第三章__遥感图像处理

3.3 图像增强 目的
增强目视效果，提高影像质 量和突出所需信息，以利于分
析判读或作进一步的处理
数字影像增强的方法

对比度变换
空间滤波


彩色变换
图像运算 多光谱变换
1）图像变换方法
傅里叶变换
沃尔什变换
离散余弦变换
小波变换 K-L变换 K-T变换
2）彩色合成
几何配准
数据复合：彩色合成、代换法
光学遥感图 像与SAR图 像复合
不同时相的遥感图相复合
几何配准 直方图调整
数据复合：彩色合成法、差值法、比值法
不同时相 的气象卫 星数据与 NOAA数 据复合
遥感数据与非遥感数据的复合
地理数据的网格化 最优遥感数据的选取 配准复合
利用相邻波段间的相关和组合关系来剔除大气对热红
外波段的影响。
2. 几何精纠正
几何精纠正是通过纠正模型，利用相关数据（如
地面控制点、数字高程模型、卫星姿态参数等）把原 始卫星影像纳入到某个制图坐标系中，同时消除其畸 变。 在纠正过程中除采用模型（最邻近模型、双线性
内插模型、三次卷积内插模型）外，还要参考地形图
۩ HDF格式
(1) BSQ格式（band sequential）
各波段的二维影像数 据按波段顺序排列。
（2）BIL格式（band interleaved by line） 对每一行中代表一个波 段的光谱值进行排列，然 后按波段顺序排列各行， 最后对各行进行重复。
（3）BIP格式（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。
抽象性强：尽管不同类别的遥感数字影像，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影 像专家系统。
3. 数字影像的数据格式
۩ BSQ格式(Band sequential) ۩ BIP格式(Band interleaved by pixel) ۩ BIL格式(Band interleaved by line)
几何精纠正步骤
3.噪声消除
噪声是影响遥感影像质量和反演精度的重要因子. 噪声可分为：线状条带噪声、随机噪声、尖峰噪声。 线状条带噪声可通过直方图匹配法消除 随机噪声消除方法复杂，如通过数字过滤法等 尖峰噪声可通过其周围像元的DN值比较并内 插来消除。
4. 影像合成——Landsat TM
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 进行数字化的影像。 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影像的数字化（digitization）。
采样
采 样 的 原 理
遥感数字图像是以二维数组来表示的.
将两景/多景影像的7个.dat文件用ERDAS
IMAGINE 遥感处理软件中的import命令转换
成.img格式并保存；然后根据研究需要利用 ERDAS中的Layer stack命令对每景影像的各 波段.img文件进行合成，并将其也保存 为.img文件，用于后续的几何精纠正。
5. 图像拼接和裁切
1）辐射定标
过程。
辐射定标是将DN值转化为大气顶层（TOA）反射率的 在该过程中，先要将DN值转换成与大气顶层反射率
直接相关的大气顶层进入卫星传感器的光谱辐射亮温 L，
具体转化公式如下：
式中：L是辐射亮度，gain和bias分
别为增益和偏移，可在影像头文件中 查得。
辐射亮温L转换成大气顶层反射率。转化公式如下： 辐射亮温
3.2 遥感图像预处理
遥感数据预处理是进行遥感影像信息提取的
前提。具体预处理过程包括：
♫
♫ ♫ ♫
影像校正
噪声消除 影像合成 图像拼接和裁切
1. 辐射校正
辐射校正是对在光学遥感数据获取过程中产生的 一切与辐射有关的误差的校正，包括辐射定标和 大气校正两个过程。辐射定标的目的是消除传感 器本身产生的误差，而大气校正则消除大气散射、 吸收等引起的误差（池宏康等，2005）。
ETM+图像与 该地区1:10万 地形图复合
图像融合
左图为TM图像RGB合成的真彩色图像，先进性RGB-
HIS变换，用第8波段替换L分量后，然后进行HISRGB逆变换，结果如右图所示
3.1 遥感数据存储格式 3.2 遥感图像预处理 3.3 图像增强
3.4 图像融合
（1：50000）在影像上均匀选择地面控制点（Ground Control Point，简称GCP），进行几何精纠正。影像 几何精纠正的误差必须小于1个像元或0.5个像元（根 据研究要求而定）。
2.几何校正
几何变形：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
3.1 遥感数据存储格式 3.2 遥感图像预处理
3.3 图像增强
3.4 图像融合
遥感技术的目的-获得地物的几何属性和物理属性
原始的遥感图像并不能提供实现这个目的所需的准 确而完备的条件。为了实现这个目的，原始遥感影像需要 经过图像处理，来消除成像过程中的误差，改善图像质量。 因此，需要进行遥感图像处理。
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2. 数字影像的特点
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影像，便于计算机处理。 因此，与光学影像处理方式相比，遥感数字影像是一种适 于计算机处理的影像表示方法。
影像信息损失低：由于遥感数字影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影像失真。而模拟 方法表现的遥感影像会因多次复制而使影像质量下降。
（4）HDF格式
HDF格式是用于存储和分发科学数据的一种自我描
述、多对象文件格式。当我们打开一个HDF图像文 件时，除了可以读取图像信息以外，还可以很容 易的查取其地理定位，轨道参数，图像噪声等各 种信息参数。HDF 的数据结构是一种分层式数据 管理结构。

一个HDF 文件应包括一个文件头，一个或多 个描述符块，若干个数据元素。
2）大气校正
一般运用6S模型进行遥感影像的大气纠正。模型
中需要输入的太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角、
卫星方位角、卫星过境时间等参数可直接从头文件中
查得，大气组分参数选择中纬度夏季大气模式，气溶 胶组分参数选择大陆型。海拔高度通过匹配DEM输入 每一个对应像元进行校正，比采用研究区平均海拔高 度进行校正更精确。对热红外波段的大气纠正是通过
量化
灰度：每个像素的明亮度 灰度量化：像素灰度表现为从黑到白，我们把从黑到
白分成若干等级，这种做法就叫做灰度量化。即，将 像素灰度转换为离散的整数值的过程叫量化。 例如：黑——〉白：L级，当 L=2 黑白二级 二值图像 L=4 黑、深灰、浅灰、白 4值图像 L=64 黑——〉白 64级图像 64级 ……
假彩色合成
真彩色合成 R-红色波段 G-绿色波段 B-蓝色波段
TM图像的真彩色合成
ETM第8波段的假彩色合成
3.4 图像融合（多源信息复合）
遥感信息复合
遥感与非遥感信息的复合
多源信息复合
将多种遥感平台，多时相遥感数据之间以及遥感数据
与非遥感数据之间的信息组合匹配 将不同传感器的遥感数据复合
遥感图像处理包括以下几个阶段：图像的预处理、 图像的增强、图像的融合与图像的分类等。
3.1 遥感数据存储格式
1. 模拟影像与数字影像
2. 数字影像的特点
ห้องสมุดไป่ตู้
3. 遥感数据的存储格式
1.模拟影像与数字影像
模拟影像：普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的影像
数字影像：把模拟影像分割成同样形状的小单元，以各个小
大气顶层反射率再经 过大气校正后，就是 地物反射率，能本质 地反映地物的辐射特 性。 日地距离（天文单位）
太阳天顶角 大气顶层的平均太阳光谱辐照度
大气顶层反射率
2）大气校正
大气是介于遥感传感器与地球表 层之间的一层有多种气体及气溶胶组成 的介质层。当电磁波由地球表层传至遥 感传感器时，必须经过大气。因而在消 除由遥感器灵敏度引起的畸变后，还需 对遥感影像进行大气校正。