遥感图像处理
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✓ 正态分布:反差适中,亮度分布均匀,层次丰富,
图像质量高。
✓ 偏态分布:图像偏亮或偏暗,层次少,质量较差。
注意:图像直方图是描述图像质量的可视化图表。在图像处理中,可以通过
调整图像直方图的形态,改善图像显示的质量,以达到图像增强的目的。
二、辐射校正(Radiometric correction )
② 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。
几何校正流程图
开 始
显示图像文件
启动几何校正模块
选择计算转换模型
采集地面控制点
图像重采样
检验地面控制点
结 束
控制点的选取 ➢ 数目的确定:
✓ 齐次多项式的项数N与其阶数n的关系 N=(n+1)(n+2)/2
✓ 地面控制点(GCP)个数L与N之间的关系 L≥N
遥感平台运动状态变化引起的误差
地形起伏引起的误差
地球表面曲率引起的误差
1、像点位置的移动 2、像元对应地面宽度不同
大气折射引起的误差
像点位置的移动
地球自传引起的误差
影像偏离
2、几何畸变校正
① 基本思路:把存在几何畸变的图像,纠正成符 合某种地图投影的图像,且要找到新图像中每 一像元的亮度值。
4.1 光与色
• 光: 在0.38-0.76μm范围内,能被眼睛感觉的、
产生视觉现象的辐射。
0.7 μm为红色 0.58 μm为黄色 0.51 μm为绿色 0.47 μm为蓝色
• 颜色视觉
在光亮条件下,人眼能分辨各种颜色;当光谱 亮度降低到一定程度,人眼的感觉便是无彩色的, 光谱变成不同明暗的灰带。
4. 大气影响的粗略校正:通过简单的方法去掉程辐 射度(散射光直接进入传感器的那部分),从 而改善图像质量。
✓ 直方图最小值去除法 ✓ 回归分析法:校正的方法是将波段b中每个像元的亮度值减
去a,来改善图像,去掉程辐射。
三、几何校正
• 几何畸变:遥感图像的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变形。
➢ 亮度对比:视场中对象相对于背景的明亮程度。适当改 变对比度,可以提高视觉效果。
C= |L对象- L背景|
L背景
C= △对象
L对象
➢ 颜色对比:视场中相邻区域不同颜色的相互影响。颜色 的对比会产生不同的视觉效果。
➢颜色对比:两种颜色相互影响的结果,使每种颜色会向其影响 色的补色变化。在两种颜色的边界,对比现象更为明显。
• 加色法的应用:
彩色显示器的显象 管
+
+
+ +
• 减法三原色:
黄、品红、青
即蓝、绿、红的补色
• 减色法:由白色光 减去加法三原色中 的一种或两种色光 而产生另外一种颜 色的方法。
• 减色法的应用:遥 感影像的色彩摄影、 彩色印刷、电影胶 片的印染。
减色法
-
光学增强处理
1. 彩色合成
➢ 加色法彩色合成 ➢ 减色法彩色合成
例如:在一块品红的背景上放一小块白纸或灰纸,用眼睛注视 白纸中心几分钟,白纸会表现出绿色。如果背景是黄色,白纸会出 现蓝色。
➢颜色的性质
所有颜色是对某段波长有选择地反射而对其他波长 吸收的结果。
如:如果物体反射可见光中0.6m以上的波长,则看 起来是红色,反射从0.55m其反射率偏低便成成了棕红 色。
2. 光学增强处理
பைடு நூலகம்
4.2 数字图像的校正
➢遥感数字图像处理:
利用计算机对遥感图像及其资料进行 的各种技术处理。
➢数字图像处理的优点:
✓快捷、准确、客观地提取遥感信息 ✓适应地理信息系统的发展
一、数字图像及其直方图
1. 数字图像:遥感数据有光学图像和数
字图像之分。数字图像是能被计算机存储、 处理和使用的用数字表示的图像。
水平剖面是色调,沿顺时针 方向分别为红、红黄、黄、 黄绿、绿、绿蓝、蓝、蓝紫、 姿、紫红10中色调;
颜色离开中央轴的水平距离 代表饱和度的变化。
任何颜色在孟塞尔 系统中都可以用三个坐 标值:色调、明度和彩 度(饱和度)表示。
加色法
• 加法三原色:
红、绿、蓝
• 加色法:将三原色中 的两种或三色等量相 加而产生另一种颜色 的方法。
• 几何畸变是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲 等作用的结果。
1、遥感影像变形的原因
