《水利工程智慧感知与测量技术》课件-13.遥感图像处理（上）

水利工程智慧感知与测量技术遥感图像在获取过程中会受到多种因素的干扰，就像一幅蒙尘的画卷，无法清晰地展现其真正的模样。遥感图像处理就如同魔法师手中的魔法棒，挥动它，我们就能给一幅模糊不清、色彩失衡的画作进行精心的修复和调色，使其变成一幅清晰、准确、生动的画卷。遥感图像处理01遥感图像处理基础知识02遥感图像校正遥感图像处理基础知识PART01遥感图像处理基础知识遥感图像按照明暗程度和空间坐标的连续性划分为模拟图像和数字图像。模拟图像数字图像又称光学图像、连续图像，指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直接处理的图像，属于可见图像。通常是二维的，类似于传统的黑白照片或彩色照片。又称离散图像，指被计算机存储、处理和使用的图像，是一种空间坐标和灰度均不连续、用离散数学表示的图像，属于不可见图像。它是由离散的像素组成的矩阵，每个像素都有一个数字值，代表该位置的辐射亮度或反射率等信息。一、模拟图像与数字图像二、模拟图像与数字图像的转换模拟图像数字图像遥感数据表示通过摄影、扫描和雷达等传感器获得的地面地理信息，记录在胶片上得到的图像。图像数字化可被计算机存储、处理和使用的图像。图像数字化的过程就是把一幅遥感光学图像分割成一个个小区域（像元或像素），并将各小区域灰度用整数表示，主要包括采样和量化两个过程。遥感图像处理基础知识二、模拟图像与数字图像的转换（1）采样空间上或时域上连续的图像（模拟图像）变换成离散采样点（像素）集合的操作称为采样。（2）量化模拟图像经过采样后，在空间上离散化为像素。但采样所得的像素值（即灰度值）仍是连续量。

量化就是把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换。遥感图像处理基础知识三、遥感数据的存储格式用户从遥感卫星地面站获得的数据一般为通用二进制数据，主要包含三种数据类型:BSQ(bandsequential)数据格式可以理解为按照像素存储，先依次存储每个波段的第一个像素，再存储每个波段的第二个像素…BIL(bandinterleavedbyline)数据格式按照行进行存储，先依次存储每个波段的第一行，再存储每个波段的第二行BIP(bandinterleavedpixel)数据格式按照顺序存储，依次存第一个波段所有像素，再存第二个波段所有像素遥感数字图像必须以一定格式存储，才能有效地进行分发和利用。遥感图像处理基础知识遥感图像校正PART02遥感图像校正遥感影像畸变是指遥感影像在获取、传输和处理过程中，由于各种因素的影响，导致影像的几何位置、形状、大小和灰度值等与实际地物不一致的现象。平台运动特征大气效应传感器自身特性一、遥感影像畸变及其原因......遥感影像畸变校正后图像地表起伏影响产生影像畸变遥感图像校正一、遥感影像畸变及其原因辐射畸变几何畸变

图像畸变辐射校正几何校正理想遥感图像：如实而毫不歪曲地反映地物的辐射能量分布和几何特征的图像图像畸变：实际得到的图像都在不同程度上与地物的辐射能量或亮度分布有差异，即存在着畸变和降质，即图像畸变。辐射畸变：遥感图像的辐射值（如亮度值、反射率等）与地物实际的辐射特性之间存在的差异，由传感器特性、大气、太阳高度角、地形等因素导致。几何畸变：遥感图像的几何形状、位置、大小与地物实际的平面位置和形状之间存在的偏差，由成像方式、地球自转、卫星姿态、地形等因素引起。图像校正：对一个退化的图像进行处理，使它恢复到理想投影的状态。遥感图像校正二、辐射校正辐射畸变原因及处理

传感器性能绝对辐射定标相对辐射定标相对大气校正绝对大气校正

大气层散射

地形与光照太阳高度角地形坡度校正辐射校正：修正由于传感器自身特性、大气因素以及太阳辐射等引起的遥感图像辐射值失真，使图像的辐射亮度值更接近地物实际反射或发射的辐射亮度。遥感图像校正辐射校正前辐射校正后二、辐射校正遥感图像校正三、几何校正几何畸变原因传感器位资误差平台运行特征地球表面曲率大气折射地形起伏地球自转内部因素外部因素遥感图像校正三、几何校正几何校正是为了消除原始图像上的几何畸变，使遥感图像上的各地物符合地图投影参照系统要求。数据准备输入显示数字图像树立校正变换模型确定输出图像范围像元的灰度重采样输出校正数字图像像元空间坐标变换几何校正流程地面接收站接收到原始影像后进行的系统校正。主要是针对遥感平台、传感器自身、地球、大气等因素进行处理。几何粗校正利用控制点的图像坐标和地图坐标的对应关系，近似地确定所给图像坐标系和地图坐标系之间的多项式变换关系。几何精校正遥感图像校正选择控制点建立几何变换模型重采样几何精校正是在几何粗校