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动态监测技术
1
整体概述
概况一
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概况二
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wenku.baidu.com概况三
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2
动态监测遥感过程
数据的输入输出
图像预处理
动态监测
信息后处理
专题制图/三维可视化分析（集成GIS现有数据) 成果报告（GIS分析/共享）
15
影像的裁剪
• 影像的裁减(空间、波谱) • 基于ROI的裁减 • 基于矢量/栅格数据文件的裁剪 • 自定义裁剪
16
遥感动态检测
• 变化信息的发现 • 变化信息的提取
17
遥感变化检测技术
• 遥感变化检测就是从不同时期的遥感数据中，定量地分析 和确定地表变化的特征与过程。
• 检测方法
– 图像直接比较法
• 自定义RPC/RSM文件正射校正
13
自动地理配准
• 基于区域和基于特征两 种算法寻找匹配点
• 有地理参考不需手动选 点
• 手动选择三个点以上
30米TM
10米SPOT
14
丰富的镶嵌工具
• 基于像素镶嵌和基于地理坐标镶嵌 • 自动颜色平衡，边缘直方图匹配，无缝镶嵌 • 接边线 • 虚拟镶嵌
中巴资源卫星八景影像 镶嵌
19
光谱特征变异法
• 同一地物反映在一时相影像上的信息与其反映在另外时相影像上的光 谱信息是一一对应的。当将不同时相的影像进行融合时，如同一地物 在两者上的信息表现不一致时，那么融合后的影像中此地物的光谱就 表现得与正常地物的光谱有所差别，此时称地物发生了光谱特征变异， 我们就可以根据发生变异的光谱特征确定变化信息。
前一时相TM影像
后一时相SPOT影像
特征变异影像
20
假彩色合成法
• 由于地表的变化，相同传感器对同一地点所获取的不同时相的影像 在灰度上有较大的区别。在进行变化信息的发现时，将前、后两时 相的数据精确配准，再利用假彩色合成的方法，将后一时相的一个 波段数据赋予红色通道，前一时相的同一波段赋予蓝色和绿色通道。 利用三原色原理，形成假彩色影像。其中，地表未发生变化的区域， 合成后影像灰度值接近，而土地利用发生变化的区域则呈现出红色， 即判定为变化区域。
• 图像差值法、图像比值法、主成分分析法、光谱特征变异法、假彩色 合成法、波段替换法、变化矢量分析法、波段交叉相关分析以及混合 检测法等
– 分类后结果比较法 – 直接分类法
• 多时相主成分分析后分类法
18
图像差值法
• 图像差值法就是将两个时相的遥感图像相减。其原理是：图像中未 发生变化的地类在两个时相的遥感图像上一般具有相等或相近的灰 度值，而当地类发生变化时，对应位置的灰度值将有较大差别。因 此在差值图像上发生地类变化区域的灰度值会与背景值有较大差别， 从而使变化信息从背景影像中显现出来。
大气校正方法
• 基于辐射传输模型
– LOWTRAN模型 – MORTRAN模型 – ATCOR模型 – 6S模型
• 基于简化辐射传输模型的黑暗像元法 • 基于统计的不变目标法 • 基于植被指数的大气阻抗植被指数法 • ……
7
• 波段最小值 • Roi选择 • 自定义值
简化的黑暗像元法
—Dark Subtraction
8
ENVI FLAASH —Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes
• Spectral Sciences, Inc. (SSI) – 光谱研究的世界领先者 – FLAASH的开发者 – 与 AFRL一起进行 MODTRAN模型的研究
结果 • 设置MODTRAN模型的光谱分辨
率 • 设置MODTRAN多散射模型
12
几何校正与正射校正
• 仿射变换 • 二次多项式 • 局部三角网 • 正射校正
Camera、ASTER、IKONOS、OrbView-3、
QuickBird、SPOT1-5、CARTOSAT-1、FORMOSAT2、worldview-1
（860nm-1135nm）数据 • 采用向导式操作流程
10
FLAASH 支持的数据
