遥感导论第四章课件
遥感概论PPT课件
----天为什么是蓝的?日出日落时天空是橙红色?
☆ 米氏散射:当大气中粒子的直径与波长相当时发生的散射;
主要由大气中的烟尘、小水滴和气溶胶引起。散射强度与波长的
二次方成反比, I ∝ λ-2 。米氏散射在光线前进方向比向后方的
散射更强。
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☆ 非选择性散射:当大气中粒子的直径比波长大得多时发生 的散射;散射强度与波长无关 。
☆ 物体的发射率等于该物体的吸收率: αλ=ελ 一般情况下,物体的发射率: 0< ελ <1
☆ 物体的发射率是温度和波长的函数。物体的发射率与身 的性质、物理状况(如粗糙度、颜色等)有关;物体的表面温 度受自身的比热、热惯量、热导率、热扩散率等影响较大。
☆ 黑体的ελ = ε=1;灰体的ελ =ε=常数<1;选择性辐射体的
1.5 ~ 1.8 μm 和 2.0 ~ 3.5 μm
3.5 ~ 5.5 μm
8 ~ 14 μm
0.8 ~ 2.5 cm
第14页/共88页
7、地球电磁辐射的基本特征
根据课本34页图2.20。自行总结
第15页/共88页
8、地球表面的热辐射特征 ☆ 温度为300K的黑体,其电磁辐射的波长范围是:2.5~50μm。
洋面及陆表温度
6
1.58 ~ 1.64
作物水分及地表温度
7
0.43 ~ 0.48
海洋水色
8
0.48 ~ 0.53
海洋水色
9
☆ 地球表面的发射辐射能量集中于近红外波段和热红外波段; 在热红外波段,地球的发射辐射能量远远大于太阳的电磁辐射能 量,通常称地球的发射辐射为热辐射。
☆ 地球表面的热辐射(能量)与自身的发射率、波长、温度有 关: M(λ,T)= ε( λ,T)× M0( λ,T)
遥感导论ppt课件
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To be continued… 32
§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
地形起伏
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To be continued… 33
§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
大气折射(光):整个大气层不是一个均匀的介质,因
此电磁波在大气层中传播时的折射率也随高度的变化而 变化,使电磁波传播的路径不是一条直线而变成了曲线, 从而引起像点的位移,
§1 辐射校正
而在实际测量时,辐射强度值还受到其他因素的影响 而发生改变。这部分就是需要矫正的部分,这也就 是所谓的辐射畸变。引起辐射畸变的原因有两个方 面:
1.传感器本身所具有的误差(……) 2.大气对辐射的影响。
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To be continued… 16
§1 辐射校正
大气对辐射的影响:
进入大气的太阳辐射会发生反射、 折射、吸收、散射和透射等现象。 其中,对传感器影响较大的是散射 和吸收。吸收主要是减弱了地物反射 光线进入传感器的强度,而散射光 进入传感器后,使其获取的遥感信 息中带有一定的非目标地物的成像信息,降低了图像对比度, 影响了图像的质量。
遥感图像的几何变形产生的原因
传感器所搭载的运载平台在运行过程中,由于姿态、 地球曲率、地形起伏、地球旋转、大气折射、以及传 感器自身性能所引起的几何位置偏差。
位移变化
(dα)
侧翻变化
速度变化
高度变化
编俯辑仰课(dω件变) 化
To be con偏ti(n航dκu变) e化d… 31
§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
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11
编辑课件
12
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13
第四章水体遥感-PPT课件
王细元 城市与环境学院
(4)水域变化监测
Geography Analysis for Remote Sensing
遥 感 地 学 分 析
2019年1月15日FY-1C观测到的渤海海域海冰监测图像
王细元 城市与环境学院
(4)水域变化监测
Geography Analysis for Remote Sensing
利用遥感技术能迅速、同步地监测大范围水环境 质量状况及其动态变化,在这些方面弥补了常
遥 感 地 学 分 析
规监测手段的不足,因此引起许多环境科学工 作者的重视。 就精度而言,遥感方法通常低于常规监测方法, 但遥感技术正是通过这种精度上的损失,换取 了水环境研究的区域性、动态性和同步性,这 正是把遥感技术应用于水环境研究的意义所在
王细元 城市与环境学院
4.1 水体的光谱特性
Geography Analysis for Remote Sensing
遥 感 地 学 分 析
不同叶绿素含量水体的反射光谱曲线
王细元 城市与环境学院
Geography Analysis for Remote Sensing
