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时间:2024-08-07 23:46:38编辑:小星

微波遥感数据预处理

微波遥感作为一种获取地球表面信息的重要技术手段,已经在国内外得到了广泛的应用和发展。随着人们对遥感应用中定位精度要求的提高,对遥感数据的处理技术也提出了更高、更细的要求,这种要求就是图像数据反映地物辐射特性的真实性和对地球表面几何位置的准确性,它们直接影响遥感技术应用的精度和广度。(一)辐射标定原始的SAR数据没有经过严格的辐射标定,因而数据所反映的地物辐射特性与实际地物本身的辐射特性之间存在一定程度的差异。这类SAR图像虽然能够满足一般的定性分析的精度要求,但是在很多实际应用中,往往要对图像进行定量分析,如模式识别、目标分类等。因此为了使SAR数据能够满足定量分析精度的要求,就必须要对其进行辐射标定工作。有关原始SAR图像辐射标定的算法较多,常用的算法是:1∶25万遥感地质填图方法和技术式中:I=10 lg(DNij);σ°——反射系数;DNij——像元(i,j)的灰度值;K——辐射标定常数;Rn——像元(i,j)的斜距;R0——参考斜距;an——像元(i,j)的入射角;a0——参考入射角;Gsys——被标定SAR图像的系统雷达天线增益;Gsys0——确定K时的系统雷达天线增益。辐射标定所需参数都可以直接从原始图像数据头文件中直接或间接获取,标定后的图像将原始图像灰度转换成后向散射系数。利用PCI软件可以完成对雷达数据的辐射标定的处理。(二)微波图像噪声与斑点的弱化处理当成像雷达发射的是纯相干波照射到目标时,目标上的随机散射面的散射信号与发射的相干信号之间的干涉作用会使图像产生相干斑点噪声。这种斑点噪声严重干扰了地物信息的提取与SAR图像的应用效果,噪声严重时,甚至可导致地物特征的消失。在图像信息提取时,这一现象往往产生假信息。因此,弱化斑点噪声对SAR图像的应用有着重要意义。噪声平滑与弱化的最好方法是利用同一地区的不同探测方向的两幅或多幅雷达图像进行振幅或密度的配准和辐射纠正,计算其差值图像,就可以消除雷达数据本身固有的斑点噪声。其他方法还有:1.主成分分析法RADARSAT-1 SAR数据的噪声由于其固有性质,在通过主成分变换后噪声往往分布在其中的某一个分量上。通过计算各分量的均值和方差就可以判断哪个分量是以噪声信息为主,而其他分量则为地物的微波散射信息。通常情况下,主成分分析具有以下特征:(1)主成分分析的数据变换前后的方差总和不变,只是把原来的方差不等量地再分配到新的主成分波段影像中。(2)第一主成分包含了多波段影像信息的绝大部分,其余主成分信息含量依次减少。(3)各主成分的相关系数为零,即各主成分所含的信息内容不同。(4)第一主成分相当于原来各波段的加权和,反映了地物总的反射或辐射强度;其余各主成分相当于不同波段组合的加权差值影像。(5)第一主成分降低了噪声,有利于细部特征的增强和分析。(6)对于有些特殊异常的专题信息,往往通过主成分分析后在第二以上主成分影像上得到增强。对微波遥感数据的主成分分析可以采用不同时相的SAR数据、不同参数的SAR数据或不同方法处理后的同一SAR数据进行主成分变换,可以起到弱化噪声的目的。为不同方法处理后的同一SAR数据进行主成分变换后的SAR数据。2.中值滤波技术中值滤波技术由于其原理是建立在像元及其领域的统计特征的基础上,因而也广泛地应用于雷达数据的噪声处理中。对 n×n 大小的滤波核,处理后的中心点的像元值为该滤波核处理前所有像元值的中间值(彩图1-3b)。中值滤波算子的数学公式如下:1∶25万遥感地质填图方法和技术式中:Xij——n×n窗口中的第(i,j)像元的灰度值;M(Xij)——n×n窗口中所有像元值的中间值。3.滤波增强处理由于散射信号产生的 SAR 图像,受大量“斑点”噪声影响,必须经过滤波预处理。针对雷达数据的固有的倍增噪声特征,设计的滤波算子是基于局部统计及噪声模型信息的,主要包括 Lee滤波、Frost滤波、Kuan 滤波、Gamma Map 滤波和 Average滤波。许多在多光谱数据处理中使用的滤波算子如高通滤波、低通滤波、纹理滤波应用于雷达数据分析往往带入大量的人工信息,针对上述问题,工作中使用以下一些滤波算子。这些算子不仅能较好地滤去高频噪声,而且能较好地保持影像边缘和纹理信息;同时,处理后的图像相对于原始图像具有更好的对比性。尤以 Frost(彩图1-3c)、Lee及其增强滤波算子为佳。目前常用的滤波有:①Frost自适应滤波;②Lee滤波;③Gamma Map斑点滤波;④Frost自适应增强滤波;⑤Lee增强滤波;⑥Kuan斑点滤波。

