淺談地理信息系統(tǒng)中圖像處理的應(yīng)用

徐志明 周昱全

摘 要：隨著科學(xué)的不斷進(jìn)步，地理信息技術(shù)也獲得了快速的發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)也是科技時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物。在人們認(rèn)識(shí)世界的過程中，離不開對(duì)圖像的應(yīng)用，圖片是人們獲取未知世界的重要途徑，應(yīng)用了數(shù)字圖片技術(shù)，能夠使得圖片的傳播變得更加的便利，能夠使人們更加清晰的認(rèn)識(shí)這個(gè)世界。本文主要探討了數(shù)字圖像處理技術(shù)的應(yīng)用，以及數(shù)字圖像處理技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：數(shù)字圖像處理；地理信息系統(tǒng)；技術(shù)應(yīng)用

引言：數(shù)字圖像處理是一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過計(jì)算機(jī)這個(gè)媒介對(duì)圖像信息進(jìn)行加工來滿足人們的視覺和心里需求的行為，本質(zhì)上，數(shù)字圖像處理是一串能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別的并且能夠還原和輸出為一幅圖像的數(shù)字碼，在科技日益發(fā)達(dá)的社會(huì)中，人們對(duì)信息的獲取的主要途徑是依靠圖像，在人們認(rèn)識(shí)世界的過程中，圖像發(fā)揮著重要的作用。圖像處理技術(shù)被提出的時(shí)間并不是很長(zhǎng)，但是在發(fā)展的過程中起到了很大的作用，對(duì)人類社會(huì)做出重要的貢獻(xiàn)。

1數(shù)字圖像技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像技術(shù)在發(fā)展的過程中也取得了很大的進(jìn)步，數(shù)字圖像技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳遞過程中把圖片轉(zhuǎn)化成有特定規(guī)律的計(jì)算機(jī)能夠接受的一種數(shù)字的形式，通常是通過數(shù)字矩陣的方式進(jìn)行表達(dá)。沒有計(jì)算機(jī)這個(gè)載體，就沒有辦法實(shí)現(xiàn)數(shù)字的處理，早期發(fā)展的計(jì)算機(jī)的容量比較小，但是圖片的容量卻很大，二者不能夠兼容，所以在這個(gè)階段發(fā)展的十分的緩慢。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷普及以及計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，數(shù)字圖像處理技術(shù)在計(jì)算機(jī)中不斷被展現(xiàn)出來，擁有更多的意義。伴隨著掃描儀的發(fā)展和運(yùn)用，遙感技術(shù)獲得不斷的發(fā)展，一定程度上也促進(jìn)了數(shù)字圖像技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，被應(yīng)用的范圍也變得越來越廣泛，逐漸被應(yīng)用到新的領(lǐng)域。

2 數(shù)字圖像處理的基本理論

2.1 分形理論

分形理論是數(shù)字圖像處理過程中一種十分重要的理論，在發(fā)展的過程中也得到了創(chuàng)新。分形理論最開始是由英國(guó)人提出并使用的，分形理論是非線性代數(shù)中一個(gè)十分重要的分支，在自然科學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。自然界中的物質(zhì)一般被分為兩種情況，第一種情況是有形狀以及有尺度的，這種物質(zhì)在我們?nèi)粘Ｉ钪须S處可見，但是還有一種物質(zhì)是沒有形狀和沒有尺度的，這些沒有尺度的物質(zhì)通常就被稱為分形。在圖像中存在著大量的集合物質(zhì)，在處理的過程中也得到了廣泛的應(yīng)用。

2.2 小波理論

小波理論在數(shù)字處理的過程中擁有十分強(qiáng)大的優(yōu)越性。但是小波理論獲得的突破的時(shí)間比較晚，盡管經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，但是在使用的過程中仍然存在著很多的問題，這些問題還需要我們采取措施去解決。

2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)也是一種常見的技術(shù)，這種技術(shù)是模仿人腦在工作中的方式設(shè)計(jì)的機(jī)器，通過利用這種技術(shù)，能夠擁有不斷獲取知識(shí)以及解決問題的能力，在科學(xué)研究領(lǐng)域獲得了重大的成果。目前，在我國(guó)的研究領(lǐng)域，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被應(yīng)用到很多的領(lǐng)域，在圖像處理領(lǐng)域也有很大的進(jìn)展，但是，盡管應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在使用的過程中仍然存在著很多的問題，需要我們不斷的采取措施去解決這些問題，才能夠更好的使用這種技術(shù)。

2.4 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)

