MATLAB在遙感技術(shù)中的應(yīng)用

上篇 MATLAB基礎(chǔ)
第1章 MATLAB簡(jiǎn)介………………………………………………………………………… 3
1.1 MATLAB的起源和發(fā)展……………………………………………………………… 3
1.2 MATLAB8.0時(shí)代…………………………………………………………………… 3
1.3 MATLAB使用介紹…………………………………………………………………… 4
1.3.1 菜單欄……………………………………………………………………………… 4
1.3.2 當(dāng)前目錄窗口……………………………………………………………………… 5
1.3.3 命令窗口…………………………………………………………………………… 5
1.3.4 工作空間…………………………………………………………………………… 6
1.3.5 命令歷史窗口……………………………………………………………………… 6
1.3.6 編輯界面…………………………………………………………………………… 7
1.3.7 幫助系統(tǒng)…………………………………………………………………………… 8
1.4 本章小結(jié)………………………………………………………………………………… 10
第2章 M 語(yǔ)言………………………………………………………………………………… 11
2.1 變 量…………………………………………………………………………………… 11
2.1.1 數(shù)據(jù)類型…………………………………………………………………………… 11
2.1.2 矩 陣……………………………………………………………………………… 12
2.2 符 號(hào)…………………………………………………………………………………… 13
2.2.1 單字符……………………………………………………………………………… 13
2.2.2 多字符……………………………………………………………………………… 16
2.3 關(guān)鍵字…………………………………………………………………………………… 19
2.4 控制流…………………………………………………………………………………… 20
2.4.1 順 序……………………………………………………………………………… 20
2.4.2 選 擇……………………………………………………………………………… 20
2.4.3 循環(huán)———特殊的順序……………………………………………………………… 21
2.4.4 遞歸———特殊的循環(huán)……………………………………………………………… 21
2.4.5 異常捕獲…………………………………………………………………………… 22
2.5 函 數(shù)…………………………………………………………………………………… 22
2.5.1 函數(shù)類型…………………………………………………………………………… 22
2.5.2 函數(shù)調(diào)用…………………………………………………………………………… 23
2.5.3 函數(shù)中變量的生命周期…………………………………………………………… 23
2.5.4 函數(shù)句柄…………………………………………………………………………… 23
2.6 M 語(yǔ)言特性…………………………………………………………………………… 24
2.7 本章小結(jié)………………………………………………………………………………… 25
第3章 MATLAB代碼調(diào)試和優(yōu)化…………………………………………………………… 26
3.1 代碼分析………………………………………………………………………………… 26
3.2 代碼調(diào)試………………………………………………………………………………… 28
3.2.1 調(diào)試方法…………………………………………………………………………… 29
3.2.2 調(diào)試檢查項(xiàng)………………………………………………………………………… 30
3.3 代碼運(yùn)行異?！?30
3.3.1 錯(cuò) 誤……………………………………………………………………………… 30
3.3.2 警 告……………………………………………………………………………… 31
3.3.3 崩 潰……………………………………………………………………………… 31
3.4 代碼糾錯(cuò)………………………………………………………………………………… 31
3.5 代碼優(yōu)化………………………………………………………………………………… 32
3.6 代碼心得………………………………………………………………………………… 35
3.7 本章小結(jié)………………………………………………………………………………… 36
第4章 MATLAB可視化……………………………………………………………………… 37
4.1 二維圖形可視化………………………………………………………………………… 37
4.2 三維圖形可視化………………………………………………………………………… 45
4.3 統(tǒng)計(jì)圖可視化…………………………………………………………………………… 50
4.4 本章小結(jié)………………………………………………………………………………… 53
第5章 MATLAB文件I/O …………………………………………………………………… 54
5.1 文件路徑處理…………………………………………………………………………… 54
5.2 MAT文件……………………………………………………………………………… 57
5.3 文本文件………………………………………………………………………………… 58
5.4 二進(jìn)制文件……………………………………………………………………………… 64
5.5 影像文件………………………………………………………………………………… 64
5.6 本章小結(jié)………………………………………………………………………………… 66