遥感数据预处理

遥感数据的预处理也称图像恢复处理,目的是为改正或补偿成像过程中的辐射失真、几何畸变、各种噪声以及高频信息的损失而进行的处理,它是作进一步增强或分类处理的基础。任何实际获取的图像,都在不同程度上与实际地物的辐射能量分布有差异,即存在着退化,这在感测、记录、传输、显示等过程均会出现,例如辐射退化、几何畸变、空间频率的衰减、各种噪声的加入等。造成这些退化的原因是多方面的,主要包括遥感成像系统的特性、环境背景因素等。因此在遥感专题信息提取中,必须认真研究分析遥感数据获取过程中所产生的图像退化的原因,采用合理的方法尽可能去除辐射畸变、几何畸变等影响,为后续的图像信息提取提供基础。( 一) 大气校正遥感成像过程中会产生辐射失真的现象,这主要是由于传感器在接收来自地物的电磁辐射能时,由于电磁波在大气层中传输,以及传感器测量过程中受到的太阳位置和角度条件、大气条件、地形条件影响和传感器本身的性能等引起的,这样传感器接收到的电磁波能量与目标本身辐射的能量是不一致的,造成成像过程的各种失真。辐射失真对图像的使用和理解会造成一定的影响,必须加以校正或消除。大气校正是为了消除或减轻成像过程中由于大气对阳光和来自目标的辐射所产生的吸收和散射而引起的辐射失真。在遥感数据预处理阶段大气校正主要是利用波段数据统计分析,通过对遥感数据各个波段统计特征的分析而去除大气影响的一种校正方法,无需过多的已知参数,可操作性较强,主要包括直方图法和回归分析法两种方法。1. 直方图法直方图法的基本原理是假定图像中水体、地形阴影等低辐照度区域的 DN 值理论上应为 0 ( 尤其是波长较长的波段更是如此) ,而当存在大气影响时会造成低辐照度区域像元DN 值并非为 0,使直方图产生漂移值 a ( 图 4-5) 。波长越短,散射作用越强,a 值越大。这种差异即是由大气影响 ( 程辐射) 而引起的,此时,图像中的最小 DN 值 a 即为大气影响值,图像中各像元 DN 值均减去该大气影响值即可。图 4-5 直方图法校正大气散射示意图2. 回归分析法回归分析法的基本原理是假定波长较长波段图像中低辐照度区域的大气影响 ( 程辐射) 近似为 0,对待校正波段与波长较长波段的 DN 值散点数据进行线性回归分析即可得大气影响值,待校正波段图像各像元 DN 值均减去大气影响值即可。图 4-6 回归分析法校正大气散射示意图例如以红外波段图像如 TM4,5,7 等作为无散射影响的标准图像,在待进行大气散射校正的可见光波段图像上,找出最黑的影像,如高山阴影或其他暗黑色地物目标,然后把对应的红外波段图像上的同一地物目标找出来,再把可见光与红外图像的灰度值数据取出进行比较分析。现以 TM2 和 TM4 为例,把 TM4 的灰度值作为 x 轴,TM2 的灰度值作为 y 轴进行点绘。点绘结果出现了许多离散的点,其 x,y 坐标值分别表示红外( TM4) 和可见光 ( TM2) 图像上对应像元的灰度值,基本呈线性结构形式 ( 图 4-6) 。可由一组点拟合其回归直线。即y = a + bx式中: x,y 分别是 TM4 和 TM2 的灰度值; a,b 是回归直线的截距和斜率。再利用所获得的地物目标数据,并由最小二乘法作直线拟合,可得出 a,b 为遥感地质学式中: n 为地物目标像元点数; 为 TM4 和 TM2 图像上所选地物目标灰度的平均值。