文|抽象轉(zhuǎn)移
本文主要講述圖像處理偏原理性的東西，如果要了解opencv，gdal怎么使用請移駕。
首先，我們明確一下圖像的意義。
圖像（影像）是能量，是矩陣，是顏色空間。
本質(zhì)上講，圖像反映的是物體反射電磁波的信息，電磁波又是分波段的，除了我們熟悉的可見光，還有紅外、紫外等其他的波段。所謂波段，其實(shí)就是電磁波譜中從某一波長到另一波長之間的范圍。單波段圖像的每一個像素點(diǎn)記錄的是單一波段電磁波的輻亮度，在計算機(jī)上反映出來的就是黑白圖像，也就是灰度圖。
熟悉遙感過程的朋友們可能知道：遙感過程也即借助對電磁波敏感的儀器（如攝影元件），在不與探測目標(biāo)接觸的情況下，記錄目標(biāo)物對電磁波的輻射，反射，散射等信息。遙感影像也就是圖像。
對電磁破中的每一個波段信息，其實(shí)可以用任意顏色來表達(dá)，比如你可以用由淺至濃的藍(lán)色去描述紅波段的反射值大小，但是計算機(jī)在表示、顯示色彩的時候是按照紅、綠、藍(lán)來顯示的（即RGB模式），為了使圖像在視覺上接近我們所看到的實(shí)際效果，即用紅色來表示紅波段的值，綠色表示綠波段的值，藍(lán)色表示藍(lán)波段的值，三個波段的信息疊加，即一幅真彩圖像。你還可以用紅色表示綠波段等等，改變顏色與波段的匹配方法，得到的就是“假彩色”圖像。
對于圖像中的物體，反射該波段的能量不同，則值不同，通常我們所說的8位圖像，則用0—255（0—2的8次方-1）個層級去描述波段值，0為白，255為黑。16位圖像則采用0—2的16次方-1個層級去描述波段值。以此類推。bmp格式的圖像則為8位圖像，png等格式的圖像在RGB模式的基礎(chǔ)上，加了透明通道，即我們經(jīng)常使用的ARGB顏色。Windows的GDI繪制則不支持透明通道，后來有了GDI+，Qt，Cairo等一系列支持透明通道的繪制引擎。
在數(shù)學(xué)和計算機(jī)中，我們用柵格（網(wǎng)格）來表征圖像，我們可以理解為用M*N的網(wǎng)格來劃分圖像，每一個網(wǎng)格內(nèi)，記錄著每個波段的值，也就是顏色值，比如灰度圖像，每個網(wǎng)格內(nèi)則表示反射單波段的能量值。一幅真彩圖像，一個網(wǎng)格內(nèi)則記錄著我們看到的顏色，該顏色由三原色RGB構(gòu)成。
圖像的表示方式與計算機(jī)屏幕顯示的原理一致，網(wǎng)格越精細(xì)，能描述的信息也就越多，顯示的圖像細(xì)節(jié)也就越豐富。
下面簡單介紹一下計算機(jī)與圖像相關(guān)的一些基礎(chǔ)知識：分辨率，DPI，比例尺。
DPI表示分辨率,指每英寸長度上的點(diǎn)數(shù)，英寸為長度單位。1/DPI=一個像素對應(yīng)的英寸距離（單位inch）
英寸與米的換算比例是1：0.025400
因此一個像素對應(yīng)的紙上距離計算公式為：（DPI通常為96）
1/DPI*0.0254 單位（m）
比例尺：一個像素的紙上距離和一個像素代表的現(xiàn)實(shí)中的距離之比例就是地理比例尺（Scale）
下面用一張圖來表示dpi和比例尺之間的關(guān)系：
所以，以像素為大小的網(wǎng)格來表征圖像，就是我們在計算屏幕中所見。
如果用矩陣來表達(dá)圖像，則矩陣的行對應(yīng)圖像的高（單位為像素），矩陣的列對應(yīng)圖像的寬矩陣的元素對應(yīng)圖像的像素，矩陣元素的值就是像素的灰度值。
