像的預處理； 2）遙感圖像增強處理的基本原理、基本方法；根據圖像自身特點選擇圖像增強方式；3）利用監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類實現遙感圖像計算機分類，掌握監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的區(qū)別和具體操作的方法；監(jiān)督分類訓練區(qū)的選擇和圖像后處理方法；4）根據對圖像的理解，利用圖像計算機分類處理方法實現遙感圖像分類。四、與其它課程的關系先修課程：地圖學、遙感原理與方法五、教學內容第1章 緒論 （3學時）本章主要教學內容：1.1什么是數字圖像1.2數字圖像處理1.3遙感數字圖像處理1.4常用的遙感數字圖像處理軟件本章教學目的及要求：了解數字圖像、數字圖像處理的基本概念；遙感數字圖像處理的任務和作用及發(fā)展史；常用的處理軟件有哪些；課程開設目的與要求。本章教學重點及難點：什么是數字圖像；數字圖像處理包括哪些內容；遙感數字圖像處理與數字圖像處理的聯系與區(qū)別。第2章 遙感數字圖像的獲取和存儲 （6學時）本章主要教學內容：2.1遙感圖像的獲取和數字化2.2常用的遙感平臺及傳感器2.3遙感數字圖像的類型2.4遙感數字圖像的級別和數據格式本章教學目的及要求：掌握遙感數字圖像的獲取和數字化方式；遙感數字圖像的類型有哪些，以及這些數據圖像的級別和存儲的數據格式類型。本章教學重點及難點：要求學生了解和掌握常用遙感平臺的數據獲取原理、技術特點、數據特征及主要應用；遙感數字圖像的級別和存儲格式。第3章 遙感數字圖像的表示和描述統(tǒng)計 （6學時）本章主要教學內容：3.1遙感圖像模型3.2遙感圖像的數字表示3.3單波段圖像的統(tǒng)計特征3.4多波段圖像的統(tǒng)計特征本章教學目的及要求：了解遙感圖像的模型；掌握遙感圖像的數字表示，及其單、多波段的圖像統(tǒng)計特征。本章教學重點及難點：遙感數字圖像的矩陣表示；單、多波段遙感圖像的各種統(tǒng)計參數的特征及其意義；直方圖的定義及應用。第4章 遙感數字圖像的預處理 （12學時）本章主要教學內容：4.1輻射校正4.1.1輻射校正概述（輻射校正的含義、輻射傳輸方程、輻射誤差產生的原因、輻射校正的目的）4.1.2輻射誤差校正的原理與方法（因傳感器的靈敏度特性引起的輻射誤差校正、因大氣影響引起的輻射誤差校正、因太陽輻射引起的輻射誤差校正、其他輻射誤差校正）4.2幾何校正4.2.1遙感數字圖像幾何處理概述（遙感圖像的幾何變形誤差的影響因素）4.2.2幾何精校正的原理和方法（遙感數字影像幾何糾正的一般過程）4.3遙感數字圖像的裁切和鑲嵌4.3.1遙感數字圖像的裁切4.3.2遙感數字圖像的鑲嵌本章教學目的及要求：了解輻射校正的含義及其校正方法；掌握幾何精校正的原理及方法；學會對遙感數字圖像進行裁切和鑲嵌。本章教學重點及難點：輻射傳輸方程、輻射誤差產生的原因、輻射校正的目的；遙感圖像的幾何變形誤差的影響因素、幾何精校正過程；規(guī)則裁切和不規(guī)則裁切的方法以及鑲嵌的注意事項。第5章 遙感數字圖像的增強處理 （12學時）本章主要教學內容：5.1輻射增強（直方圖、線性變換、非線性變換、其他非線性變換）5.2空間增強（領域處理、卷積運算、平滑、銳化）5.3頻率域增強（快速傅立葉變換、頻率域平滑、頻率域銳化、同態(tài)濾波）5.4彩色增強（偽彩色增強、假彩色增強、彩色變換）5.5圖像運算（加法運算、差值運算、比值運算、植被指數、圖像復合）5.6多光譜增強（多光譜空間、K-L變換、K-T變換）本章教學目的及要求：了解各種增強處理的原理，掌握進行不同的增強處理后遙感數字圖像的變化。本章教學重點及難點：應該如何選擇必要的圖像增強處理方式來對遙感數字圖像進行必要的增強處理。第6章 遙感數字圖像的計算機分類 （12學時）本章主要教學內容：6.1遙感圖像的計算機分類（遙感圖像的計算機分類基本原理、遙感圖像的計算機分類一般過程）6.2非監(jiān)督分類（初始類別參數的選定、ISODATA法）6.3監(jiān)督分類（訓練區(qū)的選擇、判別分析分類）；6.4分類后處理及分類結果評價本章教學目的及要求：了解遙感圖像的計算機分類基本原理、遙感圖像的計算機分類一般過程；掌握非監(jiān)督分類、監(jiān)督分類。本章教學重點及難點：如何應用非監(jiān)督、監(jiān)督分類對遙感數字圖像進行分類處理，分類結果的Kappa系數評價方法。六、教材及參考書教學參考書：韋玉春等，遙感數字圖像處理教材，科學出版社，2007袁金國，遙感圖像數字處理，中國環(huán)境科學出版社，2006梅安新等，遙感導論，高等教育出版社，2001 趙英時等，遙感應用分析原理與方法，科學出版社，2003關澤群、劉繼琳，遙感圖像解譯，武漢大學出版社，2007執(zhí)筆人： 審核人： 審批人：