淺談地理信息系統中圖像處理的應用

徐志明 周昱全

摘 要：隨著科學的不斷進步，地理信息技術也獲得了快速的發展，數字圖像處理技術也是科技時代發展的產物。在人們認識世界的過程中，離不開對圖像的應用，圖片是人們獲取未知世界的重要途徑，應用了數字圖片技術，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識這個世界。本文主要探討了數字圖像處理技術的應用，以及數字圖像處理技術在地理信息系統中的應用。

關鍵詞：數字圖像處理；地理信息系統；技術應用

引言：數字圖像處理是一種利用計算機技術，通過計算機這個媒介對圖像信息進行加工來滿足人們的視覺和心里需求的行為，本質上，數字圖像處理是一串能夠被計算機識別的并且能夠還原和輸出為一幅圖像的數字碼，在科技日益發達的社會中，人們對信息的獲取的主要途徑是依靠圖像，在人們認識世界的過程中，圖像發揮著重要的作用。圖像處理技術被提出的時間并不是很長，但是在發展的過程中起到了很大的作用，對人類社會做出重要的貢獻。

1數字圖像技術的發展狀況

隨著科學技術的不斷發展，數字圖像技術在發展的過程中也取得了很大的進步，數字圖像技術是通過計算機網絡傳遞過程中把圖片轉化成有特定規律的計算機能夠接受的一種數字的形式，通常是通過數字矩陣的方式進行表達。沒有計算機這個載體，就沒有辦法實現數字的處理，早期發展的計算機的容量比較小，但是圖片的容量卻很大，二者不能夠兼容，所以在這個階段發展的十分的緩慢。隨著科學技術的不斷普及以及計算機的不斷發展，數字圖像處理技術在計算機中不斷被展現出來，擁有更多的意義。伴隨著掃描儀的發展和運用，遙感技術獲得不斷的發展，一定程度上也促進了數字圖像技術的進步和發展，被應用的范圍也變得越來越廣泛，逐漸被應用到新的領域。

2 數字圖像處理的基本理論

2.1 分形理論

分形理論是數字圖像處理過程中一種十分重要的理論，在發展的過程中也得到了創新。分形理論最開始是由英國人提出并使用的，分形理論是非線性代數中一個十分重要的分支，在自然科學中得到了廣泛應用。自然界中的物質一般被分為兩種情況，第一種情況是有形狀以及有尺度的，這種物質在我們日常生活中隨處可見，但是還有一種物質是沒有形狀和沒有尺度的，這些沒有尺度的物質通常就被稱為分形。在圖像中存在著大量的集合物質，在處理的過程中也得到了廣泛的應用。

2.2 小波理論

小波理論在數字處理的過程中擁有十分強大的優越性。但是小波理論獲得的突破的時間比較晚，盡管經過長時間的發展，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 人工神經網絡

人工神經網絡也是一種常見的技術，這種技術是模仿人腦在工作中的方式設計的機器，通過利用這種技術，能夠擁有不斷獲取知識以及解決問題的能力，在科學研究領域獲得了重大的成果。目前，在我國的研究領域，人工神經網絡已經被應用到很多的領域，在圖像處理領域也有很大的進展，但是，盡管應用的領域十分廣泛，人工神經網絡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。

2.4 數學形態學

數學形態學是圖像數字處理中一個重要的方法，形態學原本是生物學中研究植物以及動物的一個重要的分支，但是在后來不斷發展的過程中，逐漸被應用于把形態學作為基礎的一張對圖形進行分析的一種數學的工具。通過利用這種工具和技術，能夠有效的對圖片中的數據進行簡化，還能夠在此基礎之上對原圖像進行一定程度的保留。

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，發揮的作用也變得越來越大，遺傳算法主要是根據生物學中的遺傳規律進行有效的研究和分析，對生物個體之間的關系進行準確的分析，在利用數字圖像處理的過程中，利用遺傳算法這種先進的算法對圖像進行合理的分類，最終取得有效的成果。但是遺傳算法應用的領域還有很多，需要在日后發展的過程中不斷的去挖掘。

3 地理信息系統中數字圖像壓縮

為了能夠提升效率，在有限的計算機的內存中收集更多的有效的數據，需要研究一種有效的方式進行圖像的處理。一般情況下，圖像得到壓縮技術主要分為兩種形式，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行數據的處理，就需要研發新的技術，采用的常規方法有以下兩種。

3.1 標量量化

標量量化主要是把圖像量化成幾個比較少的灰度級。等到輸入值落在兩個比較值之間的時候，輸出值就設置為對應的灰度代表級。但是在利用這種技術的過程中，應該調整為整形，只有整形才能夠滿足整個過程和算法。如果想要達到一定的精準程度，小數點最好保留在五位，最終能夠得到想要達到的目的。

3.2 失真函數理論

失真函數理論也是一種有效的方式。盡管這種函數理論沒有確定最優的編碼器，但是也在一定程度上提供了能夠達到最佳效果的一定的條件，這些條件能夠有效的促進整個工程的測量和數據的收集。

4 圖像處理在地理信息系統中的應用

地理信息系統是一門結合了很多學科的科學，涉及的方面也十分的廣闊擁有獨立的學科體系，在最近幾年被關注的程度也變得越來越多，獲得了很大的發展，也取得了豐富的成果。但是，地理信息系統是擁有明顯時代特征的學科，伴隨著時代的進步和不斷的發展，我國的地理信息系統的研究主要停留在了三維空間，在未來發展的過程中，還有很大得到上升的空間。目前我在我國地理信息系統發展的過程中，主要是以數字圖像處理作為基礎的，地理信息系統的相關功能的實現都是利用圖像的處理技術，在今后發展的過程中將會更加廣泛的利用這種技術，以及遙感等先進的技術，伴隨著社會科學的不斷發展，圖像處理技術也將會獲得更加廣闊的發展。

結語：

社會經濟在不斷發展的過程中，科學技術也在不斷取得進步。這也就會催生出更多新的技術的產生。地理信息技術就是時代發展的產物，在時代發展的過程中不斷的取得了進步獲得了發展，也推動者社會經濟的進步和發展。數字圖像處理技術是在計算機基礎之上不斷發展的，這種技術得益于信息化時代計算機的不斷發展，也會在地理信息技術不斷發展的過程中得到創新，相信在未來發展的過程中，隨著時代的進步，會發展的越來越好。

參考文獻：

[1]徐飛，施曉紅。MATLAB應用圖像處理[M].西安：西安電子科技大學出版社，2002.

[2]胡圣武，潘正風，梅天燦。數字圖像處理的技術及其在傲S中的應用[J].測繪通報，2004（5）。

作者簡介：

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

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