遥感图像处理系统

    TITAN Image遥感图像处理软件是国家863计划“信息获取与处理技术”主题中的“遥感数据处理商用软件”重点项目的研制成果，该项目由北京东方泰坦科技有限公司主持，中国林业科学研究院资源信息研究所、中国国土资源航空物探遥感中心、*计算技术研究所、*遥感信息科学开放研究实验室、南京大学参加的联合体共同研制完成的。它是基于北京东方泰坦科技有限公司的TITAN 地理信息系统和遥感图像处理系统，采用软件工程化的组织方式，应用VC++语言开发的；是在对遥感应用客户进行充分调研基础上，认真分析了国外优秀遥感图像处理软件的优缺点，继承了TITAN软件的稳定性、安全性，采用的实用算法研制开发的专业。

特点：

1.全中文的标准Windows风格的用户操作环境，界面美观，功能明确，使用方便。     2.提供丰富、稳定、专业的遥感图像处理算法，90%的算法能够支持整景数据的处理。     3.提供系统内部TMG数据格式，采用了*的海量影像段页式动态存取技术，支持大数据量遥感影像的快速调入显示，无级缩放、漫游，同时与TITAN影像库实现高效协同工作。     4.能够直接操作PCI PIX、TIF、GEOTIFF、BMP、JPEG、RAW主流遥感影像数据格式，支持TITAN GIS 、ArcView SHP、MapInfo MIF、DXF几十种数据格式的转入，无须转换就可以快速读入显示大数据量的影像，并能确保放大缩小后对数据真实显示。

    5.基于ORACLE数据库的影像库管理，采用了*的海量影像数据动态分块处理技术，实现海量影像的平稳、高效处理。

    6.强大的GIS功能，支持对矢量库、影像库、影像文件、各种GIS专题数据的叠加显示及地图整饰工作。

    7.提供了高质量、专业化的影像图制作。

    8.提供功能强大的、灵活的API开发函数库，支持Microsoft Visual C++、Borland C/C++、C++ Builder等开发环境的二次开发，用户方便的搭建专业应用系统。

    9.提供雷达、高光谱、高分辨率等高级专业模块，满足不同用户的要求。

    10.具有国外同类软件*的性能价格比。

体系结构：

    一、常规图像处理模块

常规遥感图像处理模快集中了所有的常规遥感图像处理、GIS 矢量编辑以及专业制图输出功能。     常规影像处理：支持影像增强（包括线性拉伸、对数增强、指数增强、直方图均衡和高斯增强等几个方面多种影像算法）、滤波处理、影像变换、影像分类、图像融合、投影设置与变换、常用图像操作、其他影像处理（包括：二值化、植被指数计算、纹理分析、大气校正）。     图像编辑功能：支持调整彩色合成、伪彩色表的创建与编辑和LUT表的创建与编辑。

    矢量数据编辑功能：支持的图素类型为点、点组、线、线组、多边形、等值线，创建实体专题时可根据实际情况选择相应的图素类型。用提供的编辑工具可以在实体专题上添加类型不同的图素。

    矢量分析：支持高程点生成TIN、生成泰森多边形、栅格层分类、坡度坡向、DEM距离计算、DEM面积计算、DEM体积计算、等值线转DEM、栅格缓冲区分析、高程点生成DEM、Tin生成DEM、矢量转栅格、栅格转矢量、通视分析、流域分析、距离量算、角度量算和面积量算。

    专业制图：地图制图和输出是地理信息系统软件*的一个重要组成部分。TITAN Image中提供了完善的制图、输出功能。采用所见即所得的方式，对加载到地图视图窗口中、经影像处理或专题分类后的专题数据作为地图对象直接调入制图窗口，并可设置输出页面和制图比例尺，生成图例、统计图表等，另外，利用系统提供的绘制和对象编辑工具进行图廓整饰和文字说明添加等操作，从而完成一张符合制图学标准的专题地图并输出。