• 能够对高光谱、多光谱影像进行校正 • 高光谱：AVIRIS、HYDICE、HYMAP、HYPERION、CASI、
AISA
• 多 光 谱 ： ASTER 、 AVHRR 、 IKONOS 、 IRS 、 Landsat 、
前一时相影像
后一时相影像
假彩色合成影像 21
多波段主成分分析法
• 当地物属性发生变化时，必将导致其在影像某几个波段上的值发生变 化，所以只要找出两时相影像中对应波段值的差别并确定这些差别的 范围，便可发现变化信息。在具体工作中将两时相的影像各波段组合 成一个两倍于原影像波段数的新影像，并对该影像作PC变换。由于变 换结果前几个分量上集中了两个影像的主要信息，而后几个分量则反 映出了两影像的差别信息，因此可以试着抽取后几个分量进行波段组 合来发现变化信息。
3
• 大气校正 • 几何处理
图像预处理
4
为什么做大气纠正？
• 太阳辐射通过大气以某种方式入射到物体表面然后再 反射回传感器
• 原始影像包含物体表面，大气，以及太阳的信息 • 如果我们想要了解某一物体表面的光谱属性，我们必
须将它的反射信息从大气和太阳的信息中分离出来。
5
大气散射
邻接反射
直接反射
6
9
FLAASH的特点
• FLAASH 通过多光谱/高光谱像素光谱上的特征来 估计大气的属性
• 采用目前精度最高的MODTRAN 4+模型 • 用户可以选择MODTRAN模型的光谱分辩率 • 可以有效地去除水蒸气, 气溶胶散射，漫反射的邻
域效应。 • 调整由于人为抑止而导致的波谱平滑 • 可以处理各种高（多）光谱、卫星和航空
MODIS、 SeaWiFS、SPOT、 QuickBird
• 多光谱与高光谱的模型基础一样：MODTRAN 4+
11
FLAASH高级设置
• 光谱定义文件：内置AVIRIS、 HYMAP、HYDICE、HYPERION、 CASI、AISA
• 气溶胶 • CO2混合比率：390ppm • 使用领域纠正 • 使用以前的MODTRAN模型计算
• Air Force Research Labs (AFRL) – 和SSI 以及Spectral Information Technology Application Center (SITAC) 共同研究开发 FLAASH – 与 SSI一起进行 MODTRAN模型的研究
• ITT VIS – ENVI Integration and FLAASH GUI
1
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动态监测遥感过程
数据的输入输出
图像预处理
动态监测
信息后处理
专题制图/三维可视化分析（集成GIS现有数据) 成果报告（GIS分析/共享）
15
影像的裁剪
• 影像的裁减(空间、波谱) • 基于ROI的裁减 • 基于矢量/栅格数据文件的裁剪 • 自定义裁剪
16
遥感动态检测
• 变化信息的发现 • 变化信息的提取
17
遥感变化检测技术
• 遥感变化检测就是从不同时期的遥感数据中，定量地分析 和确定地表变化的特征与过程。
• 检测方法
– 图像直接比较法
• 自定义RPC/RSM文件正射校正
13
自动地理配准
• 基于区域和基于特征两 种算法寻找匹配点
• 有地理参考不需手动选 点
• 手动选择三个点以上
30米TM
10米SPOT
14
丰富的镶嵌工具
• 基于像素镶嵌和基于地理坐标镶嵌 • 自动颜色平衡，边缘直方图匹配，无缝镶嵌 • 接边线 • 虚拟镶嵌
中巴资源卫星八景影像 镶嵌
19
光谱特征变异法
• 同一地物反映在一时相影像上的信息与其反映在另外时相影像上的光 谱信息是一一对应的。当将不同时相的影像进行融合时，如同一地物 在两者上的信息表现不一致时，那么融合后的影像中此地物的光谱就 表现得与正常地物的光谱有所差别，此时称地物发生了光谱特征变异， 我们就可以根据发生变异的光谱特征确定变化信息。
前一时相TM影像
后一时相SPOT影像
特征变异影像
20
假彩色合成法
• 由于地表的变化，相同传感器对同一地点所获取的不同时相的影像 在灰度上有较大的区别。在进行变化信息的发现时，将前、后两时 相的数据精确配准，再利用假彩色合成的方法，将后一时相的一个 波段数据赋予红色通道，前一时相的同一波段赋予蓝色和绿色通道。 利用三原色原理，形成假彩色影像。其中，地表未发生变化的区域， 合成后影像灰度值接近，而土地利用发生变化的区域则呈现出红色， 即判定为变化区域。