① 遥感平台位置和运动状态变化的影响: 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。
② 地形起伏的影响:产生像点位移。 ③ 地球表面曲率的影响:一是像点位置的移
动;二是像元对应于地面宽度不等,距星 下点愈远畸变愈大,对应地面长度越长。 ④ 大气折射的影响:产生像点位移。 ⑤ 地球自转的影响:产生影像偏离。
图像的灰度←辐射强度←地物波谱反射率←地物不同。
1. 辐射畸变: 地物目标光谱反射率的差异在实际 测量时,受到传感器本身、大气辐射等其他因 素的影响而发生改变。这种改变称为辐射畸变。
2. 影响辐射畸变的因素
➢ 传感器本身的影响:导致图像不均匀,产生条纹和 噪音。
➢ 大气对辐射的影响
3. 大气影响的定量分析 :大气的主要影响是减少了 图像的对比度,使原始信号和背景信号都增加 了因子,图像质量下降。
颜色的性质由色调、明度和饱和度来描述。
色调:颜色的种类 明度:颜色的明亮程度 饱和度:表示颜色纯洁程度的物理量
➢颜色立体 白
明 度
蓝
紫
蓝绿
色调
绿
饱和度 黄
红 橙
为了形象地描述颜色三个特性之间的关系,通 常用颜色立体来表现一种理想化的示意图。
黑
孟赛尔颜色立体:
中央轴代表无彩色的明度等 级,顶部白为10,底部黑为 0,从0至10共分为10个明度 级;
2. 数字化:将连续的图像变化,作等间
距的抽样和量化。通常是以像元的亮度值 表示。
数字量和模拟量的本质区别:连续变 量,离散变量。
3. 数字图像的表示:矩阵函数
• 令:x∈[0,xmax],y ∈[0,ymax]从而有:
f(0,0) f(0,1) f(1,0) f(1,1)
f(0,N-1) f(1,N-1)
f(x,y) =
……….
f(M-1,0) f(M-1,1)…. f(M-1,N-1)
距阵中的每一元素代表图像中的一个像元。 f(x,y) 为像元的亮度值。
4. 灰度直方图:以每个像元为单位,表示图像中各亮度
值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。
5. 直方图的作用:直观地了解图像的亮度值分布范围、
峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的 曲线可以反映图像的质量差异。
图像质量高。
✓ 偏态分布:图像偏亮或偏暗,层次少,质量较差。
注意:图像直方图是描述图像质量的可视化图表。在图像处理中,可以通过
调整图像直方图的形态,改善图像显示的质量,以达到图像增强的目的。
二、辐射校正(Radiometric correction )
② 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。
几何校正流程图
开 始
显示图像文件
启动几何校正模块
选择计算转换模型
采集地面控制点
图像重采样
检验地面控制点
结 束
控制点的选取 ➢ 数目的确定:
✓ 齐次多项式的项数N与其阶数n的关系 N=(n+1)(n+2)/2
✓ 地面控制点(GCP)个数L与N之间的关系 L≥N
遥感平台运动状态变化引起的误差
地形起伏引起的误差
地球表面曲率引起的误差
1、像点位置的移动 2、像元对应地面宽度不同
大气折射引起的误差
像点位置的移动
地球自传引起的误差
影像偏离
2、几何畸变校正
① 基本思路:把存在几何畸变的图像,纠正成符 合某种地图投影的图像,且要找到新图像中每 一像元的亮度值。
4.1 光与色
• 光: 在0.38-0.76μm范围内,能被眼睛感觉的、
产生视觉现象的辐射。
0.7 μm为红色 0.58 μm为黄色 0.51 μm为绿色 0.47 μm为蓝色
• 颜色视觉
在光亮条件下,人眼能分辨各种颜色;当光谱 亮度降低到一定程度,人眼的感觉便是无彩色的, 光谱变成不同明暗的灰带。
4. 大气影响的粗略校正:通过简单的方法去掉程辐 射度(散射光直接进入传感器的那部分),从 而改善图像质量。
✓ 直方图最小值去除法 ✓ 回归分析法:校正的方法是将波段b中每个像元的亮度值减
去a,来改善图像,去掉程辐射。
三、几何校正
• 几何畸变:遥感图像的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变形。
➢ 亮度对比:视场中对象相对于背景的明亮程度。适当改 变对比度,可以提高视觉效果。
C= |L对象- L背景|
L背景
C= △对象