    二、几何纠正模块

    几何校正的目的是纠正影像成像过程中的几何畸变，几何校正分为两种：几何粗校正和几何精校正。几何粗校正是针对引起畸变原因而进行的校正。几何精校正是利用控制点（Ground Control Point， GCP）进行的几何校正，它是用一种数学模型来近似描述遥感图像的几何畸变过程，并利用畸变的遥感图像与标准地图之间的一些对应点(即控制点)求得这个几何畸变模型，然后利用此模型进行几何畸变的校正，这种校正不考虑畸变的具体原因，而只考虑如何利用畸变模型来校正图像。

    TITAN Image 的几何校正模块主要包括：加载原始影像、加载参考影像、添加控制点、控制点库编辑管理器、选择校正参数更新控制点、预测控制点、设置检查点、自动配准、Tin校正、三角网校正，正射校正等功能。

    三、影像镶嵌模块

    图像镶嵌处理是要将具有地理参考的若干相邻图像合并成一幅图像或一组图像，需要镶嵌的输入图像必须含有地图投影信息，或者说输入图像必须经过几何校正处理。虽然所有输入图像可以具有不同的投影类型、不同的像元大小，但必须具有相同的波段数。在进行图像镶嵌时，需要确定一幅参考图像，参考图像将作为输出镶嵌的基准，决定镶嵌图像的投影、像元大小和数据类型。

    几何镶嵌模块主要包括加载原始影像、加载参考影像、添加控制点、选择校正参数、手工编辑镶嵌线、预览功能。

    在进行影像的镶嵌操作时，不需要对所有影像的全部范围执行镶嵌操作，只需对所有影像中用户感兴趣区域执行镶嵌操作即可。这时就需要创建AOI操作。

    执行镶嵌的多幅影像亮度值有明显差异时，选择颜色匹配选项，可在镶嵌操作的同时对影像进行匀光处理。

    四、HDF格式数据读取模块

    HDF 是美国国家高级计算应用中心（National Center for Supercomputing Application）为了满足各种领域研究需求而研制的一种能高效存储和分发科学数据的新型数据格式。HDF是一个能够自我描述、多目标、用于科学数据存储和分发的数据格式。它针对存储和分发科学数据的各种要求提供解决方法。

    HDF 的数据结构是一种分层式数据管理结构，一个HDF文件中可以包含多种类型的数据，如栅格图像数据，科学数据集，信息说明数据。这种数据结构，方便了我们对于信息的提取。例如，当我们打开一个HDF图像文件时，除了可以读取图像信息以外，还可以很容易的查取其地理定位，轨道参数，图像噪声等各种信息参数。

    TITAN Image 的HDF格式数据读取模块是专门用于读取HDF格式数据的，如Modis卫星影像数据。HDF格式数据读取模块功能包括影像数据的加载、影像数据显示、影像数据导出、属性信息显示、表格信息显示、表格数据导出等。

    五、三维飞行

    三维飞行模块是一个三维可视化工具。在三维环境下，可以显示Tin DEM、Ras DEM、Tmg DEM格式数据，同时允许用户在三维DEM数据层上添加同一地理范围区的矢量数据层。三维飞行模块主要包括三维景观的显示和三维景观飞行。在三维飞行中用户可以根据需要定义飞行路线，然后沿着确定的路线在三维环境中飞行。三维飞行操作主要包括装载DEM数据，设定飞行路径和三维飞行。

    六、雷达图像处理模块

雷达图像的处理，某些方面可以继承光学遥感图像的处理方法，但有更多不同之处，原因在于雷达是一种主动式传感器，工作在微波波段，靠相干波成像，成像机理复杂，有特殊的辐射和几何畸变，信息形成的机理和信息提取的方法也有很大的不同。     雷达图像所*的处理过程包括天线方向图校正、斑点噪声的滤除、依靠斑点去相关的变化检测等。雷达图像的几何粗、精校正也在概念和算法与光学遥感图像的几何校正有较大的差别。雷达图像上提供了丰富的纹理信息，可以将灰度共轭矩阵、分维、小波等许多数学工具用于雷达图像纹理信息的提取。针对雷达图像上斑点噪声的存在，可采用多种雷达影像消除噪声处理算法消除图像斑点噪声。