第6章 MATLAB編譯與調(diào)用………………………………………………………………… 67
6.1 編 譯…………………………………………………………………………………… 67
6.1.1 可執(zhí)行程序編譯…………………………………………………………………… 68
6.1.2 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)編譯…………………………………………………………………… 69
6.2 調(diào) 用…………………………………………………………………………………… 70
6.2.1 MATLAB調(diào)用C++ …………………………………………………………… 71
6.2.2 C++調(diào)用MATLAB …………………………………………………………… 73
6.3 本章小結(jié)………………………………………………………………………………… 76
下篇 遙感技術(shù)中的MATLAB應(yīng)用
第7章 影像灰度處理………………………………………………………………………… 79
7.1 二值影像處理…………………………………………………………………………… 79
7.1.1 影像二值化………………………………………………………………………… 79
7.1.2 形態(tài)學(xué)處理………………………………………………………………………… 80
7.1.3 圖斑統(tǒng)計(jì)…………………………………………………………………………… 83
7.1.4 邊界提取…………………………………………………………………………… 84
7.2 灰度影像處理…………………………………………………………………………… 85
7.2.1 影像濾波…………………………………………………………………………… 86
7.2.2 影像增強(qiáng)…………………………………………………………………………… 89
7.3 傅里葉變換……………………………………………………………………………… 91
7.4 色彩空間轉(zhuǎn)換…………………………………………………………………………… 92
7.5 影像重采樣……………………………………………………………………………… 92
7.6 本章小結(jié)………………………………………………………………………………… 96
第8章 影像幾何處理………………………………………………………………………… 97
8.1 影像坐標(biāo)系統(tǒng)…………………………………………………………………………… 97
8.2 影像旋轉(zhuǎn)………………………………………………………………………………… 98
8.3 影像縮放……………………………………………………………………………… 105
8.4 影像糾正……………………………………………………………………………… 109
8.5 本章小結(jié)……………………………………………………………………………… 111
第9章 大數(shù)據(jù)影像處理……………………………………………………………………… 112
9.1 影像存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)………………………………………………………………………… 112
9.2 影像分塊……………………………………………………………………………… 112
9.3 分塊后處理…………………………………………………………………………… 116
9.4 本章小結(jié)……………………………………………………………………………… 130
第10章 特征提取與影像匹配……………………………………………………………… 131
10.1 特征檢測(cè)……………………………………………………………………………… 131
10.1.1 點(diǎn)特征檢測(cè)……………………………………………………………………… 132
10.1.2 線特征檢測(cè)……………………………………………………………………… 136
10.2 特征描述……………………………………………………………………………… 139
10.3 影像匹配……………………………………………………………………………… 141
10.3.1 特征匹配………………………………………………………………………… 141
10.3.2 配準(zhǔn)糾正………………………………………………………………………… 154
10.3.3 密集匹配………………………………………………………………………… 161
10.4 本章小結(jié)……………………………………………………………………………… 170
第11章 非監(jiān)督法學(xué)習(xí)……………………………………………………………………… 171
11.1 分層聚類……………………………………………………………………………… 171
11.1.1 函數(shù)pdist ……………………………………………………………………… 171
11.1.2 函數(shù)linkage …………………………………………………………………… 172
11.1.3 函數(shù)cluster …………………………………………………………………… 173
11.1.4 函數(shù)clusterdata ……………………………………………………………… 174
11.2 K均值聚類和K中心聚類………………………………………………………… 175
11.3 最鄰近聚類…………………………………………………………………………… 181
11.4 高斯混合模型………………………………………………………………………… 185
11.5 隱式馬爾可夫模型…………………………………………………………………… 190
11.6 聚類評(píng)價(jià)……………………………………………………………………………… 193
11.7 本章小結(jié)……………………………………………………………………………… 196
第12章 監(jiān)督法學(xué)習(xí)………………………………………………………………………… 197
