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《第五章熱紅外遙感圖像判讀課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、熱紅外掃描圖像的信息特征一、圖像的空間信息特征（一）投影性質——中心軸線投影熱紅外掃描屬點掃描式成像：儀器在飛行過程中依靠掃描鏡左右擺動完成一行行掃描線，即每條掃描線由一系列掃描點構成。而每一條掃描線都有一個透視中心，這樣在一條航帶的飛行軌跡上就有一條由許多透視中心的連線構成的投影軸線。因此熱紅外掃描圖像屬中心軸線投影。同時，在航向上成像時間是連續(xù)的，構成—條不分幅的條帶狀圖像。另外，一條掃描線上一系列掃描點是在飛行平臺飛行過程中經過若干個成像瞬間完成的，即是不同步的。所以熱紅外掃描圖像又稱之為動態(tài)多中心投影。既然在每一條掃描線上遵循中心
2、投影的成像規(guī)律，則掃描方向上必有地形引起的像點位移。（二）比例尺切向畸變1、航向比例尺在紅外掃描圖像上可以看作有兩種比例尺：一種是沿飛行方向的比例尺，一種是沿掃描方向的比例尺。由于地面掃描重疊率與成像掃描重疊率一致，因此航向比例尺就是膠片移動速度與飛行速度之比，是一個常數。在同一張圖像上，航向比例尺是一致的，它與目標所處的位置無關。2、切線比例尺沿掃描方向的比例尺叫切線比例尺，是隨著掃描角的變化而變化的（圖）。在數值上，切線比例尺等于像元（掃描圖像上最基本的成像單元）直徑與掃描方向瞬時視場線度之比。對同一掃描儀而言，像元直徑是常數。因此，
3、切線比例尺的大小就決定于掃描方向的視場線度。如圖所示，切線比例尺從機下點向兩側方向，隨視場線度的增加而減小。即隨視場掃描角的增大，圖像邊緣的比例尺逐漸變小，造成圖像被壓縮，引起掃描圖像發(fā)生畸變（圖）。對于光學機械掃描儀來講，圖像邊緣部分的比例尺，具有與傾斜攝影像片相類似的特性。（三）地面分辨力熱紅外掃描圖像地面空間分辨力，取決于掃描系統(tǒng)的瞬時視場角和掃描成像時的飛行高度。所渭瞬時視場角是指掃描鏡固定的某一瞬間，投射到探測器上那一束紅外光的立體角。瞬時視場角β決定于探測元件的大小d和焦距f的比值，用弧度表示（圖）β=d/f如圖，立體角β對應
4、地面面積為瞬時視場，其直徑為瞬時視場線度（D）。即用掃描方式能分辨地面目標的最小尺寸瞬時視場對應于圖像上的面積就是像元，它是構成掃描圖像的基本單元。瞬時視場角愈小，相對應的地面瞬時視場也愈小，掃描儀分辨力就愈高。反之，分辨力則較低。如上圖所示，掃描角（θ）和瞬時視場（β）不同。前者是個變量，它取決于掃描鏡擺動的幅度，其所對應的地面寬度是瞬時視場線度的累積。但對于某一具體掃描儀而言，它有一個最大的掃描角或稱總掃描角，這是個常數，其所對應的地面寬度范圍即為整個掃描條帶的寬度。瞬時視場的大小和掃描條帶的寬度，還與航高有關。航高增加，地面分辨力減
5、小，整個地面覆蓋寬度加大。機下點（或星下點）的瞬時視場線度D=βH式中β為瞬時視場角(弧度)，H為航高（m）此外，航高一定時，每條掃描線上隨掃描角(θ)的增大，飛機到目標間的距離（斜距）也在增加，因而瞬時視場沿飛行方向和掃描方向的線度也在擴大。瞬時視場的投影形狀由圓形逐漸變成橢圓形。根據圖中的幾何關系，可以導出沿飛行方向和掃描方向的瞬時視場線度公式：D飛=Dsecθ=（Hsecθ）βD掃=Dsec2θ=（Hsec2θ）β公式推導：可見，掃描線不是一條等寬的直帶，它由中心位置向兩側彎曲并逐漸展寬。在同一條掃描線上，其分辨力從機下點向兩側逐漸
6、變低。當然，熱紅外掃描圖像的分辨力除了決定于瞬時視場線度外，還與探測器的溫度靈敏度（也叫溫度分辨力）的高低以及目標和背景的溫差大小等有關。如果溫度分辨力比較高，有時即使地面目標小于瞬時視場線度，也可以被探測出來。（四）非系統(tǒng)畸變及其影響因素1、速高比變化引起的成像比例形變掃描成像時，往往由于航速的變化而引起速高比的失諧，從而造成圖像在航向比例上的形變。飛行速度增加，速高比變大。由于速高比已經設定，就引起拉片速度相對變慢，造成圖像被壓縮，成像比例尺變小。反之，則會造成圖像被拉長，成像比例尺變大，并使掃描重疊率降低，甚至可能出現漏帶現象。2、
7、飛行平臺側滾引起的圖像形變平臺側滾會使掃描條帶發(fā)生左右偏移，地面目標偏離中心線，地物發(fā)生彎曲形變（見圖）。這種形變的一般規(guī)律是：與航線垂直的線性目標不發(fā)生方向性變化，其余線性目標均發(fā)生彎曲，尤其是與航線近于平行的線性目標，將發(fā)生波紋狀變形，變形方向與側滾方向一致。3、飛行平臺仰俯引起的圖像畸變仰俯動作會造成對地面掃描線間隔疏密不同的變化，從而使目標在圖像上被壓縮或被拉長（圖）。二、熱紅外圖像的光譜信息特征1、光譜分辨力指能區(qū)分地物熱輻射波譜特征差異大小的能力。主要取決于掃描儀分光系統(tǒng)所劃分的譜帶寬度，譜帶越窄區(qū)分不同波譜特征地物的能力愈強
8、。目前大多數熱紅外圖像都是寬譜帶（8—14微米）單波段圖像，因此波譜分辨力不如可見光圖像。2、溫度分辨力指能區(qū)分地面上溫度差異的能力，主要取決于掃描儀探測元件的性能?，F代技術已經能研制出溫度分