求出 a,b 后,回归方程即被确定,其中常数 a ( 截距) 就是所要进行校正的数值,即只需将 TM2 的灰度值减去 a 就得出了消去散射影响的校正图像。同理,可求出其他可见光波段图像的大气散射校正值 a,进行校正。大气校正会增加图像的对比度,消除雾霾感 ( 短波波段尤甚) ,在进行比值增强、彩色合成等处理时,事先校正更为必要。( 二) 几何校正1. 几何校正的原理遥感图像在获取过程中,由于多种原因导致目标物相对位置的坐标关系在图像中发生变化,这种变化称为几何畸变。引起几何畸变的原因主要包括: 遥感平台的运行姿态( 如卫星的高度、速度,俯仰、翻滚、偏航) ; 遥感器的工作性能 ( 扫描速度不均、扫描行间错动等) ; 地球自转的影响; 地球表面曲率、地表起伏的影响; 全景畸变等。校正各种原因引起的几何畸变是几何校正的基本内容,其目的就是要纠正系统性及非系统性因素引起的图像几何变形,从而实现被校正图像与地形图、标准图像、地图或其他图件资料的空间配准。图像的几何校正需要根据图像中几何变形的性质、可用的校正数据以及应用目的来确定合适的校正方法,根据校正的级别、次序及实现方法,可采取不同的遥感图像几何校正处理方案。遥感图像几何校正包括粗校正和精校正两种,粗校正一般由地向站处理,也称系统级的几何校正,它仅作系统误差改正,即利用卫星所提供的轨道和姿态等参数,以及地面系统中的有关处理参数对原始数据进行几何校正。粗校正对传感器内部畸变的改正很有效,但处理后图像仍有较大的残差,因此必须对遥感图像进行进一步的处理,即几何精校正。几何精校正是在粗校正的基础上进行的,可以由地面站来完成,也可由用户来完成。几何精校正是利用地面控制点进行的几何校正,它是用一种数学模型来近似描述遥感图像的几何畸变过程,并利用畸变的遥感图像与标准地图之间的一些对应点 ( 即控制点) 求得这个几何畸变模型,然后利用此模型进行几何畸变的校正,这种校正不考虑畸变的具体原因,而只考虑如何利用畸变模型来校正图像。它是在几何校正过程中利用地面控制点对系统几何校正模型进行修正,使之更精确地描述卫星与地面位置之间的关系。这里说的几何校正主要是指几何精校正。2. 几何精校正的实现方法几何精校正的实现方法包括直接转换法和重采样法,二者的最大区别在于变形空间与标准空间的定义方式不同。重采样是一个图像恢复的过程,即首先从离散的数字图像尽可能重建代表目标景像的二维连续函数,这个函数可想象为由不同亮度值构成的曲面,然后再根据这个亮度值曲面按照新的像元间距和位置进行采样。具体实现中,重采样法几何精校正包括两个过程,即像元几何位置的确定以及像元亮度值的确定。( 1) 像元几何位置的确定: 几何精校正直接以地形图 ( 地理坐标) 为参照,综合校正所有因素造成的几何畸变,能显著改善数字图像的几何精度,不仅对后续的解译制图和几何量算是非常必要的,而且它也是不同图像的配准和多元信息复合的基础。因此,提高校正处理本身的精度就显得很重要了。关键是选准几何控制点,要尽量挑选那些位置准确、与周围差异显著,且范围窄小的影像,最好是孤立的像元。如河流的干、支流交汇点、拐流点、独立的小水体、特征明显的地形点、坡折点等。由于水在近红外反射极低,数字图像上亮度几乎为零,易于确定,所以应多利用近红外波段的图像 ( TM4/ ETM4,ETM5 / TM5,ETM7 / TM7 等) 来选控制点。