遥感数字图像处理-大气校正..

– 原因
• 传感器不稳定 • 遥感平台 • 地球
1、经验线性法
• 假定图像DN值与反射率r之间 存在线性关系:
DN kr b
• 定标点要求： （1）尽可能各向同性的均一地物， 面积足够大； （2）地物在光谱上要跨越尽可能 宽的反射光谱段，明暗目标之 间要有足够的差异； （3）尽可能与研究区域保持同一 海拔高度。
频 数 频 数
0
B7 （a） 7波段直方图
0
a1
B1 （b） 1波段直方图
TM图像的1、7波段直方图
直方图法
B=B-Bmin 各波段的像元值减去其最小值
1、内部平均法
R / F
ρ ——相对反射率； Rλ ——像元值； Fλ ——整幅图像的平均光谱值。 • 优点：可消除地形阴影和其他的整体亮度的差异 • 缺点：基于假设地面变化是充分异构的，若假设 不成立，得到的反射光谱会有虚假性
辐射校正要点
• 内容
– 辐射定标 – 大气校正 – 地形校正
• 大气校正
– 绝对校正 – 相当校正 – 基于模型的校正
λபைடு நூலகம்
2、平场域法
• 平场：一块面积大、亮度高、光谱响应曲 线变化平缓的区域 • 假设条件： 区域的平均光谱没有明显的吸收特征； 区域辐射光谱主要反映的是当时大气条 件下的太阳光谱
R / F
像元辐射值 / 定标点（平场域）的平均辐射光谱值
5.5.2 模型法-辐射传递方程计算法
• 由辐射传递方程可得 ：
辐照度
亮目标
.
斜率=增益
.
暗目标 截距=偏移 反射率
以红外波段最低值校正可见光波段
• 前提假设：大气散射的影响主要在短波波 段，红外波段中清洁的水体几乎不受影响， 反射率值应当为0。由于散射影响，而使得 水体的反射率不等于0，推定是由于受到了 天空辐射项的影响。 • 直方图法确定 • 纠正方法：差值法
E E0 e
T ( 0, H )
e-T(0,H)称为大气的衰减系数 ； E0为地面目标的辐射能量为； H为大气高度； E为传感器收集到的电磁波能量。
5.5.2 辐射传递方程计算法
专业的遥感图像处理系统多提供了大气校正模型
ERDAS和Geomatica系统中的ACTOR模型 ENVI系统中的Flaash模型 公共的大气校正模型，其中较好的是6S模型。
B1 b0 B7 a0
B1，B7——遥感图像1波段和7波段目标的灰度值； a0，b0——直线的斜率和截距。 校正后波段的灰度值，a0是上述方程的截距，即偏移量
B1 B1 a0
暗像元法2-2、直方图法
• 如果图像内包括暗色地物或地形阴影，可 从各个波段中减去其最小的亮度值（或一 个阴暗地区的平均亮度值）来进行校正。 B=B-Bmin
暗像元法2-1、回归分析法
• TM图像 • 蓝光波段的B1大气散射最大，红外波段的B7散射最小。图像中的深 的大面积水体与地形阴影在B7中是黑的，如果不存在附加的辐射， 这些水体与阴影在其它波段也应该是黑的，B1与B7应该具有比例关 系。如果受到影响，那么，在其他波段会产生偏移。 对B1进行校正，回归方程为：
改进的方法
在获取图像的同时,利用搭载在同一平台上的其他传感 器获取气溶胶和水蒸汽的浓度数据，然后利用这些数 据进行大气校正。
什么情况下需要进行大气校正
• 大气透明度差而且不均一 • 大气中的水汽含量高 • 低海拔地区应该进行校正，3000米以上 的地区可以不考虑 • 相对高差变化大的地形区域 • 不同时段图像的联合处理
大气校正校正
概 述
太阳位置和角度
遥感图像
遥感系统
辐 射 失 真 几 何 误 差 大气状况
大气条件
传感器性能
辐射校正
几何纠正 几何精纠正
降质类型
• 辐射失真
– 表现
• 遥感传感器测得的值与 地物实际的光谱值不同
• 几何畸变
– 表现
• 图像几何位置的失真
– 原因
• • • • 遥感传感器本身特性 地物光照条件 大气作用 其他