L对象
➢ 颜色对比:视场中相邻区域不同颜色的相互影响。颜色 的对比会产生不同的视觉效果。
➢颜色对比:两种颜色相互影响的结果,使每种颜色会向其影响 色的补色变化。在两种颜色的边界,对比现象更为明显。
• 加色法的应用:
彩色显示器的显象 管
+
+
+ +
• 减法三原色:
黄、品红、青
即蓝、绿、红的补色
• 减色法:由白色光 减去加法三原色中 的一种或两种色光 而产生另外一种颜 色的方法。
• 减色法的应用:遥 感影像的色彩摄影、 彩色印刷、电影胶 片的印染。
减色法
-
光学增强处理
1. 彩色合成
➢ 加色法彩色合成 ➢ 减色法彩色合成
例如:在一块品红的背景上放一小块白纸或灰纸,用眼睛注视 白纸中心几分钟,白纸会表现出绿色。如果背景是黄色,白纸会出 现蓝色。
➢颜色的性质
所有颜色是对某段波长有选择地反射而对其他波长 吸收的结果。
如:如果物体反射可见光中0.6m以上的波长,则看 起来是红色,反射从0.55m其反射率偏低便成成了棕红 色。
2. 光学增强处理
பைடு நூலகம்
4.2 数字图像的校正
➢遥感数字图像处理:
利用计算机对遥感图像及其资料进行 的各种技术处理。
➢数字图像处理的优点:
✓快捷、准确、客观地提取遥感信息 ✓适应地理信息系统的发展
一、数字图像及其直方图
1. 数字图像:遥感数据有光学图像和数
字图像之分。数字图像是能被计算机存储、 处理和使用的用数字表示的图像。
水平剖面是色调,沿顺时针 方向分别为红、红黄、黄、 黄绿、绿、绿蓝、蓝、蓝紫、 姿、紫红10中色调;
颜色离开中央轴的水平距离 代表饱和度的变化。
任何颜色在孟塞尔 系统中都可以用三个坐 标值:色调、明度和彩 度(饱和度)表示。
加色法
• 加法三原色:
红、绿、蓝
• 加色法:将三原色中 的两种或三色等量相 加而产生另一种颜色 的方法。
• 几何畸变是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲 等作用的结果。
1、遥感影像变形的原因
① 遥感平台位置和运动状态变化的影响: 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。
② 地形起伏的影响:产生像点位移。 ③ 地球表面曲率的影响:一是像点位置的移
动;二是像元对应于地面宽度不等,距星 下点愈远畸变愈大,对应地面长度越长。 ④ 大气折射的影响:产生像点位移。 ⑤ 地球自转的影响:产生影像偏离。
图像的灰度←辐射强度←地物波谱反射率←地物不同。
1. 辐射畸变: 地物目标光谱反射率的差异在实际 测量时,受到传感器本身、大气辐射等其他因 素的影响而发生改变。这种改变称为辐射畸变。
2. 影响辐射畸变的因素
➢ 传感器本身的影响:导致图像不均匀,产生条纹和 噪音。
➢ 大气对辐射的影响
3. 大气影响的定量分析 :大气的主要影响是减少了 图像的对比度,使原始信号和背景信号都增加 了因子,图像质量下降。
颜色的性质由色调、明度和饱和度来描述。
色调:颜色的种类 明度:颜色的明亮程度 饱和度:表示颜色纯洁程度的物理量
➢颜色立体 白
明 度
蓝
紫
蓝绿
色调
绿
饱和度 黄
红 橙
为了形象地描述颜色三个特性之间的关系,通 常用颜色立体来表现一种理想化的示意图。
黑
孟赛尔颜色立体:
中央轴代表无彩色的明度等 级,顶部白为10,底部黑为 0,从0至10共分为10个明度 级;
2. 数字化:将连续的图像变化,作等间
距的抽样和量化。通常是以像元的亮度值 表示。
数字量和模拟量的本质区别:连续变 量,离散变量。
3. 数字图像的表示:矩阵函数
• 令:x∈[0,xmax],y ∈[0,ymax]从而有:
f(0,0) f(0,1) f(1,0) f(1,1)
f(0,N-1) f(1,N-1)
f(x,y) =
……….
f(M-1,0) f(M-1,1)…. f(M-1,N-1)
距阵中的每一元素代表图像中的一个像元。 f(x,y) 为像元的亮度值。
4. 灰度直方图:以每个像元为单位,表示图像中各亮度
值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。
5. 直方图的作用:直观地了解图像的亮度值分布范围、
峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的 曲线可以反映图像的质量差异。