2025年中国地质大学(武汉)遥感数字图像处理课程设计报告.pdf

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士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎? ——《论语》


遥感数字图像处理
课程设计报告

学生姓名：孙国欢
··202531-05
指导老师：高伟、王红平


中国地质大学（武汉）信息工程学院
2025 年 2 月

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去留无意，闲看庭前花开花落；宠辱不惊，漫随天外云卷云舒。——《幽窗小记》

目 录

§1 课设要求 ................................ 错误！未定义书签。
§2 课设内容 ............................... 错误！未定义书签。
§3 算法原理 ..................................... 错误！未定义书签。
§4 结果分析 .................................................................. 7
§5 课设感想 ................................................................... 9














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老当益壮，宁移白首之心；穷且益坚，不坠青云之志。——唐·王勃

§1 课设要求
加深对遥感图像处理课程教授的典型算法的理解，使用高级程序语言完成算法的设计与实
现。不得直接在商用软件上做二次开发。

§2 课设内容
（一）课程实验（ 20 分）
1、图像数据显示
此次实习要求在 Demo 原型系统中增加对图像数据的显示，具体说明如下：
a) 至少支持 Tiff 格式图像的显示
b) 完成 RGB 合成显示、灰度显示和索引显示的功能
c) 完成至少 2 种的增强显示方式：如：正规化显示、均衡化显示、自适
应显示等。
d) 完成基本统计量计算以及直方图统计功能。
（二）课程设计内容（ 60 分）
1. 图像几何校正
图像几何校正的实现是在准备的控制点数据基础之上， 计算图像的转换系数， 进而对图像进
行重采样，完成图像的几何校正算法。此部分功能要求：
a) 要求实现多项式校正的算法，至少完成一阶多项式，对多阶多项式可尝试。
b) 重采样方式要求完成最邻近、双线性和三次立方卷积 3 种重采样方法
c) 要求对重采样方式和多项式阶数能够设置
2. 实现影像空域滤波的功能。主要功能如下：
a)能选择输入影像数据文件；
b)能定制滤波核大小和数值；
c)能选取输出的影像数据文件。
3. 图像分类
a) 要求实现至少一种分类算法。
b) 监督分类的 AOI 区选取可借助于其他系统选取的 AOI 区信息
c) 若采用非监督分类，要求使用 ISODATA 算法予以实现
d) 要求能以不同颜色来区分显示不同类的像元

§3 算法原理
此次课设主要针对遥感数字图像处理课程中教授的遥感数字图像处理的方法与原理进
行计算机高级程序语言的实现。
首先要支持 Tiff 图像显示：先理解 tiff 图像存储格式， TIFF 为扩展名。其数
据格式是一种 3 级体系结构，从高到低依次为：文件头、一个或多个称为 IFD 的包含标记
指针的目录和数据。参考 bmp 图像的显示方法，然后借助 gdal ，使用 RASTERIO 函数就可
以进行单波段的图像显示。
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士不可以不弘毅，任重而道远。仁以为己任，不亦重乎?死而后已，不亦远乎? ——《论语》


进行 RGB 显示时，把三个波段分别赋给 R,G,B 三个通道就可以实现。索引显示需要在
建立索引表的基础上，对单波段图像只能进行灰度显示，对多波段图像进行多波段显示。

增强显示则实现自适应现实和均衡化显示。

自适应显示运用的 OnResize 事件，从中了解到：这里 CClientDC 表示客户端窗口，还
有一个 CWindowDC 表示整个的窗口， CRect 则对图片整个四个角还有它的长宽高等等进行
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博观而约取，厚积而薄发。——苏轼

定义计算，二者结合进行运算。 然后算一下之前图像的长宽比， 然后得到你当前窗口的高度，
赋予给长度，再根据之前的长宽比算出之后的宽度，颜色方面保持前后一致，然后调用
ReadImage （）。



均衡化显示：计算灰度值为 i 的像元的概率和概率和进行处理，使直方图上灰度分布较
密的部分被拉伸，灰度分布稀疏的部分被压缩，从而使一幅图像的对比度大大增强。
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海纳百川，有容乃大；壁立千仞，无欲则刚。——林则徐


基本统计量计算和直方图统计功能中， 对于数字图像来说， 直方图实际就是图像灰度值
的概率密度函数的离散化图形，基本统计量则包括均值、中值、众数、方差，都可以利用函
数求得。

几何校正指把失真图像消除失真， 而且还原为正常图像的过程， 具体的步骤是：从外部
导入设置格式的控制点文件， 文件中存储若干对控制点， 每一对控制点为校正前影像上某一
点位置与该点在校正后影像上的位置，采用直接法进行重采样。根据选择的是一次多项式，
二次多项式还是高次多项式， 利用控制点对， 使用最小二乘法可计算出映射参数， 如一次多
项式， X=a1x+b1y+c1,Y=a2x+b2y+c2 ，需计算出 a1,b1,c1,a2,b2,c2 六个参数，即得到了校正
模型，将校正前影像上的像素用模型计算出校正后的像素值，再选择内插方式（最近邻，双
线性卷积，三次卷积） ，给校正后图像各整数点赋值。

我这次的课设实现的是非监督分类，主要采用 ISODATA 基本原理实现分类结果。首先来看
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其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

ISODATA 算法的流程：


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操千曲尔后晓声，观千剑尔后识器。——刘勰