12.1 分類樹………………………………………………………………………………… 200
12.2 判別分析……………………………………………………………………………… 204
12.3 樸素貝葉斯分類……………………………………………………………………… 213
12.4 最鄰近分類…………………………………………………………………………… 217
12.5 支持向量機(jī)…………………………………………………………………………… 220
12.6 分類集成……………………………………………………………………………… 226
12.7 模型構(gòu)建和評(píng)估……………………………………………………………………… 227
12.8 本章小結(jié)……………………………………………………………………………… 229
第13章 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及地圖投影……………………………………………………………… 230
13.1 坐標(biāo)基準(zhǔn)和空間參考系統(tǒng)…………………………………………………………… 230
13.2 相同坐標(biāo)基準(zhǔn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換…………………………………………………………… 231
13.3 不同坐標(biāo)基準(zhǔn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換…………………………………………………………… 234
13.4 WKT與坐標(biāo)系統(tǒng)…………………………………………………………………… 235
13.5 本章小結(jié)……………………………………………………………………………… 241
第14章 數(shù)值優(yōu)化…………………………………………………………………………… 242
14.1 常見的優(yōu)化方法……………………………………………………………………… 242
14.1.1 二分法…………………………………………………………………………… 242
14.1.2 牛頓法…………………………………………………………………………… 244
14.1.3 最小二乘法……………………………………………………………………… 246
14.2 優(yōu)化步驟……………………………………………………………………………… 247
14.2.1 選擇方法………………………………………………………………………… 248
14.2.2 目標(biāo)函數(shù)………………………………………………………………………… 248
14.2.3 約束條件………………………………………………………………………… 249
14.2.4 輸入?yún)?shù)………………………………………………………………………… 249
14.2.5 參數(shù)設(shè)置………………………………………………………………………… 249
14.2.6 優(yōu)化結(jié)果………………………………………………………………………… 249
14.3 函數(shù)介紹……………………………………………………………………………… 250
14.3.1 函數(shù)fzero與函數(shù)fsolve ……………………………………………………… 250
14.3.2 函數(shù)fminunc…………………………………………………………………… 252
14.3.3 函數(shù)fminbnd ………………………………………………………………… 253
14.3.4 函數(shù)fmincon與函數(shù)linprog ………………………………………………… 254
14.3.5 函數(shù)fminsearch ……………………………………………………………… 256
14.3.6 函數(shù)lsqlin與函數(shù)lsqnonlin ………………………………………………… 256
14.3.7 函數(shù)bintprog與函數(shù)intlinprog ……………………………………………… 257
14.4 回歸分析……………………………………………………………………………… 259
14.4.1 線性回歸………………………………………………………………………… 259
14.4.2 廣義線性回歸…………………………………………………………………… 260
14.5 本章小結(jié)……………………………………………………………………………… 262
第15章 自動(dòng)微分…………………………………………………………………………… 263
15.1 自動(dòng)微分的方法……………………………………………………………………… 263
15.1.1 代數(shù)解…………………………………………………………………………… 263
15.1.2 數(shù)值解…………………………………………………………………………… 264
15.2 復(fù)數(shù)法一階自動(dòng)微分………………………………………………………………… 265
15.3 面向?qū)ο蟮淖詣?dòng)微分………………………………………………………………… 267
15.3.1 一階自動(dòng)微分…………………………………………………………………… 271
15.3.2 高階自動(dòng)微分…………………………………………………………………… 277
15.4 自動(dòng)微分應(yīng)用………………………………………………………………………… 288
15.4.1 雅克比矩陣……………………………………………………………………… 288
15.4.2 海森矩陣………………………………………………………………………… 289
15.5 本章小結(jié)……………………………………………………………………………… 291
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………………… 292