[科普中国]-遥感信息处理

遥感信息处理(remote-sensing information processing)对遥感器获得的信息进行加工处理的技术。遥感信息通常以图像的形式出现，故这种处理也称遥感图像信息处理。遥感图像信息处理的主要目的是：①消除各种辐射畸变和几何畸变，使经过处理后的图像能更真实地表现原景物真实面貌；②利用增强技术突出景物的某些光谱和空间特征，使之易于与其它地物的区分和判释；③进一步理解、分析和判别经过处理后的图像，提取所需要的专题信息。遥感信息处理分为模拟处理和数字处理两类（见数据采集和处理）。

简介将原始遥感信息进行加工处理提供使用。卫星地面接收站接收到的原始遥感资料，受各种因素影响，如传感器的性能、传感器姿态的不稳定性、大气层的影响以及地形差别的影响等，使得地面物体的几何特征和光谱特性发生变化。因此，必须对原始资料进行加工处理，才能提供使用。例如把收集和记录的原始数据，转换为容易处理的数据，这项工作称为数据管理。遥感使用的原始数据有胶片、模拟磁带和高密度数字磁带，这三种数据经数据管理，转换为拷贝正片和计算机用数字磁带。又如对图象的几何畸变进行校正，经投影转换使之符合图象要求。在遥感资料处理工作中，这项工作称为几何校正。此外，还有其他处理工作。

陆地卫星的数据接收与处理工作，基本上按以下顺序进行。首先把地面站接收由卫星上发回的视频信号，记录在高密度数字磁带上，送到数据处理中心进行处理。数据处理中心，根据跟踪数据计算出来的天体历表和地面各种遥感测试资料，通过电子计算机进行校正，就可得到粗制图像底片和计算机兼容磁带。再根据地面控制点进行资料处理，就可以得到精制图像底片和计算机兼容磁带。最后对底片进行放大，印制成象片提供使用1。

方法遥感信息处理的目的就是要改善和提高图像质量，突出所需信息，并充分挖掘信息量，提高判读的精度，使遥感资料更加适于分析应用。遥感信息处理的方法很多，其中包括光学增强处理和计算机数字图像处理以及多源信息复合等三部分。光学增强处理主要有：影像放大、假彩色合成、乘积与比值处理、边缘增强处理等。数字图像处理主要有图像增强处理和图像分类处理。图像增强处理包括对比度扩展、空间滤波、图像运算、多光谱变换等；图像分类处理包括监督分类和非监督分类。多源信息复合是将多种遥感平台、多时相遥感数据之间以及遥感数据与非遥感数据之间的信息组合匹配的技术。

模拟处理方法是首先把图像信息转换成电信号，然后进行图像化处理。用模拟方法能对图像信息作快速处理。数字处理是对遥感图像信息作数字离散化后，利用数字计算机进行处理。数字图像处理的功能好而且灵活，已成为遥感信息处理的主要方式，但要求有高速度大容量的计算机，不易达到实时处理的要求。

多谱段遥感信息（见遥感技术）的处理过程是：

①数据管理：地面台站接收的原始信息经过摄影处理、变换、数字化后被转换成为正片或计算机兼容的磁带，将得到的照片装订成册，并编目提供用户选用。

②预处理：利用处理设备对遥感图像的几何形状和位置误差、图像辐射强度信息误差等系统误差进行几何校正和辐射校正。

③精处理：消除遥感平台随机姿态误差和扫描速度误差引起的几何畸变，称为几何精校正；消除因不同谱段的光线通过大气层时受到不同散射而引起的畸变，称为大气校正。

④信息提取：按用户要求进行多谱段分类、相关掩模、假彩色合成、图像增强、密度分割等。

⑤信息综合：将地面实况调查与不同高度、不同谱段遥感获得的信息综合编辑，并绘制成各种专题图。

遥感技术遥感技术是指从高空或外层空间接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并通过对这些信息进行扫描、摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的现代综合技术，在农业上，可用于植被资源调查、作物产量估测和病虫害预测等多方面。

任何物体都具有光谱特性，具体地说，它们都具有不同的吸收、反射、辐射光谱的性能。在同一光谱区各种物体反映的情况不同，同一物体对不同光谱的反映也有明显差别。即使是同一物体，在不同的时间和地点，由于太阳光照射角度不同，它们反射和吸收的光谱也各不相同。遥感技术就是根据这些原理，对物体作出判断。

遥感技术通常是使用绿光、红光和红外光三种光谱波段进行探测。绿光段一般用来探测地下水、岩石和土壤的特性；红光段探测植物生长、变化及水污染等；红外段探测土地、矿产及资源。此外，还有微波段，用来探测气象云层及海底鱼群的游弋。

遥感信息处理中的不确定性在遥感数据的生命周期中，各种操作都会引入不同类型和不同程度的不确定性，并在随后的各种处理过程中不断传播，最终的不确定性则是各种不确定性不断积累的结果。遥感信息的处理主要包括数据获取、数据处理和数据分析等过程。在数据获取阶段，传感器与地面景的几何关系直接影响图像的质量，对这种现象产生的不确定性研究需要从机理上加以解决，葛咏等人做了探索性的研究而在数据处理和分析阶段主要存在着位置不确定性和属性不确定性，以及二者和其他不确定性的混合并存。在影像的处理过程中这些不确定性是从哪些渠道产生的主要包括哪些应该如何处理这些问题亚待解决，而遥感信息不确定性分析的目的就是分析不确定性因子，消除或减弱它们对遥感影像或产品的影响。空间数据不确定性研究有两大主要任务一方面从理论上研究空间数据不确定性的来源、性质和类型，度量指标和表达方法以及在空间数据操作中的传递规律另一方面，从实际应用中寻找控制和削弱不确定性的数据处理技术。空间数据不确定性研究的最终目的是建立不确定性理论，并提供一套计算方法，使每一个和遥感产品均附有质量指标，甚至创建一个完整的数据质量地图葛咏等，，就象测量工作者在提供大地坐标时，同时提供坐标精度一样。

遥感技术的应用及摄影测量的发展促使人们逐渐重视和研究空间或地理空间数据的不确定性问题，其中主要包括属性，空间和时间等三个方面的不确定性。空间数据及其不确定性是两位一体的问题，不确定性必须依附数据而存在，而数据的不确定性是其主要特征之一。空间数据的不确定性从数据采集过程就开始并贯穿于数据的整个流程中，有的差错可能被发现并得到校正，但新的差错又可能产生，使得不确定性问题存在于整个数据的生命周期，。空间数据的不确定性将直接或者间接地影响基于它们而产生的最终决策的准确性和可靠性2。

本词条内容贡献者为:

黎明 - 副教授 - 西南大学