    根据雷达影像的传感器特征和雷达影像自身特点，TITAN Image设计了专门的雷达影像处理模块，用于雷达影像分析和处理操作，模块主要包括雷达数据的读取、入射角计算、纹理分析、坐标转换、模拟SAR影像、雷达影像的几何校正及多种雷达影像消除噪声处理算法。

    七、高光谱数据处理模块

高光谱分辨率遥感是指利用很多很窄的电磁波波段从感兴趣的物体获取有关数据。高光谱遥感与常规遥感数据的主要区别是，在高光谱遥感影像上，人们可以获取连续的光谱信息。TITAN Image 5.0的高光谱数据处理模块主要包括高光谱信息显示、高光谱影像数据校正、光谱分割和光谱分类等几个部分。其中高光谱影像数据校正包括内在平均相对校正和两点经验线性校正，光谱分类包括二值编码匹配、波谱角度制图和线性波谱分解。

    八、高空间分辨率数据处理模块

高空间分辨率数据处理模块主要是用来处理航片数据的，利用同一区域左右两张航片建立该区的立体影像。高空间分辨率系统模块由工程数据设置和构建模型两部分组成，其中构建模型界面包括相机参数、内定向、相对定向解算和定向解算四部分。

    九、TITAN Image影像数据管理模块

TITAN Image 影像库（TITAN IDB）基于大型全关系数据库实现，支持Oracle 10g数据库版本。     TITAN IDB 提供了借助关系数据库存储遥感影像的完整的数据字典，同时从影像库工程应用的要求出发定义了简明扼要的影像库操作的对象，使得用户无需考虑影像库系统的具体细节。     TITAN Image 影像库充分利用Oracle 数据库的海量数据存贮及管理能力，支持海量影像数据，同时支持TITAN Image内部数据格式、PCI Pix、Geotiff、Raw、JPG、BMP等多种格式、不同分辨率图像数据的直接入库、出库管理，可按地理分幅存储图像数据，采用数据库影像金字塔结构，具有很高的性能。此外，利用其提供的标准C/C++函数库，用户可以根据实际需要而开发应用系统。

    TITAN Image影像数据管理工具不仅提供了方便的图像文件浏览功能，还集成了方便、简洁的基于Oracle数据库的海量遥感影像数据管理能力。

    应用ImgExplorer操作管理影像库服务器，能够实现对影像库服务器、影像库、影像层的各种管理操作。

    十、TITAN Image图像质量评价模块

    质量评价模块是一个评测图像分辨率，图像、图素信息等的模块。

    十一、TITAN Image图像流程化处理模块

TITAN ImageV6.0新增的影像Modeler模块赋予了专业人员开发复杂处理流程的能力，使得在直观的可视化脚本环境下通过简单点击界面即可创建复杂的处理流程，并且支持批处理。

    新的影像Modeler模块主要有以下算法：

    （1）光谱增强：主成分变换，主成分逆变换，彩色空间变换，彩色空间逆变换，去相关拉伸，图像融合，加权融合，PCA融合。

    （2）频率处理与滤波：常用滤波，自定义滤波，中值滤波，均值滤波，自适应滤波，自适应光滑，Lee滤波,Frost滤波,二值化，边缘检测。

    （3）常用图像操作：重采样，图像反转，图像切割，图像旋转，代数运算，图像镜像，直方图正态化，图像对数增强，图像指数增强。

    （4）分类：自组织分类，K均值分类。

    十二、TITAN Image二次开发包

TITAN Image遥感图像处理软系统为用户提供了功能强大、使用方便的二次开发包——TITAN Image应用程序开发接口（API函数），以满足不同用户开发专业遥感图像应用系统的需要。     TITAN Image应用程序开发接口（API）是一组标准的Ｃ函数库(Lib)和Win32函数库(DLL)，包括：底层文件访问存取、图像显示、图像处理算法等，TITAN Image应用程序开发接口（API）提供完整详细的函数参考手册。

    *、*、*等单位已经使用TITAN Image API函数，结合TITAN GIS OCX控件开发了许多专业图像处理系统。

TITAN Image应用

    目前，TITAN Image已广泛应用于中国的军事、林业、国土、地质矿产、水利、农业等领域的资源调查和动态监测，收到了显著经济效益和社会效益。