梅州市城市测绘研究院

院长：林远清

·GPS（全球卫星定位）测量

图形、图像数字化

　　数字化图像的基本概念图像是一种模拟信号。所谓数字化图像，就是将图像上每个点的信息按某种规律（模拟/ 数字转换）编成一系列二进制数码（0 和1 ），即用数码来表示图像信息。这种用数码来表示的图像信息可以存储在磁盘、光盘等存储设备里，也可以不失真地进行通信传输，更可以有利于计算机进行分析处理。
　　计算机在处理图像模拟量时，也就是说通过外部设备如数码相机、扫描仪等，对图像的采样有三个方面的主要参数：采样频率、图像样本的量化等级及通道数。采样频率，指一秒钟内采样的次数，它反映了采样点之间的间隔大小，丢失的信息越少，采样频率越高，采出的样本细腻逼真，图像的质量越高，但要求的存储量也越大；样本的量化等级，是指每幅图像样本量化后一共可取多少个像素点（高散的数值）或用多少个二进制数位表示，它反映了采样的质量，若每个样本用8 位（通道数）二进制数表示，则有2 的8 次方＝256 个量级，若采用16位（通道数）二进制数表示，则有2 的16次方＝65536 个量级，24位表示2 的24次方=1667 万个量级，同样，量级越大，图像质量就越高，存储空间要求就越大。但由于计算机的工作速度、存储空间是相对有限的，各种参数都不能无限提高。
　　图形与图像计算机描述文字与画面通常采用两种方式。一种是矢量图形或称几何图形法，简称为图形。它是用一组命令或数字化仪、鼠标、光笔等来描述和绘制的，用以表示的方式是点、线、面，如直线、曲线、矩形、圆、椭圆等的形状，以一定的空间关系建立模型，并以一定的数据结构存储于计算机里，若要在计算机的显示器显示出来，又要对各种点、线、面所组成的形状、位置、颜色等各种属性和参数以一定算法转化（数学描绘合成）为图像后才能显示，一个较为复杂的画面若用图形方式来描述，计算机的描述难度和运算量都比较大，因为计算机矢量图形法是采用三维空间关系的模式来定位二维画面并映射合成的。
　　在电脑微机上能由操作者交互式地进行绘图，或是根据模块库中的一组或几组部分进行放大、缩小、复制、删除、移动、旋转、填色等各种编辑处理的图形工具软件通常称为Draw或Graph.计算机图形学说与CAD （计算机辅助设计）技术是一起发展起来的，CAD 系统于1962年诞生，三十多年来CAD 的发展从机器制造业、建筑业等领域推广到集成电路设计、工厂管道设计等领域。图形学分非交互式计算机绘图和交互式计算机图形学，非交互式是指预先编好程序，一次生成全部图形，而编写图形显示程序比较复杂。从应用层方面来看，大都采用交互式，就是用人机交互手段动态地控制和生成图形的内容、形状、大小和颜色的方法和技术，交互式绘图采用光笔、触摸屏、键盘、鼠标、图形输入板等工具使图形的生成、修改、显示速度、直观。
　　另一种描述画面的方法是点阵位图图像（Bitmap），简称图像（Image ）。主要针对客观世界存在的物体映像处理成新的数字化图像。即将整幅画面划分为矩形微小区域的像素点的采样过程，及像素点的亮度或色彩取值空间离散为有限个数值的量化级数，再将采样后的脉冲幅度调制（PAM ）信号和量化后的脉冲编码调制（PCM ）信号接某种规律编成二进制数码，以数码表示图像信息。图像处理技术很多，关键的是图像噪声滤去技术、数据图像压缩技术。图像对比增强技术、图像模糊/ 清晰复原技术等。另外有一种技术叫模式识别，主要研究的是如何分析和识别输入的图像，找到图像内部蕴含的内在联系或对抽象模型加以辨别，应用面很广，如邮政分检信封上的邮编、医疗诊断的X 光照片分析、工业机器人品种和文位的识别，PC机上应用的汉字识别系统OCR。
　　计算机图形学和图像处理技术是有区别的，计算机图形学问（ComputerGraphics，简称CG）是数字计算机用点、线、面（曲面入实体生成物体的模型，将模型存放在计算机里，并可修改、合并、改变模型和选择视点来显示模型的一门新兴学科，重点是如何将数据和几何模型转变成图像的研究，主要应用于工程制图、机械模型、曲线图表统计、桌面印刷排版等。图像处理技术是采用计算机外部辅助设备（如扫描仪、视频采集器等）输入的像素数据包（图像、画面数字信息库）进行处理、压缩、传输的一门计算机技术，应用层面非常广，如电视频带压缩、卫星资源照片、气象云海图、医用辅助诊断的CT扫描、交通道路监视、多媒体影像等。在实际应用中，图形、图像技术也
是相互关联的。