控制点的数目要适中,在图像上分布要均匀,位置精度一般应小于 0. 5 个像元。( 2) 像元亮度值的确定: 标准空间中像元坐标 ( x,y) 所对应的变形空间中共轭点像元的坐标 ( u,v) 一般不是整数,故标准空间 ( 输出图像) 的坐标为 ( x,y) 的像元DN 值须由其在变形空间中的内插点 ( u,v) 附近的若干个像元的 DN 值进行内插而确定。内插方法包括最邻近法、双线性内插法和三次褶积法。其中,最邻近法是将变形空间中距离内插点 ( u,v) 最近的像元 DN 值作为标准空间中坐标 ( x,y) 的像元 DN 值; 双线性内插法是对变形空间中内插点 ( u,v) 周围近邻的 4 个像元点 DN 值进行双线性内插; 三次褶积法是对变形空间中内插点 ( u,v) 周围近邻的 16 个像元点 DN 值采用无限卷积函数的替代多项式进行内插。上述三种内插法各具优缺点,最邻近法图像光谱信息基本不变,但几何精度略差; 双线性内插法几何精度较高,但易损失一定的高频信息; 三次褶积法几何精度较高,光谱信息基本不变,但运算量较大。在实际操作过程中,用户须结合实际需要来选择适宜的内插方法。( 三) 投影变换及图像镶嵌、图像分幅1. 投影变换投影变换是指将图像从一种地图投影方式变换到另一种投影方式,其目的主要在于以人为规定的投影方式进行制图。所谓地图投影,就是把地球参考椭球体曲面按一定的规律投影转化为地图平面。根据地图投影学的知识,在地球参考椭球的形状、体积和各种参数已经通过天文、大地和重力测量得以确定之后,只要依据地面点的经纬度 ( L,B) 就可以转换为任何一种地图投影下的地图坐标 ( X,Y) 。目前,遥感平台所携带的定位系统使得所获取的遥感数据已经带有空间坐标信息,其所采用的投影方式多为 UTM 投影 ( Uni-versal Transverse Mercatol Projection,通用横轴墨卡托投影) ,而我国的基本比例尺地形图是基于克拉索夫斯基参考椭球体的高斯-克吕格投影,所以,用户一般所需要做的工作是对所获取的数据进行投影变换,以满足工作区制图的需要。2. 图像镶嵌图像镶嵌是指将数个单景图像拼接为一个整幅的新图像,其目的是为了满足大范围遥感解译与制图的需要,另外有时我们感兴趣的地方恰是两景图像的交接处,这就要将单景图像拼接为一个新图像。理想的镶嵌应使相邻图像重叠 ( 接边) 部位在几何和辐射特征方面完全一致,因此,镶嵌的效果主要取决于相邻图像在几何和辐射特性方面的差异,其中单景图像数据的时相是较为关键的影响因素,实际的镶嵌工作中应尽可能收集时相相同或季节相近的数据来进行镶嵌。3. 图像分幅图像分幅是指根据工作区的空间范围对遥感图像进行裁剪处理,多用于遥感影像制图。图像分幅主要包括经纬线分幅和矩形分幅两种方式。经纬线分幅是目前地形图以及小比例尺地图所采用的主要分幅方式,操作时要借助其他 GIS 软件生成分幅图廓 ( 如利用MapGIS 软件生成标准图框) ,而后利用分幅图廓进行图像的裁剪处理。经纬线分幅的各个图幅具有明确的地理位置参考,便于检索,适用于大范围、批量的专题制图。矩形分幅是实际工作中较常涉及的图像预处理过程之一,多用于某个工作区的单幅遥感影像制图及解译工作。

