遥感图象经过计算机处理和分析用于林业的一项技术。它可以改善遥感图象的质量，提高目视判读精度，并能通过计算机模式识别和分析，直接获得森林类型和森林资源的数据和图面资料。计算机处理的主要对象是航天遥感图象，其特点是速度快，费用低。它为及时掌握全国林区森林资源变化的信息创造了条件；同时可以把遥感信息和贮存在计算机内的其他信息，如地理信息、林分生长信息和经营活动信息相匹配，通过各种数学模型进行系统分析，实现森林资源管理自动化。

计算机具有强大的计算能力，但是它只能对数字进行运算。因此，要进行图象计算机处理，首先要把连续变化的普通图象变换成为离散的数学图象，即图象的数字化。数字化过程是把一幅图象分割成许多叫做象元的小区域，然后对每个象元的亮度进行采样和量化。采样就是测定象元的平均亮度；量化则是用一个整数表示这个亮度，称为象元的灰度值。这样就可以把一幅数字图象表示为一个二维矩阵，它的行和列标出了图象中每个象元的平面坐标，而矩阵元素的值代表该象元的灰度值。数字图象可以通过对摄影影象数字化得到，也可以利用卫星或飞机上的扫描仪扫描逐个象元获取。扫描仪一般是多通道的，所以林业上用于计算机处理的图象，多数是多波段数字图象。

根据不同应用目的，林业图象计算机处理可归纳为图象增强、图象分类和图象数量化指标估算等三方面内容。

图象增强

林业遥感图象的计算机增强处理，目的是通过计算机改变原图象的灰度结构，使处理后的图象与肉眼观测的光学响应特性匹配，突出森林类型的特征，以取得更好的森林目视判读效果。增强处理基本上分为：①频率域增强：基于对图象的富氏变换式进行修改，增强所希望的频率段。②空间域增强：基于在原图象上直接进行数据变换，包括与图象位置有关的和与图象位置无关的变换。其中空间卷积运算便是与位置有关的变换；而对数、指数、代数及彩色编码等则属于与位置无关的空间变换。这些变换由于选择不同的算子而得到不同的增强效果，适应于遥感影象在森林调查各个领域中应用。

图象分类

以模式识别理论为基础，应用计算机进行图象中森林类型的分类。模式是指任何一组有确定意义的测量，可以看作是测量空间中的一个点。模式识别就是对需要识别的对象进行一系列测量，然后对测量结果所构成的模式与已知的地物模式进行比较。根据一定的决策准则，判定出它从属于某一地物模式所代表的地类。在模式识别中，如果已知地物模式的选择是在操作员监督下进行的，则这种分类方法称为监督分类；如果已知地物模式是计算机自动聚集类得到的，则这种分类方法称为非监督分类。监督分类方法有最大似然法、最小距离法和超矩形法等。其中，最大似然法分类精度较高，但分类速度较慢；最小距离法分类速度快，但精度较低；超矩形法分类精度和最大似然法相似，但分类速度远远高于最大似然法。实践表明，超矩形法是树种单纯的林区利用计算机进行森林分类的有效方法。非监督分类方法有聚集分析法、最大最小距离选心迭代法和分裂组合迭代法等。除了这些传统的分类方法以外，近几年还发展了提取卫星图象空间信息并和卫星图象光谱信息相结合的分类方法，如局部质地参数法、分组聚类法和地域质地参数法等。在地形和森林类型复杂的林区，在划出混和象元和提取纯象元空间信息基础上的分类方法，可以提高分类精度。

