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2011Esri开发竞赛ENVI/IDL组作品欣赏——“遥感图像质量分析与处理系统”

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作者单位:中国科学院空间应用工程与技术中心(筹)有效载荷应用中心
作品成员:吕赛、朱朝彬
指导老师:李盛阳、黑保琴
1 系统概述
本系统主要面向高分辨率遥感卫星,针对可见光(可见光全色、可见近红外、短波红外)、红外等类型的单通道与多通道遥感图像,根据各种数据类型特点,从辐射、光谱、几何等综合特性出发,包括成像系统的MTF、信噪比、统计量、信息量、边缘、峰度、斜度、平均绝对变差,以及遥感图像的云层含量、综合分析图像的质量,最终以统计报表形式统一输出分析总结报告。在软件设计和实现的过程中,主要针对遥感图像质量评价,基于ENVI/IDL软件平台,利用IDL语言将各个功能模块综合在一个整体框架之中,按照“人无我有,人有我精”的思路来实现相关功能。
2 技术路线
本系统充分利用IDL语言的特点,将各个功能模块综合在一个整体框架中,结构紧凑,功能全面,交互操作便利,响应延迟少,运行稳定,满足特定需求,用户体验良好。
2.1 系统架构


图1 系统架构图
2.2系统流程


图2 系统流程设计图
(1) 图像的输入输出
系统可以读取常见的遥感格式图像,如TIFF、IMG、HDF,以及基本的图像格式,如JPEG、PNG、BMP等,对处理后的图像,可以保存为TIFF、JPEG、PNG、BMP等格式;
(2) 图像的显示
在缩略图中拉伸显示载入的图像,在主视图中显示原始图像的低八位。对灰度值分布集中的图像,可以映射到0-255显示或者采用直方图均衡的方式显示,对原始图像,可以选择提取某几位来显示,从而避免8显示器自动截取显示的缺陷。
在主视图中,默认让图像适合显示区域显示,也可以选择按图像大小1:1来显示。通过鼠标交互操作可以实现图像的平移、缩放,且缩放前后,图像的焦点与鼠标焦点始终重合。
(3) 图像的基本处理
图像的基本处理功能包括平滑、锐化、滤波、去噪、FFT、小波变换、Radon变换、边界提取、形态学运算等
(4) 信息统计分析
图像的信息统计主要包括文件名、存储路径、波段数、行列数、数据类型、存储顺序等基本信息,像素值信息、方差、标准差、绝对偏差、信噪比、峰度、斜度、信息熵等,统计报告可以输出为TXT格式的文档。
(5) 直方图绘制
针对灰度图像和RGB合成图像,分别绘制直方图,根据直方图对像素值的分布范围和遥感器的响应度进行评价。绘制的直方图可以采用PDF格式(IDL8.0新特性)保存输出。
(6) 云含量提取
综合多波段图像,充分利用波段间的冗余信息,对云层含量进行检测并统计分析。对检测到的云,以红色标示,并给出云含量的相对百分比。
(7) MTF计算
采用刃边法,对交互操作选择的ROI区域图像,采用多次迭代拟合,得到检测到的边缘直线,绘制“距离—像素值”散点图,采用费米(Fermi)函数对散点图进行拟合,得到ESF(边缘扩散函数),对ESF求导,得到LSF(线扩展函数),通过离散点对LSF采样后,进行FFT变换,即可求得相应的MTF参数。
3 系统截图


多波段图像的读取、基本信息提取和显示


傅立叶变换


小波变换(直方图均衡)


Radon变换


Sobel边界提取


灰度直方图

含云图像、单波段云含量检测结果、多波段云含量检测结果

选择的ROI区域及检测到的边缘、迭代拟合后得到的边缘

边缘扩散函数、线扩展函数拟合结果、MTF统计结果
文章来源:http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0100vogp.html

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