怎样缓解打鼾症状呢?

打鼾对自身的危害有很多,而且会影响到其他人的休息,找一些小窍门,可以有效的治疗打鼾,这里也给大家搜罗了几个很常用的治疗方法,可以尝试看看效果。
第一、使用合适高度的枕头
枕头太低了,可能会让气管通气受阻碍,所以可以使用高一些的枕头,把头部支撑起来,这样气管会更加畅通,不会再造成打鼾。
第二、使用口腔防护器
这是一种下颌前移器,睡觉的时候戴着,可以帮助人的下颌向外推出,有效增加气管通道,是缓解打鼾的神奇。
第三、睡觉时打开加湿器
加湿器是家庭常用的产品,主要是湿润空气。如果是因为感冒或者鼻塞打鼾,晚上睡觉时打开加湿器,可以把鼻窦排空,鼻粘膜收缩,加强鼻腔的空气流动,有效缓解打鼾的现象。
第四、侧躺睡觉
一般如果平躺在床上睡觉,打鼾会比较严重,但是侧躺就好多了。不过这只会对部分人起到缓解作用。
人们说打鼾是睡得香,睡眠好,实际上并不是这样的,导致打鼾的原因多种多样,想要有效的治疗打鼾,就要先了解打鼾的原因,这些因素是比较常见的。
第一,工作疲劳
现在人们的忙于工作和生活,白天为了提高精神气抽烟喝酒比较严重,再加上熬夜加班,因此导致晚上睡觉打呼噜。
第二、鼻部原因
鼻部原因指的是鼻息肉比较大,鼻甲肥大,慢性鼻炎等,这些疾病导致鼻子堵塞、鼻子呼吸道变狭窄,从而会出现打鼾的现象。
第三、肥胖
如果属于肥胖的人,身体的脂肪就会比较多,包括咽喉部很肥大,呼吸道也会变窄,所以肥胖的人睡觉时多半会有打鼾的现象,控制体重或许可以改善打鼾。
打鼾不是什么严重的疾病,但是严重者危害也不小,以上和大家分享的是打鼾的自我治疗方法以及导致打鼾的主要原因,希望可以引起大家的重视,改掉生活中的坏习惯,保持合适的体重,以及调整正确的睡姿,有必要的情况下可以考虑手术治疗,也可以解决打鼾的问题。


怎么缓解打鼾症状?

有一个打呼噜的家人,想必你的生活不那么惬意吧!打呼噜,尤其是男生,很多人都打呼噜,有些人甚至觉得打呼噜很有男人味。其实,打呼噜真的是很影响旁人休息的。那么我们看看打呼噜是由哪些原因引起的,又些什么办法呢?
一,是肥胖人群。
肥胖人群由于上气道脂肪含量较高,也容易导致通气量不足;过度肥胖的人,身体各处脂肪增生,咽喉部往往较为肥大,呼吸道自然变窄,就会加重打鼾的程度。
二,父母祖辈中有打鼾的成员。
据很多国研究,在父母中只要有一个打鼾的成员,则小孩出现打鼾的概率比父母均不打鼾家庭高出3倍。虽然打鼾具体以什么方式遗传尚不能确定,但是国内外流行病学调查和研究都证实,睡眠呼吸暂停综合征具有明显的家族聚集性。
三,有鼻咽喉类疾病的患者。
打鼾是由于吸气时,气流在呼吸道中部分受到阻碍造成的,当睡眠者咽喉发生疾病,如扁桃体炎引起局部腺体肿大,使咽部呼吸通道变窄,气流流通不顺而发生打鼾。
四,是睡姿不正确。
正常睡觉时如果采取仰卧的姿势,舌根或其它相关组织会自然下滑至咽喉部,阻塞气道致使呼吸不畅而打鼾,所以如果排除了以上三种情况,不妨换成侧卧睡姿试试效果。
除此之外,枕头的过高或者过低,都会导致呼吸道空气流通不顺畅,从而引发鼾声,所以选择一个软硬、高低适中的枕头也很关键。
缓解打呼噜的几个妙招
1,对于肥胖者,要积极减轻体重,加强运动。
2,增强体育锻炼,保持良好的生活习惯,按时睡觉按时起床。

3,睡前不要吸烟、喝酒。吸烟、饮酒容易导致血压升高,口腔的肌肉更松弛,呼吸道变狭窄,这样的话可能会引起咽喉部发炎,肿胀,对呼吸很不利,很容易打呼噜。因此睡前尽量不要抽烟喝酒。
4,卧室中使用加湿器。出现打呼噜的情况可能是咽喉太干燥。如果室内比较干燥,往往会导致喉咙堵塞,出现打呼噜。这个时候可以在室内增加加湿器,保持空气湿润,减轻喉咙干燥的问题,也能够缓解打呼噜的现象。


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