• 图像差值法、图像比值法、主成分分析法、光谱特征变异法、假彩色 合成法、波段替换法、变化矢量分析法、波段交叉相关分析以及混合 检测法等
– 分类后结果比较法 – 直接分类法
• 多时相主成分分析后分类法
18
图像差值法
• 图像差值法就是将两个时相的遥感图像相减。其原理是：图像中未 发生变化的地类在两个时相的遥感图像上一般具有相等或相近的灰 度值，而当地类发生变化时，对应位置的灰度值将有较大差别。因 此在差值图像上发生地类变化区域的灰度值会与背景值有较大差别， 从而使变化信息从背景影像中显现出来。
大气校正方法
• 基于辐射传输模型
– LOWTRAN模型 – MORTRAN模型 – ATCOR模型 – 6S模型
• 基于简化辐射传输模型的黑暗像元法 • 基于统计的不变目标法 • 基于植被指数的大气阻抗植被指数法 • ……
7
• 波段最小值 • Roi选择 • 自定义值
简化的黑暗像元法
—Dark Subtraction
8
ENVI FLAASH —Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes
• Spectral Sciences, Inc. (SSI) – 光谱研究的世界领先者 – FLAASH的开发者 – 与 AFRL一起进行 MODTRAN模型的研究
结果 • 设置MODTRAN模型的光谱分辨
率 • 设置MODTRAN多散射模型
12
几何校正与正射校正
• 仿射变换 • 二次多项式 • 局部三角网 • 正射校正
Camera、ASTER、IKONOS、OrbView-3、
QuickBird、SPOT1-5、CARTOSAT-1、FORMOSAT2、worldview-1
（860nm-1135nm）数据 • 采用向导式操作流程
10
FLAASH 支持的数据
• 能够对高光谱、多光谱影像进行校正 • 高光谱：AVIRIS、HYDICE、HYMAP、HYPERION、CASI、
AISA
• 多 光 谱 ： ASTER 、 AVHRR 、 IKONOS 、 IRS 、 Landsat 、
前一时相影像
后一时相影像
假彩色合成影像 21
多波段主成分分析法
• 当地物属性发生变化时，必将导致其在影像某几个波段上的值发生变 化，所以只要找出两时相影像中对应波段值的差别并确定这些差别的 范围，便可发现变化信息。在具体工作中将两时相的影像各波段组合 成一个两倍于原影像波段数的新影像，并对该影像作PC变换。由于变 换结果前几个分量上集中了两个影像的主要信息，而后几个分量则反 映出了两影像的差别信息，因此可以试着抽取后几个分量进行波段组 合来发现变化信息。
3
• 大气校正 • 几何处理
图像预处理
4
为什么做大气纠正？
• 太阳辐射通过大气以某种方式入射到物体表面然后再 反射回传感器
• 原始影像包含物体表面，大气，以及太阳的信息 • 如果我们想要了解某一物体表面的光谱属性，我们必
须将它的反射信息从大气和太阳的信息中分离出来。
5
大气散射
邻接反射
直接反射
6
9
FLAASH的特点
• FLAASH 通过多光谱/高光谱像素光谱上的特征来 估计大气的属性
• 采用目前精度最高的MODTRAN 4+模型 • 用户可以选择MODTRAN模型的光谱分辩率 • 可以有效地去除水蒸气, 气溶胶散射，漫反射的邻
域效应。 • 调整由于人为抑止而导致的波谱平滑 • 可以处理各种高（多）光谱、卫星和航空
MODIS、 SeaWiFS、SPOT、 QuickBird
• 多光谱与高光谱的模型基础一样：MODTRAN 4+
11
FLAASH高级设置
• 光谱定义文件：内置AVIRIS、 HYMAP、HYDICE、HYPERION、 CASI、AISA
• 气溶胶 • CO2混合比率：390ppm • 使用领域纠正 • 使用以前的MODTRAN模型计算
• Air Force Research Labs (AFRL) – 和SSI 以及Spectral Information Technology Application Center (SITAC) 共同研究开发 FLAASH – 与 SSI一起进行 MODTRAN模型的研究
• ITT VIS – ENVI Integration and FLAASH GUI