遥感图像处理与分析_2(图像校正)

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

遥感图像处理：图像校正

杨可明中国矿业大学(北京) 测绘与土地科学系2013-7-27

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

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主要内容

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

数字图像的性质与特点 辐射校正 图像的几何畸变 几何校正的方法 几何校正的重采样、内插方法

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

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数字图像的性质与特点

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

什么是数字图像？– 模拟图像：普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的图 像 – 数字图像：而是以数字形式表示的遥感影像。包括把模 拟图像分割成同样形状的小单元，以各个小单元的平均 亮度值或中心部分的亮度值作为该单元的亮度值进行数 字化的图像。

把前一部分的空间离散化处理叫采样(sampling), 而后一部分的亮度值的离散化处理叫量化(quantization),以上两种过程结合起来叫图像的数字化(digitization)。

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

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数字图像的性质与特点 采样采 样 的 原 理

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数字图像的性质与特点 量化

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量 化 的 概 念

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数字图像的性质与特点

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

由于传感器上探测元件的灵敏度直接影 响有效量化的级数，因此，不同传感器 提供的有效量化的级数是不同的。常用的遥感数字图像有效量化级数。传感器类型 MSS TM HRV(S) HRV(PA) AVHRR中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

卫星名称 Landsat Landsat Spot Spot NOAA

有效量化级数 64 256 256 64 1024

信息量/bit 6 8 8 6 102013-7-27

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数字图像的性质与特点

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

像素(像元,Pixel)是遥感数字图像最基本的单 位，是成像过程的采样点，也是计算机图像处理 的最小单元。像素具有空间特征和属性特征。 由于传感器从空间观测地球表面，因此每个像素 含有特定的地理位置的信息，并表征一定的面积。 对于多光谱扫描仪提供的数字图像来说，一个像 素对应的地表面积是由传感器上瞬间视场角所决 定的，瞬间视场角在地表的投影面称地面分辨率 (或空间分辨率),由于传感器种类不同，它的 瞬间视场角也不同，因此，对应的地面分辨率是 不同的。中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明 2013-7-27

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数字图像的性质

与特点

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数字图像的性质与特点

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

像素的属性特征采用亮度值来表达，在不 同波段上，相同地点的亮度值可能是不同的， 这是因为地物在不同波段上辐射电磁波的特 征不同造成的。 遥感数字图像中像素的数值是由传感器 所探测到的地面目标地物的电磁辐射强度决 定的。入射到传感器中的电磁波被探测器元 件转化为电信号，经过模/数转换，成为绝对 辐射亮度值R。为便于应用，R又被转换为能 够表征地物辐射亮度的相对值。中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明 2013-7-27

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数字图像的性质与特点

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像素有正像素和混合像素之分。

正像素：像素内只包含一种地物。如水体，它的亮度值代表了水体的光谱特征。

混合像素 ：像素内包括两种或两种以上地物。如出苗不久的麦田，它的一个像素亮度位内 包含麦苗和土壤的光谱特征。

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2013-7-27

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数字图像的性质与特点

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数字图像的特点–便于计算机处理与分析：计算机是以二进制方式处 理各种数据的。采用数字形式表示遥感图像，便于 计算机处理。因此，与光学图像处理方式相比，遥 感数字图像是一种适于计算机处理的图像表示方法。 –图像信息损失低：由于遥感数字图像是用二进制表 示的，因此在获取、传输和分发过程中，不会因长 期存储而损失信息，也不会因多次传输和复制而产 生图像失真。而模拟方法表现的遥感图像会因多次 复制而使图像质量下降。 –抽象性强：尽管不同类别的遥感数字图像，有不同 的视觉效果，对应不同的物理背景，但由于它们都 采用数字形式表示，便于建立分析模型，进行计算 机解译和运用遥感图像专家系统。

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

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多波段数字图像的数据格式

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

BSQ 方 式 ( band sequential) 各波段的二维图像 数据按波段顺序排 列。

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

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多波段数字图像的数据格式

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

BIL 方 式 ( band interleaved by line) 对每一行中代表 一个波段的光谱 值进行排列，然 后按波段顺序排 列该行，最后对 各行进行重复。

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多波段数字图像的数据格式

研究生课程：遥感图

像处理与分析——图像校正

BIP方式(band interleaved by pixel) 在一行中，每个像元按光谱波段次序进 行排列，然后对该行的全部像元进行 这种波段次序排列，最后对各行进行 重复。

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图像校正

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从具有畸变的图像中消除畸变的处理过 程叫图像校正，包括：

辐射校正 几何校正中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明 2013-7-27

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辐射校正

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

辐射校正(radiometric correction) :消除 辐射量失真 利用遥感器观测目标物辐射或反射的电磁能 量时，从遥感器得到的测量值与目标物的光 谱反射率或光谱辐射亮度等物理量是不一致 的，这是因为测量值中包含太阳位置及角度 条件、薄雾等大气条件所引起的失真。为了 正确评价目标物的反射特性及辐射特性，必 须消除这些失真。 引起辐射畸变的因素：遥感器的灵敏度特性、 太阳高度及地形、大气等。2013-7-27

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辐射校正

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

由遥感器的灵敏度特性引起的畸变校正–由光学系统的特性引起的畸变校正：在使用透镜 的光学系统中，例如在摄像面中，存在着边缘部 分比中心部分发暗的现象(边缘减光)。如果以 光轴到摄象面边缘的视场角为θ ,则理想的光学 系统中某点的光量与cosnθ 几乎成正比，利用这 一性质可以进行校正(cosnθ 校正)。 –由光电变换系统的特性引起的畸变校正：由于光 电变换系统的灵敏度特性通常有很高的重复性， 所以可以定期地在地面测定其特性，根据测定值 进行校正。

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

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辐射校正

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

太阳高度及地形等引起的畸变校正–视场角和太阳角的关系引起的亮度变化的校正： 太阳光在地表反射、扩散时，其边缘更亮的现象 叫太阳光点(sun spot),太阳高度高时容易产 生。太阳光点与边缘减光等都可以用推算阴影曲 面的方法进行校正。阴影曲面是指在图像的明暗 范围内，由太阳光点及边缘减光引起的畸变部分。 –地形倾斜的影响校正：当地形倾斜时，经过地表 扩散、反射再入射到遥感器的太阳光的辐射亮度 就会依倾斜度而变化。可以采取用地表的法线矢 量和太阳光入射矢量的夹角进行校正的方法，以 及对消除了光路辐射成分的图像数据采用波段间 的比值进行校正的方法等。

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

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辐射校正

研究生课

程：遥感图像处理与分析——图像校正

由遥感器引起的误差或由太阳高度引起 的误差，一般在数据生产过程中由生产 单位根据遥感器参数进行校正，而不需 要用户进行自行处理。用户应该考虑大 气影响引起的辐射畸变。

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yltq.html