遥感数字图像处理课程教学大纲

遥感数字图像处理课程教学大纲

一、基本概况

课程名称：遥感数字图像处理(Remote Sensing Digital Image Processing) 课程代码：234010054 课程类别：专业核心课

学时/学分：52/3.0（其中理论32学时，实验20学时） 需预修课程：遥感技术概论、计算基础、自然地理 适用专业：适用地理信息科学专业的本科教学 课程简介

本课程为地理信息科学专业本科生的专业核心课。课程针对遥感图像处理中的基本理论与实际应用问题，在讲解基本概念与原理的同时，结合课程的内容进行图像处理上机实验。通过本课程学习，使大家了解遥感图像处理的基本原理，掌握遥感图像处理的一般流程和基本方法，并对遥感技术的前沿领域和未来发展趋势有一定了解。课程要求学生理解遥感数字图象处理的基本理论与研究方法，初步掌握进行遥感数字图象处理的基本技术，具备一定的实际处理能力与技巧，提高综合处理、分析与理解遥感数字图像的能力，奠定开展遥感数字图象处理深入研究的理论与技术基础。

二、教学目标

学生通过本课程的学习，在知识和能力等方面达到以下要求：

1.理论、知识目标：掌握遥感图像处理的基本知识。掌握主要处理方法的基本原理；熟悉并掌握遥感图像信息增强、校正、提取等各种单元操作的基本原理；熟悉重要图像处理方法的主要步骤和计算过程。

2.能力目标：培养学生分析和解决遥感图像处理有关单元操作的能力及运用基础理论分析和上机操作实践解决实际问题的能力。

3.达成目标：本课程对应人才培养方案中毕业要求的专业知识、专业技能、协作能力和创新性思维。

三、教学内容及教学要求

第一章 概论（讲课2学时；实验0学时） 教学内容：

1. 课程介绍（研究内容，对象，特点，学习方法）；

2. 图像、遥感数字图像、遥感数字图像处理等基本概念； 3. 基础理论和基本知识要求。 教学要求：

通过本章的学习，认识图像和遥感数字图像，理解遥感数字图像处理的主要内容及遥感数字图像的发展和两个观点。了解对学生关于学习该门课程的基础理论和基本知识要求。 本章重点、难点：遥感数字图像处理的内容，数字图像处理的发展和两个观点。 第二章 遥感数字图像的获取和存储（讲课2学时；实验2学时） 教学内容：

