Скачать учебники
Системы хранения вещей на сайте www.lovetta.ru.

Тикунов В. С. Геоинформатика. Данные координатной привязки. Форматы хранения данных. Методы цифровой обработки снимков

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

Данные координатной привязки обычно хранятся в заголовке файла изображения, который может быть началом записи файла, или представляться отдельным файлом. Как известно, в растровых ГИС-пакетах используются две основные системы координат:
1) растровые (или файловые) координаты, показывающие местоположение пиксела в пределах изображения или файла данных;
2) прямоугольные или географические координаты, показывающие место пиксела на карте.

Растровые координаты определяют место пикселов в упорядоченной сетке строк и столбцов. Они выражаются либо в номерах строк и столбцов, либо в плоских координатах (X, Y), где координата X соответствует столбцу сетки, Y- строке. Как правило, координаты (0, 0) в первом случае имеет пиксел в левом верхнем углу изображения, во втором — это пиксел в левом нижнем углу, а значения координат других пикселов определяют с учетом размера пиксела (пространственного разрешения) (рис. 35, б).

Географические или прямоугольные координаты задают положение пикселов либо в значениях географических координат (ср, К), либо в плоской системе координат карты заданной проекции. Тип используемых координат определяется способом формирования файла (дистанционное зондирование, сканирование существующей карты и т.п.). Часто космические снимки в пунктах приема и обработки снабжаются информацией о географических координатах углов кадров. Систему координат файла изображения можно преобразовать в систему координат выбранной карты (трансформировать) программными средствами ГИС-пакета, т. е. получить геокодированные данные.

Форматы хранения данных. Для того чтобы правильно воспроизвести изображения по цифровым записям, поставляемым пунктами приема информации, необходимо знать формат записи (структуру данных), а также число его строк и столбцов. Используют четыре формата, которые упорядочивают данные изображений как:
• последовательность зон (Band Sequential, BSQ);
• зоны, чередующиеся по строкам (Band Interleaved by Line, BIL);
• зоны, чередующиеся по пикселам (Band Interleaved by Pixel, BIP);
• последовательность зон со сжатием информации в файле методом группового кодирования (например, в формате jpg).

Системы обработки данных дистанционного зондирования включают те же основные подсистемы, что и ГИС: ввод, хранение, обработку и представление результатов. Это способствовало их программно-технологической интеграции с ГИС, в силу чего для работы с аэрокосмической информацией в качестве программного обеспечения используют современные ГИС-пакеты. Разные типы ГИС-паке-тов предоставляют пользователям различные возможности по обработке снимков, обеспечиваемые заложенными в них программными средствами анализа и интерфейса. К ГИС-пакетам со стандартными возможностями относятся Idrisi, MultySpec, среди полнофункциональных ГИС-пакетов выделяются Erdas Imagine, TNTmips, ERMapper, ILWIS, GRASS. С точки зрения возможностей цифровой обработки снимков эти пакеты отличаются в основном набором средств пользовательского интерфейса и их удобством.

Методы цифровой обработки снимков, подробно описанные во многих учебниках [У. Прэтт, 1982; Дистанционное зондирование..., 1983; И.К.Лурье, А.Г.Косиков, 2003; J.R.Jensen, 1996 и др.], подразделяют на две группы:
1) методы, обеспечивающие яркостные и геометрические преобразования снимков, используются для облегчения и повышения объективности и достоверности визуального дешифрирования, для преобразования снимков с целью устранения яркостных или геометрических искажений, трансформирования их в заданную систему координат и подготовки к последующему дешифрированию и созданию карты;
2) методы автоматизированной классификации объектов по снимкам с использованием априорной информации о признаках выделяемых классов или без нее.

Яркостные преобразования предусматривают: квантование диапазона спектральных яркостей снимка (аналог шкалирования); цветной синтез и цветокодирование, выделение контуров заданной контрастности, фильтрацию значений яркости (сглаживание) и другие приемы. Такие процедуры есть во многих растровых ГИС-пакетах (Erdas, Idrisi и др.)

Методы улучшающих преобразований обычно применяют в качестве первого шага в использовании снимков: для идентификации изобразившихся областей и объектов, определения их местоположения и для извлечения информации об их изобразительных свойствах и признаках.

Методы спектрального улучшения изображений реализуют с Учетом только индивидуальных значений яркости пикселов в пределах каждой зоны спектра. В их основе лежит анализ и преобразование гистограмм — графического представления распределения спектральных яркостей снимка в радиометрическом диапазоне. При этом новой информации не образуется, а исходная информация перераспределяется, с тем чтобы подчеркнуть спектральные свойства объектов. Среди наиболее часто используемых методов следует выделить следующие:
• повышение контраста — линейное, нелинейное и кусочно-линейное преобразование гистограммы;
• эквализация гистограммы — перераспределение значений всех пикселов в пределах радиометрического диапазона;
• подгонка гистограмм — согласование значений пикселов изображений в двух зонах по их гистограммам;
• инверсия изображения — получение изображений с обратным контрастом относительно исходного.

Повышение контраста иллюстрирует рис. 36, а. График преобразования показывает на вертикальной оси увеличение контраста значений яркости пикселов исходного изображения в пределах диапазона, отмеченного фигурной скобкой на горизонтальной оси гистограммы: достаточно узкий диапазон исходных данных растянут в более широкий диапазон для выходных данных. Такой процесс во многих ГИС-пакетах называют растяжением контраста (от англ. stretch). Изображение становится четко видимым на экране, а для расширения исходного диапазона используют соотношение:

Формула (доступно при скачивании полной версии книги)

Рис. 36. Улучшающие преобразования:
а — повышение контраста и фильтрация; б — кусочно-линейное повышение контраста; в — выполнение операции фильтрации, скользящее окно представляет среднеарифметический фильтр (доступно при скачивании полной версии книги)

Базовой операцией пространственных преобразовании — фильтрации — является анализ информации в пределах скользящего по изображению окна, размером 3x3,5x5 пикселов и т. п. Операцию применяют к пикселу, находящемуся в центре окна. Его значение пересчитывается с использованием заданной функции от значений окружающих ближайших соседей (рис. 36, б). Затем окно сдвигается на один пиксел вдоль строки изображения до достижения ее конца, после чего смещают окно на одну строку.

< Изображения, полученные сканированием

Содержание книги "Тикунов В. С. Геоинформатика."

Координатная привязка и трансформирование изображений. Геокодирование. Ректификация и регистрация. >

Скачать полную версию учебника (с рисунками, формулами, картами, схемами и таблицами) одним файлом в формате MS Office Word Скачать книгу

При копировании информации обязательны прямые ссылки на сайт, а также на авторов книг.
Все книги являются собственностью их авторов и служат исключительно для ознакомления.
© Edu-Knigi.ru, 2011. © Дизайн и программирование от студии "ПСГ".