遥 感 地 学 分 析
王细元 城市与环境学院
王细元 城市与环境学院
Geography Analysis for Remote Sensing
遥 感 地 学 分 析
阈值为26
王细元 城市与环境学院
水体指数法:利用平原地区陆地水在TM2比 TM5的反射率高,而其他地物不具备这一特 性而进行水体信息提取。
遥 感 地 学 分 析
Geography Analysis for Remote Sensing
王细元 城市与环境学院
遥感导论第四章课件
遥感导论第四章
俯仰:遥感平台的俯仰变化能引起
影像上下方向的变化,即星下点俯时 后移,仰时前移,发生行间位置错动。
遥感导论第四章
翻滚:遥感平台姿态翻滚是指以
遥感导论第四章
2、几何畸变校正
图像对应地面
遥感导论第四章
实际地面
校正为:
图像像元大小与地面尺寸不一
图像像元大小与对应地面尺寸一致
遥感导论第四章
2、几何畸变校正(P107)
几何粗校正:地面接收站在提供给用户资料前,已按常规处理方
案与图像同时接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气状 态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了校正。
2)大气的影响
遥感导论第四章
3. 大气影响的定量分析 : (1)无大气的亮度: (2)大气吸收影响;L1λ (3)大气散射后经过地物反射进入传感器;Lpλ (4)大气散射直接进入传感器;L2λ
大气的主要影大响气是的减主少要了影图响像?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。
遥感导论第四章
4. 大气影响的粗略校正: 精确的校正公式需要找出每个波段像元亮度值与地物 反射率的关系。为此需得到卫星飞行时的大气参数, 以 一求般出很透难得过到率T这θ些、数Tφ据等,因所子以。,如常果常不采通用过一特些别简的化观的测, 处理方法,只去掉主要的大气影响,使影像质量满足 基本要求。
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。
• 243
180
遥感导论第四章
《遥感导论》 第四章1PPT幻灯片
4.1.2 加色法与减色法(二):色度图
颜色相加的原理可以用色度图来表现,比加色法示意图更 接近实际情况,因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色 相加产生。
对任何一种颜色的光,当匹配的各波长光谱能量相同(等 能光谱)时,都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数 量值。
用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解,可以 认为黄色,是减去蓝色的的红绿组合;同样地,品红色是减 去绿色的红蓝组合,青色是减去红色的蓝绿组合。这样,黄 、品红、青便是减色法的三原色。
将彩色涂料的三色叠加时,由于光线依次通过减红、减绿 、减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够,减色不彻底时才 会出现灰白色,但这仍是减色法而不是加色法。
度高
白
光源:亮度越大,明度越高
黑白图象:灰度、灰阶
浅灰
中灰 深灰
黑 (a)明度轴
灰度(明度)、灰阶
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质:色调(Hue)
色调:是色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同 波长刺激人眼产生了不同色彩(红—紫)的感觉。
颜色环
从红到紫是可见光谱上存在的颜色,每种颜色对 应一个波长值,是光谱色。
明度(Lightness, 强度, Intensity) 色调(Hue) 饱和度(Saturation)
4.1.1颜色视觉(二)——颜色的性质:明度(Lightness)
明度:是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与电磁波辐 射亮度的概念不同,明度受人的视觉感受性和经验影响。
物体反射率越高,明度就越高。白比灰明度高,黄比红明
4.1 光学原理与光学处理
1 颜色的性质和颜色立体 2 加色法与减色法 补充:遥感数字影像的表现形式: 黑白影像与彩色影像 光学处理(了解)
遥感导论 第一章遥感概述 ppt课件
微波遥感,指利用波长1-1000毫米电磁波遥感的统称。通过接收 地面物体发射的微波辐射能量,或接收遥感仪器本身发出的电磁 波束的回波信号,对物体进行探测、识别和分析。微波遥感的特 点是对云层、地表植被、松散沙层和干燥冰雪具有一定的穿透能 力,又能夜以继日地全天侯工作。
8
遥感的载体:电磁波谱
9
地物波谱特征
自然界任何物体都具有反射、吸收、发射电磁波的能力, 这是由于组成物质的最小微粒不同运动状态造成的。
不同的物质由于物质组成和内部结构、表面状态不同,具 有相异的电磁波谱特性,这是遥感识别目标的前提。
10
信息获取
在外观上,Terra卫星的大小大概相当于一辆小型校园公汽。它装载的五
