《遥感导论》 第四章2

1、v数字图像：能被计算机存储、处理和使用的图像（用数字记录遥感信号）Digitalv光学图像（模拟图像）AnalogD/A变换；A/D变换v模拟量是连续变量；数字量是离散变量（模拟图像的灰度/颜色变化是连续的）v灰阶/色标（灰标/色阶）：实质是进行离散化表示v图像数字化：实为对模拟图像的位置变量进行离散化和灰度值量化。 X轴/Y轴上的灰度变化是一条连续变化的平滑曲线。 数字化图像时是在X/Y方向上采样，产生离散的x值和y值 x和y构成的小方格像元 每个像元对应一个亮度值（连续变化的灰度在区间等分）v数字化后，图像可表示为数字矩阵自然景观 数字“图像” 模拟图像v整型或实型：像元值(灰度值)为06

2、5535之间的整数时，每个cell需要2B；若像元值为实数，则 单精度型需要2B 双精度型需要4Bv字符（文本）型(ASCII码)：每个字符需要一个字节，取最大像元值的字符数作为像元存储宽度v二进制（字节型）：灰度值在0255之间，每个像元记录为1Byte(8bit) 一景TM影像185185km，其一个波段（=6166行6166列=38M，分辨率30m）数据压缩遥感数字图像的表示遥感数字图像的表示数字图像可以用矩阵和矢量来表示。比较直观的就是矩阵表示（设为m行、n列的图像）：),() 1 ,(), 2()2 , 2() 1 , 2(), 1 (.)3 , 1 ()2 , 1 () 1 , 1

3、 (),(nmfmfnfffnffffjifv遥感图像记录的亮度值实为进入传感器的辐射强度，它取决于： 太阳辐射照射到地面的辐射强度 地物的光谱反射率v当太阳照射同一地区时，图像像元亮度值直接反映地物的反射率区分不同的地物v但进入传感器的辐射强度发生辐射畸变 传感器本身产生的误差 大气对辐射的影响v到达地面的太阳辐射（透射）=太阳辐射出射度-大气对太阳辐射的吸收、反射、散射v假设不存在大气，传感器接收的辐照度只与太阳辐射到地面的辐照度和地物反射率有关。v大气对地物的辐射（含反射的太阳光和地物本身发射的辐射）发生吸收和散射，使透过率小于1，减弱了信号强度v大气对太阳辐射（包括地物的辐射）的散射有

4、一部分直接进入传感器增强了信号（噪声）产生了辐射畸变，所以要进行辐射校正v精校正难实现常采用简化的处理方法，只去掉主要的大气影响，使图像满足基本要求粗校正v粗校正的基本思想： 去除程辐射度程辐射度（大气的散射直接进入传感器的辐射强度） 假设程辐射度在同一幅图像的有限面积内是一个常数v粗校正的两种方法 直方图最小值去除法 回归分析法v基本思想：一幅图像中总可找到辐射亮度接近0的地物，实际的图像亮度不为0，则认定它是由大气导致的程辐射度值v校正方法： 确定图像上有辐射亮度或反射亮度应为0的地区，则亮度最小值认定为该地区的大气影响的程辐射增量 将每一波段中每个像元的亮度值均减去本波段的最小值v程辐射

5、随波长增大而减小(米氏散射)v1、几何畸变及产生的原因v2、遥感图象数字纠正原理v3、遥感图象的多项式纠正v4、控制点的选取v几何畸变：当遥感图像在几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等畸变时，即说明遥感影像发生了几何畸变。v图像的几何校正(Geometric Correction)是指从具有几何畸变的的图像中消除畸变的过程。v航高：飞机偏离标准航高或卫星沿椭圆轨道运行视场角不变，扫描线对应的地面宽度发生变化。v航速：卫星的椭圆轨道导致航速时快时慢扫描带超前或滞后。v俯仰：星下点在平台俯时后移，仰时前移扫描带发生行间错动。v翻滚：星下点在扫描

6、线方向偏移图像扭曲v偏航：偏离原航向引起扫描线变化倾斜畸变v地形起伏引起像点位移v地球表面曲率的影响 像点位置的移动 像元对应于地面宽度不等（视场角等分，弧线长度大于直线)v大气折射使辐射按曲线传播像点位移v地球自转：非地球同步卫星在降段接收图像(卫星自北向南运动，地球自西向东运动)影像偏离 与遥感平台翻滚相仿v几何校正的原理： 定量地确定图像上的像元坐标（图像坐标）与目标物的地理坐标（地图坐标）的对应关系（坐标变换式）v校正前的图像虽然也是行列整齐的等间距像元组成的，但像元间所对应的实地距离并不相等。 进行几何校正，使各像元所代表的实地距离相等像元排列 1 = 输入 (有畸变的)像元排列 2

7、 = 输出 (校正后的)像元排列 2像元排列 1图：几何位置正确的输出像元的矩阵，叠加在初始有畸变 的矩阵之上具体步骤：具体步骤： 1）计算校正后每一点所对应原图中的位置；2）计算每一点的亮度值。第1 步：建立两图像像元点之间的对应关系)()( ),( )()(),(2542321025423210iiiiiiiiyiiiiiiiiixiYbYXbXbYbXbbYXFyYaYXaXaYaXaaYXFxv第2步：重采样 对新像元重采样插值的基本思想是考虑被值点周围若干象素对所插值的加权贡献。其一般表达方式为： 式中 为权值。邻域点数和权值的不同取法构成不同的插值方法。jijipIWV, . ji

8、W,确定像元亮度值的方法：v最近邻法v双线性内插法v三次卷积内插法v方法评价v优点：简单易用，计算量小v缺点：处理后的图像的亮度具有不连续性，从而影响精确度v方法评价：v优点：精度明显提高，对亮度不连续现象或线状特征的块状现象有明显改善。v缺点：计算量增加，同时对图像起到平滑作用，从而使对比明显的分界线变模糊。v基于计算点周围相邻的16个点进行内插v方法评价：v优点：校正后图像质量更好，细节表现更清楚v缺点：计算量大)(4,)(ijrijiiprryWVxWV其他 , 0)(2)(1 ,5284)(1)(0 ,21)(00302000030200 xWxxxxxWxxxxW最近邻点（xr,yr

9、）（xr,yr）dydxD（xr,yr）Sinc(x)最近邻法双线性法三次卷积法1p2p3p4p灰度内插三种方法小结：1）控制点的类型： 控制点的选择以配准对象为依据。 a以地面坐标为匹配标准的，叫地面控制点。 GCP（Ground control point) b以地图作为地面控制点标准。 c以遥感影象作为控制点标准。2）控制点数目的确定 一次多项式纠正 N=3 二次多项式纠正 N=6 三次多项式纠正 N=10 （N为控制点数量）v一般来说GCP的数量至少要大于(n+1)(n+2)/2，n是多项式的阶数。3）控制点选取的原则： （1） 控制点应选取图象上易分辨且较精细的特征点，如道路交叉点、河流弯曲或分叉处、湖泊边缘、飞机场、城廓边缘等。 （2）特