图象数量化指标估算

数量指标中各类森林面积可以通过卫星图象计算机分类直接得出，因此这里主要指的是森林蓄积量。蓄积量估计根据资源卫星数据图象中各波段亮度值的林学特性为基础的线性或非线性数学模型完成。通过这样的模型，可以根据资源卫星数据图象各波段亮度值，配合地面样地估计森林蓄积量。例如，根据训练样地按照森林类型、龄组和疏密度对林区进行监督分类。每一种分类原则称为一个变量，每个变量内每一类称为一个等级。这样，完成分类后每个象元的每个变量都有一个等级值。估计蓄积量时，根据训练样地实测地类和蓄积量数值的关系，并考虑到变量之间的交点作用建立记分模型，将有监督分类确定的各个象元三个变量的值代入记分模型，回报各个象元的蓄积量。按要求将同一树种或同龄组象元的蓄积量累加，即得到该树种或该龄组的总蓄积量，进而得到该调查地区的蓄积量。这样，就完成了林业图象数量化指标的计算机分析。

林业遥感图象计算机处理可以采用专用数字图象处理系统，也可以采用通用计算机进行数字图象处理。①专用数字图象处理系统：卫星数字图象处理的特点是数据量大、记录长、对图象输入输出的要求严格。因此，要配备通用计算机主机、人机对话控制台、字符显示器、图象显示器、大容量的外存贮器（磁带和磁盘设备）、模—数转换设备（把胶片和象片转换成数字再输入计算机）、数—模转换设备（把计算机处理后的数据转变成图象）等硬设备，以及便于专业人员使用的人机对话软件和快速灵敏的专用程序。目前的图象处理程序大都使用Fortran语言写成。②通用计算机数字图象处理：一般有九道磁带机（密度为800或1600BPI，TM图象磁带密度通常为6250BPI）和磁盘机设备的通用计算机均可做卫星数字图象处理。磁带图象数据可以由磁带机转贮至磁盘，通过各种图象处理程序进行处理。处理结果可以保存在磁带上送专用图象处理设备成图，也可以用打印机直接打印出灰度图或字符代码图。通用机数字图象处理的突出优点是不需要价格昂贵的专用图象处理系统，实现一机多用。

林业图象计算机处理的研究工作始于20世纪70年代初期，到80年代初期，有些国家已取得很大进展。苏联已形成以卫星影象为基础，结合大比例尺航空象片进行森林调查和监测的新体系。在这个体系中，计算机图象处理发挥了重要作用。美国在加利福尼亚州应用陆地卫星图象的计算机分析进行森林调查的试验中，按树种、郁闭度和林冠直径划出九种森林类型，精度达85%，所提供的信息已相当中比例尺的航空象片。巴西利用计算机处理后的卫星图象进行目视判读，监测的森林面积到1979年已扩大到500万平方公里。利用陆地卫星成图，每平方公里仅为0.045美元，精度可达85～90%。

新一代卫星的发射和应用将是林业图象计算机处理出现突破性进展的首要因素。新一代卫星如美国的陆地卫星5号、法国的斯波特（SPOT）卫星以及军用的国土卫星的共同特点是空间分辨率有了大幅度提高，从原有的79米提高到30米或10米、20米，从而大幅度提高了森林类型计算机分类精度。试验表明，新一代卫星影象可以清晰显示不同森林类型的纹理和质地特性，可以用1∶50000或1∶100000的地形图和专题图成图。

计算机技术的进步也为林业图象处理技术的发展创造了良好的条件。卫星图象数据的特点是数据量大，计算量大。现在一幅陆地卫星影象有3000万个数据，新一代卫星数据量将增加10倍以上；在图象处理时，每一个数据又将进行数百次乃至上千次运算。因此，对计算机的要求很高。80年代末期，高速计算机、大存贮量的硬盘系统、高密度磁带机（6250BPI）和激光扫描输入输出设备将以应用部门可接受的价格进入市场，从而保证了新一代卫星的图象处理能顺利进行。计算机软件技术，特别是数据库技术的发展，有可能在80年代末、90年代初期建立起自动化的森林资源信息系统。它是对森林资源进行系统分析的有力工具。通过航天遥感的计算机分析将为这个系统提供及时而准确的信息，而航天资料也只有通过这样一个自动化系统才能发挥及时和快速的作用。