《遥感导论》课程
第一章 遥感概述
1
《遥感导论》教学主要内容
第一章 遥感概述 第二章 电磁辐射与地物光谱特征 第三章 遥感成像原理与遥感图像特征 第四章 遥感图像处理 第五章 遥感图像目视解译 第六章 遥感数字图像计算机解译 第七章 遥感应用 第八章 遥感、地理信息系统与全球定位系统综合应用
2
教学目的和要求
27
遥感的类型
按工作方式分
✓ 主动遥感:传感器主动发射一定电磁 波能量并接收目标的后向散射信号
✓ 被动遥感:传感器不向目标发射电磁 波,仅被动接收目标物的自身发射和对 自然辐射源的反射能量。
28
主动遥感和被动遥感
第四章-海洋表面温度遥感--海洋遥感分解PPT课件
2021/4/1
4.3 热红外辐射计海表温度反演
3.反演过程
a. 单通道阈值法-示例
By visual band
2021/4/1
by TIR band
by visual and TIR
kTBi ( ,) 2
f
2021/4/1
4.2 微波辐射计海表温度反演
2.微波辐射计海温测量的原理
(1)微波辐射计测量的亮度温度Ta
Sensor T0
Ta TA (1)T0
2021/4/1
η为天线的辐射效率, TA 为天线的亮度温度, T0 为天线的物理温度。
区分几个参数 的不同意义
Ta,T0,TA ,TAP
天线主瓣效率
2021/4/1
TML
4
TAmPGn ()d
4
Gn ()d
TAsPGn ()d
TSL 4
Gn ()d
4
(3)微波辐射计测量计算过程
正
反
演
演
过
过
程
程
2021/4/1
4.2 微波辐射计海表温度反演
3.微波辐射计海温测量的实际应用
从以上可知,微波辐射计测量海面温度对技术要求较 高,目前尚不能达到业务化应用的要求。
2021/4/1
2006-6-22 MODIS反演海温
4.3 热红外辐射计海表温度反演
5.反演精度的影响分析
产生遥感SST误差的因素很多,卫星遥感和SST反演 的许多环节都会产生误差。
(1)热红外传感器本身的精度和辐射定标精度可产 生0.15℃左右的误差,在遥感SST图像上可发现许多由 遥感仪器造成的噪音;
现在遥感导论PPT整理
现在遥感导论PPT整理现在遥感导论PPT整理(共六章)来源:潘顺的日志第一章绪论一、基本概念:1.遥感(Remote Sensing)广义:无接触的远距离探测。
狭义:遥感是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。
2.遥感系统(Remote Sensing System)遥感系统包括:被测目标的信息特征;信息的获取、信息的传输与记录;信息的处理;信息的应用五大部分。
一、遥感的分类(1)按遥感平台分类:近地面遥感;航空遥感(100m-10000m);航天遥感(>150Km);航宇遥感。
(2)按传感器的探测波段分类:紫外遥感:0.05 ~ 0.38 μm可见光遥感:0.38 ~ 0.76 μm红外遥感:0.76 ~ 1000μm微波遥感: 1 mm ~ 10 m多波段遥感:传感器由若干个窄波段组成(3)按工作方式分类:主动遥感;被动遥感主动遥感:探测器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。
被动遥感:传感器不向目标发射电磁波,仅被动接收目标物的自身发射和对自然辐射源的反射能量。
(4)按应用领域分类:陆地遥感、海洋遥感;农业遥感;城市遥感……三、遥感的特点(1)大面积的同步观测(空间特性) ---- 探测范围大、具有宏观、综合的特点,可以实施大面积的同步观测。
(2)时效性(时相特性)---- 在很短时间内对同一地区能够进行重复成像,有利于动态监测(3)信息的综合性和可比性---- 地球表面自然与人文景观的综合反映---- 卫星轨道的确定性、影像分幅的同一性、同一系列传感器信息的兼容性(4)经济性 ---- 与传统信息获取手段相比(5)局限性 ---- 相对于整个电磁波谱段而言四、遥感技术发展趋势1.遥感发展现状(1)自1960年美国发射第一颗气象卫星以来开创了从空间对地球观测的新时代,1972年美国发射了第一颗地球资源卫星后各国向空间发射了大量的对地观测卫星,目前还有20余颗尚在运行;(2)遥感平台方面(3)传感器方面:伊克诺斯 (IKONOS)卫星影像(4)遥感信息处理方面(5)遥感应用方面2.遥感技术发展趋势2 3 全(全天候、全天时、全球)2 3 高(高空间、高光谱、高时间分辩率)2 3个结合(大—小卫星,航空—航天,技术—应用六、遥感技术应用领域举例土地资源、土地利用及其动态监测主要农作物的遥感估产重要自然灾害的遥感监测与评估城市发展的遥感监测天气与海洋其他领域如军事、突发事件等第二章电磁辐射与地物光谱特征遥感信息源:任何目标物都具有发射、反射和吸收电磁波的性质。
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一、数字图像及其直方图
遥感数据有光学图像和数字图像之分。
数字图像:能被计算机存储、处理和使用的用数字表 示的图像。(数字量) 光学图像:普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的 影像(模拟量)
区别: 模拟量是连续变量,而数字量是离散变量。
?
