遙感圖像處理

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1、第一講遙感數(shù)字圖像基礎1.數(shù)字圖像的基本特點（和傳統(tǒng)膠片類圖像相比）（1）便于計算機處理與分析計算機是以二進制方式處理各種數(shù)據(jù)的。采用數(shù)字形式表示遙感圖像，便于計算機處理。因此，與光學圖像處理方式相比，遙感數(shù)字圖像是一種適于計算機處理的圖像表示方法。（2）圖像信息損失低由于遙感數(shù)字圖像是用二進制表示的，因此在獲取、傳輸和分發(fā)過程中，不會因長期存儲而損失信息，也不會因多次傳輸和復制而產(chǎn)生圖像失真。而模擬方法表現(xiàn)的遙感圖像會因多次復制而使圖像質量下降。（3）抽象性強盡管不同類別的遙感數(shù)字圖像，有不同的視覺效果，對應不同的物理背景，但由于它們都采用數(shù)字形式表示，便于建立分析模型，進行計算機解譯

2、和運用遙感圖像專家處理系統(tǒng)。2.遙感數(shù)字圖像的類型遙感數(shù)字圖像按波段量劃分為：單波段數(shù)字圖像：指在某一波段范圍內工作的傳感器獲得的遙感數(shù)字圖像；彩色數(shù)字圖像：是由紅、綠、藍三個數(shù)字層構成的圖像；多波段數(shù)字圖像：指利用多波段傳感器對同一地區(qū)、同一時間獲得的不同波段范圍的數(shù)字圖像。3.遙感圖像特征遙感圖像的空間分辨率：圖像的空間分辨率指像素所代表的地面范圍的大小，或地面物體能分辨的最小單元。采樣間隔越大，圖像像素數(shù)越少，空間分辨率低，質量差，嚴重時出現(xiàn)像素呈塊狀的國際棋盤效應；采樣間隔越小，圖像像素數(shù)越多，空間分辨率高，圖像質量好，但數(shù)據(jù)量大。波譜分辨率是指傳感器在接收目標輻射的波譜時能分辨

3、的最小波長間隔。間隔愈小，分辨率愈高。傳感器的波段選擇必須考慮目標的光譜特征值。包括波段數(shù)、波長和波段寬度。輻射分辨率是指傳感器接收波譜信號時，能分辨的最小輻射度差。在遙感圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級。時間分辨率指對同一地點進行采樣的時間間隔，即采樣的時間頻率，也稱重訪周期。時間分辨率對動態(tài)監(jiān)測很重要。4.柵格數(shù)據(jù)組織方法（1）以像元為記錄的序列，可節(jié)省存貯空間；（2）以層為基礎，每層以像元為記錄序列，形式簡單；5.多波段數(shù)字圖像的三種數(shù)據(jù)格式BSQ格式：波段順序排列BIP格式：波段按象元交叉排列BIL格式：波段按行交叉排列第二講輻射校正1.輻照度M：面輻射源在單位時間內，單位面積上

4、接收的輻射能量，即照射到物體單位面積上的輻射通量。2.輻射亮度的定義：面輻射源在單位立體角、單位時間內在某一垂直于輻射方向單位面積（法向面積）上輻射出的輻射能量，即輻射源在單位投影面積上、單位立體角內的輻射通量。3.為什么要進行輻射校正？圖象不能全部真實地反映不同地物地特征，影響了數(shù)字圖象的質量。“同物異譜，異物同譜”。4.輻射校正包含哪些方面？傳感器本身的特性；大氣對于電磁輻射的衰減；（散射、吸收）地形因子的影響—陰影；5.通常數(shù)字值和輻亮度是線性關系，大多數(shù)遙感數(shù)據(jù)提供者們都為用戶提供轉換系數(shù)。6.要對圖象進行輻射定標，計算表觀反射率，將圖象的DN值轉化為表觀反射率，該過程的實現(xiàn)是通

5、過應用以下步驟來實現(xiàn)的：（1）首先將圖象的DN值轉化為輻亮度：radiance=gain*DN+offset(1)（2）然后將圖象的輻亮度轉化為表觀反射率：ρ=π*L*d2/（ESUN*cos（θ））(2)7.相對輻射校正：主要包括圖像回歸法、偽不變特征法、暗集-亮集法、未變化集輻射歸一法與直方圖匹配法等。8.大氣糾正：由于大氣的吸收、散射及其它隨機因素影響，導致圖像模糊失真，造成圖像分辨率和對比度相對下降。大氣的影響主要是減少了圖像的對比度，使原始信號和背景信號都增加了因子。9.大氣影響的粗略校正：通過簡單的方法去掉程輻射（散射光直接進入傳感器的那部分），從而改善圖像質量：直方圖最小值

6、去除法；回歸分析法：校正的方法是將波段b中每個像元的亮度值減去a，來改善圖像，去掉程輻射。10.基于輻射傳輸模型的大氣校正使用6S、LOWTRAN、MODTRAN等大氣輻射傳輸模型進行大氣校正，這些模型可以比較精確地模擬大氣的影響，因此校正的效果比較可靠。其缺點就是必須輸入與衛(wèi)星同步獲得的大氣資料如氣溫、氣壓、水汽含量、臭氧含量、氣溶膠光學厚度等參數(shù)，對于大部分遙感應用來說，大面積同步觀測基本上是不可能的事情，因此，這些方法的應用受到了極大限制。第三講大氣校正1.實際的大氣透過率受散射與吸收影響。2.大氣垂直結構熱層、中間層、平流層、對流層3.大氣光學參數(shù)大氣消光系數(shù)：大氣消光系數(shù)系指電

7、磁波輻射在大氣中傳播單位距離時的相對衰減率。大氣光學厚度：消光系數(shù)沿大氣傳輸路徑的積分，是表征大氣介質對輻射衰減程度的無量綱量。4.Beer定律只適用于均勻介質，即光子同介質的原子或分子相互作用的機會與所經(jīng)過的幾何長度成正比。實際大氣：密度不同，非均質（水平、垂直）均質大氣：對光線的衰減作用一樣大氣中空氣密度處處相同成分與實際大氣一樣地面氣壓也一樣（在單位面積上的垂直氣柱內所包含的空氣質量與實際大氣完全一樣）第四講熱紅外遙感地表溫度