数字图像的概念

数字图像的概念

数字图像，又称数字化图像，是一种以二维数组 ( 矩阵) 形式表示的图像。数字图像是在空间坐标、能量幅度两方面对连续的实际物面进行离散化所形成的以二维数组( 矩阵) 形式表示的图像，其中空间上的离散化形成了遥感数字图像的最基本组成单元;即像元，地物辐射能量的离散化形成了像元的亮度值，即 DN 值。该数组由对连续变化的空间图像作等间距抽样所产生的抽样点———像元 ( 像素) 组成，抽样点的间距取决于图像的分辨率或服从有关的抽样定律; 抽样点 ( 像元) 的量值，通常为抽样区间内连续变化对象的均值化量值，一般称为亮度值或灰度值，它们的最大、最小值区间代表该数字图像的动态范围。数字图像的物理含义取决于抽样对象的性质，对于遥感数字图像，就是相应成像区域内地物电磁辐射强度的二维分布。

在数字图像中，像元是最基本的构成单元。每个像元所载的信息是灰度，尽管各波段所代表的物理特征、地理意义是不同的，但无论是哪个波段，都以灰度值表示，具有灰度的像元是构成各种遥感信息单元的基础。每一个像元的位置可由行、列坐标 ( X，Y) 确定; 亮度值 ( Z) 通常以 0 ( 黑) 到 255 ( 白) 为取值范围。因此，任何一幅数字图像都可以通过 X，Y，Z 的三维坐标系表示出来。

通常情形下，单个的像元不可能构成图像，而一幅图像上所有的像元的灰度值都一样，也不会有什么信息，具有灰度的像元之间的变化才是构成遥感信息单元的基础。灰度在平面空间的变化，从视觉的角度就是纹理。像元、灰度、纹理等概念基本上是从图像处理的角度引申出的，它们虽然是遥感信息单元的基础，但还必须借助于遥感图像各波段的物理意义与独立的地学变量相联系，才能使遥感信息单元具有地学意义。这里的遥感信息单元是指图像属性相对一致的空间单元，以像元、灰度、纹理等为基础，具有空间分辨率、时间分辨率、辐射分辨率和光谱分辨率。遥感信息单元通过光谱响应及其时间效应与空间效应而具有明确的地学意义。