數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)是圖像數(shù)字處理中一個(gè)重要的方法，形態(tài)學(xué)原本是生物學(xué)中研究植物以及動(dòng)物的一個(gè)重要的分支，但是在后來不斷發(fā)展的過程中，逐漸被應(yīng)用于把形態(tài)學(xué)作為基礎(chǔ)的一張對(duì)圖形進(jìn)行分析的一種數(shù)學(xué)的工具。通過利用這種工具和技術(shù)，能夠有效的對(duì)圖片中的數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)化，還能夠在此基礎(chǔ)之上對(duì)原圖像進(jìn)行一定程度的保留。

2.5 遺傳算法

在最近幾年研究的過程中，遺傳算法變得越來越受歡迎，發(fā)揮的作用也變得越來越大，遺傳算法主要是根據(jù)生物學(xué)中的遺傳規(guī)律進(jìn)行有效的研究和分析，對(duì)生物個(gè)體之間的關(guān)系進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，在利用數(shù)字圖像處理的過程中，利用遺傳算法這種先進(jìn)的算法對(duì)圖像進(jìn)行合理的分類，最終取得有效的成果。但是遺傳算法應(yīng)用的領(lǐng)域還有很多，需要在日后發(fā)展的過程中不斷的去挖掘。

3 地理信息系統(tǒng)中數(shù)字圖像壓縮

為了能夠提升效率，在有限的計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中收集更多的有效的數(shù)據(jù)，需要研究一種有效的方式進(jìn)行圖像的處理。一般情況下，圖像得到壓縮技術(shù)主要分為兩種形式，一種形式是無損壓縮，另一種形式是有損壓縮。想要更好的利用有限的資源進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理，就需要研發(fā)新的技術(shù)，采用的常規(guī)方法有以下兩種。

3.1 標(biāo)量量化

標(biāo)量量化主要是把圖像量化成幾個(gè)比較少的灰度級(jí)。等到輸入值落在兩個(gè)比較值之間的時(shí)候，輸出值就設(shè)置為對(duì)應(yīng)的灰度代表級(jí)。但是在利用這種技術(shù)的過程中，應(yīng)該調(diào)整為整形，只有整形才能夠滿足整個(gè)過程和算法。如果想要達(dá)到一定的精準(zhǔn)程度，小數(shù)點(diǎn)最好保留在五位，最終能夠得到想要達(dá)到的目的。

3.2 失真函數(shù)理論

失真函數(shù)理論也是一種有效的方式。盡管這種函數(shù)理論沒有確定最優(yōu)的編碼器，但是也在一定程度上提供了能夠達(dá)到最佳效果的一定的條件，這些條件能夠有效的促進(jìn)整個(gè)工程的測(cè)量和數(shù)據(jù)的收集。

4 圖像處理在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)是一門結(jié)合了很多學(xué)科的科學(xué)，涉及的方面也十分的廣闊擁有獨(dú)立的學(xué)科體系，在最近幾年被關(guān)注的程度也變得越來越多，獲得了很大的發(fā)展，也取得了豐富的成果。但是，地理信息系統(tǒng)是擁有明顯時(shí)代特征的學(xué)科，伴隨著時(shí)代的進(jìn)步和不斷的發(fā)展，我國(guó)的地理信息系統(tǒng)的研究主要停留在了三維空間，在未來發(fā)展的過程中，還有很大得到上升的空間。目前我在我國(guó)地理信息系統(tǒng)發(fā)展的過程中，主要是以數(shù)字圖像處理作為基礎(chǔ)的，地理信息系統(tǒng)的相關(guān)功能的實(shí)現(xiàn)都是利用圖像的處理技術(shù)，在今后發(fā)展的過程中將會(huì)更加廣泛的利用這種技術(shù)，以及遙感等先進(jìn)的技術(shù)，伴隨著社會(huì)科學(xué)的不斷發(fā)展，圖像處理技術(shù)也將會(huì)獲得更加廣闊的發(fā)展。

結(jié)語：

社會(huì)經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展的過程中，科學(xué)技術(shù)也在不斷取得進(jìn)步。這也就會(huì)催生出更多新的技術(shù)的產(chǎn)生。地理信息技術(shù)就是時(shí)代發(fā)展的產(chǎn)物，在時(shí)代發(fā)展的過程中不斷的取得了進(jìn)步獲得了發(fā)展，也推動(dòng)者社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展。數(shù)字圖像處理技術(shù)是在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)之上不斷發(fā)展的，這種技術(shù)得益于信息化時(shí)代計(jì)算機(jī)的不斷發(fā)展，也會(huì)在地理信息技術(shù)不斷發(fā)展的過程中得到創(chuàng)新，相信在未來發(fā)展的過程中，隨著時(shí)代的進(jìn)步，會(huì)發(fā)展的越來越好。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

徐志明（1996.04.10-）男，漢，河南省睢縣，本科生，研究方向：地理信息科學(xué)

周昱全（1998.07.02-）男，漢，江西省廬山市，本科生，研究方向：地理信息科學(xué)