1. 遥感图像的获取和数字化； 2. 常用遥感平台及其传感器特征； 3. 遥感图像的类型；

4. 遥感数字图像的级别和数据格式； 5. 数字图像分辨率。

教学要求：

通过本章的学习，掌握遥感数字图像的获取中最常见也是最基本的概念、遥感平台及其传感器的特征的概念，遥感图像的类型概念，遥感数字图像的相关概念。

本章重点、难点：遥感数字图像的获取和数字化，遥感数字图像的级别和数据格式。 第三章 遥感数字图像的表示和统计描述（讲课2学时；实验2学时） 教学内容：

1. 遥感图像模型；

2. 遥感图像的数字表示； 3. 单波段图像的统计特征； 4. 多波段图像的统计特征； 5. 窗口、邻域和卷积； 6. 纹理。 教学要求：

使学生从理论上了解遥感图像的意义，掌握遥感数字图像的表达方式及统计特征，掌握卷积计算的概念和实现方法。

本章重点、难点：直方图和卷积计算。

第四章 图像显示和拉伸（讲课4学时；实验4学时） 教学内容：

1. 数字图像显示； 2. 图像的彩色合成； 3. 图像拉伸。 教学要求：

1. 理解颜色的特征和主要的颜色模型； 2. 了解彩色图像显示的原理和过程；

3. 掌握图像合成的基本概念，以及主要的几种合成方法； 4. 理解并初步掌握图像拉伸的原理和主要计算过程。

本章重点、难点：数字图像的显示，不同图像的彩色合成方法的原理及区别，不同拉伸方法的原理及作用。

第五章 图像校正（讲课6学时；实验2学时） 教学内容：

1. 辐射传输过程； 2. 辐射误差来源； 3. 辐射误差校正； 4. 几何误差来源； 5. 几何误差校正。 教学要求：

1. 掌握辐射传输过程和基本原理，了解辐射误差产生的原因和基本的校正方法； 2. 掌握图像几何误差的来源和基本校正流程。

本章重点、难点：地面辐射校正的原理，几何精纠正。 第六章 图像变换（讲课4学时；实验2学时） 教学内容：

1. 傅里叶变换； 2. 主成分变换； 3. 缨帽变换；

4. 代数变换； 5. 彩色变换。 教学要求：

掌握图像变换的目的及图像变换的过程，理解和掌握图像变换的常用方法。 本章重点、难点：傅里叶变换、缨帽变换和主成分变换的原理。 第七章 图像滤波（讲课4学时；实验2学时） 教学内容：

1. 空间域滤波和频率域滤波； 2. 图像平滑的概念和方法； 3. 图像锐化的概念和方法； 4. 频率域滤波； 5. 同态滤波。 教学要求：

使学生了解图像滤波的种类和作用，并且掌握其特点，让学生能够充分理解图像滤波的概念。

本章重点、难点：图像平滑和图像锐化常用的算子，频率域滤波的概念。 第八章 图像分割（讲课2学时；实验2学时） 教学内容： 1. 概述； 2. 图像平滑； 3. 梯度方法； 4. 区域生长方法； 5. 区域分割方法； 6. 数学形态学方法。 教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握图像分割的概念，理解图像分割的原则，理解并掌握图像分割常用的方法等。

本章重点、难点：图像分割，区域分割，数学形态学习法，开运算和闭运算。 第九章 遥感图像分类（讲课4学时；实验4学时） 教学内容： 1. 概述；

2. 分类工作流程； 3. 非监督分类； 4. 监督分类； 5. 其他分类方法； 6. 分类后处理； 7. 遥感专题制图；

8. 提高分类精度的基本对策。 教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握通过图像处理和判读来识别各种地物，了解常用的计算机分类方法，同时还要求学生学会利用监督分类和非监督分类方法对遥感图像的分类，并完成分类后处理。

本章重点、难点：各种分类方法的原理及优缺点；分类后处理和精度评价方法；提高分类精度的基本对策。

第十章 地物成分分析和信息提取（讲课2学时；实验0学时） 教学内容：

1. 高光谱图像的特征； 2. 地物的反射光谱； 3. 地物成分分析；

4. 高空间分辨率图像特征；

5. 高空间分辨率图像处理与信息提取技术； 6. 面向对象的信息提取。 教学要求：

通过本章的学习，使学生了解地物成分的概念、地物成分分析的基本功能、类型及实施条件及信息提取的方法。

本章重点、难点：对高光谱图像特征的理解，常见地物的反射光谱。

四、考核方式及成绩评定

本课程的成绩将由平时成绩（考勤、课堂实验）和期末闭卷考试成绩两部分组成，其中考勤占10%、课堂实验成绩占20%、考试成绩占70%。

五、教材及参考书目

教材：《遥感数字图像处理教程》第二版，韦玉春、汤国安等主编，科学出版社，2015年，标准书号：ISBN 978-7-03-042282-8。

参考书目： 1. 《遥感导论》，梅安新、彭望琭、秦其明、刘慧平编著，高等教育出版社，2001 年，标准书号：ISBN 978-7-04-007264-8；

2. 《遥感图像应用处理与分析》，戴昌达、姜小光、唐伶俐编著，清华大学出版社，2004 年，标准书号：ISBN 978-7-30-207633-9；

3. 《遥感应用分析原理与方法》第二版，赵英时等编著，科学出版社，2013年，标准书号：ISBN 978-7-03-036908-6。