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遥感影像的表现
像元:坐标 数值
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。
把模拟影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)。
行、列定义像元位置
数值通常用8bits 记录 28 = 256 灰度值范围为0-255
每个像元是 图像的基本 元素
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24
遥感影像的表现——单波段的显示
传感器量测的数值
暗
亮
1 显示灰度级
2 对应的彩色灰度 级,从紫到红
3 设定数值和颜 色对照表,根据需 要给不同的灰度值 以不同的颜色。
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在颜色立体的水平剖面上是色调;颜色立体中央轴的水 平距离代表饱和度的变化。图4.2
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8
二、加色法与减色法
1. 颜色相加原理
① 三原色:若三种颜色,其中的任一种都不能由 其余二种颜色混合相加产生,这三种颜色按一 定比例混合,可以形成各种色调的颜色,则称 之为三原色。红、绿、蓝。
② 互补色:若两种颜色混合产生白色或灰色,这 两种颜色就称为互补色。黄和蓝、红和青、绿 和品红。
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采样
原采 理样
的
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采样
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量化
量 化 的 概 念
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4. 数字图像直方图: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。
25
遥感影像的表现
遥感传感器利用不同的电磁波波段获得地面目标的光谱反射或者散射的值,以规 则的格网记录,因此遥感影像的实质是记录亮度值的点的矩阵;每个格网是一个 像元。例如标准一景SPOT影像是60KM X 60 KM,全色波段的分辨率为10M (代表地面10M X 10M的范围),其格网的行列数为:6000 X 6000。其位置由 格网所在的行列号代表。
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3
不同色调的亮度变化
最亮
最暗
相同色调的亮度变化
亮
暗
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4
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5
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6
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7
3、颜色立体
(1)颜色立体:中间垂直轴代表明度 ;中间水平面
的圆周代表色调;圆周上的半径大小代表饱和度。图 4.1
(2)孟赛尔颜色立体:中轴代表无色彩的明度等级;
• 321 • 432 • 743
多光谱合成图像
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遥感影像的表现——多波段的显示
不同的波段赋予不同的原色
色彩合成
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近红外波段——红色 红色波段—— 绿色 绿色波段—— 蓝色
植物---主要反射绿色波段和近红外波段
绿波段用蓝色表示,近红外用红色表示;
蓝色+红色=品红;
③ 色度图:可以直观地表现颜色相加的原理,更 准确地表现颜色混合的规律.图4.5
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加色法三原色
减色法三原色
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假彩色合成原理
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1. 例如描述一个人身高为 180cm;
2. 越高数字越大;
3. 用数字来量化身高;
4. 同样,可以用190尺来 表示身高。
格网的数值=像元值=亮度值=灰度
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26
• 一景Landsat 5/TM影像,7个波段。可见光和近红外的每个波段大 小为6166*6166,代表地面185*185km的范围。那么存储7个波段 需要多大的空间?
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27
• 给定一幅模拟图像,如何存储至计算机?
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28
一、数字图像及其直方图
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遥感影像的表现形式——SPOT多光谱合成结果
近红外波段——红色 红色波段—— 绿色 绿色波段—— 蓝色
红色: 生长期的植物
亮青色:裸露土地
黑色:水
暗青色:成熟作 物或叶子干枯的 植物
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遥感影像的表现形式——TM多光谱合成结果
常用的 波段组合
红绿 蓝
特点
真彩色:可见光组成,符合人眼对自然物体的观 3 2 1 察习惯。对于水体和人工地物表现突出。
✓ 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。
小结 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。
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153 189
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0.45-0.52微米蓝绿波段; 0.52-0.60微米绿色波段; 0.63-0.69微米红色波段 0.76-0.90微米近红外波;0.55-1.75学微习交米流P中PT 红外波段;2.08-2.35微米中红外波段 15
假彩色 :城市地区,植被种类。 43 2
假彩色:增强对植被的识别 54 3
假彩色:增强对植被的识别,以及矿物、岩石类 7 4 3 别的区分。
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第二节 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
第四章 遥感图像处理
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1
学习交流PPT2ຫໍສະໝຸດ 第一节 光学原理与光学处理
一、颜色视觉
1、亮度对比和颜色对比 (1)亮度对比:对象相对于背景的明亮程度。改变对
比度,可以提高图象的视觉效果。
(2)颜色对比:在视场中,相邻区域的不同颜色的相
互影响叫做颜色对比。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。因此,颜色的对比会产生不 同的视觉效果。