遥感图像校正

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
9
大气影响的粗略校正
大气影响的粗略校正:精确的校正公式需要找出每个 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。 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,以求出透过率T 卫星飞行时的大气参数,以求出透过率Tθ、Tφ等因 子。如果不通过特别的观测,一般很难得到这些数 如果不通过特别的观测, 所以,常常采用一些简化的处理方法, 据,所以,常常采用一些简化的处理方法,只去掉 主要的大气影响(散射光直接进入传感器的那部分, 主要的大气影响(散射光直接进入传感器的那部分, 即程辐射),使影像质量满足基本要求。 ),使影像质量满足基本要求 即程辐射),使影像质量满足基本要求。 直方图最小值去除法 回归分析法
' 1
T1、T5表示TM1与TM5波段灰度值,
T1' 为TM1波段校正后的灰度值。
14
回归分析法
可以认为α就是 可以认为 就是 TM1波段的程辐 波段的程辐 射度。 射度。校正方法 就是讲TM1波段 就是讲 波段 中每个像元的亮 度值减去α, 度值减去 ,来 改善图像,去掉 改善图像, 程辐射。 程辐射。
24
2.遥感图像几何校正
25
遥感图像几何精校正
几何精校正重要性:
空间定位与配准 空间定位与影像特征识别 为影像赋以地理坐标 多源信息的综合分析 与其他遥感数据进行综合分析 变化检测(change detection) 与栅格GIS数据进行综合分析 GPS数据交换 镶嵌与制图
26
常用术语
图像配准(registration):图像对图像的校准, 图像配准(registration):图像对图像的校准,以使 ):图像对图像的校准 两幅图像中的同名像元配准。 两幅图像中的同名像元配准。 图像精校正(rectification): ):借助于一组地面控制 图像精校正(rectification):借助于一组地面控制 Point,GCP), ),对一幅图像进行 点(Ground Control Point,GCP),对一幅图像进行 地理坐标的校正,又称为geo-referencing。 地理坐标的校正,又称为geo-referencing。 geo 正射影像纠正(ortho-rectification): ):借助于数字高 正射影像纠正(ortho-rectification):借助于数字高 程模型,对图像进行地形变形的校正, 程模型,对图像进行地形变形的校正,使图像符合 正射投影的要求。 正射投影的要求。 地理参考(Geo-referencing): ):将地理坐标系统赋予 地理参考(Geo-referencing):将地理坐标系统赋予 图像数据的过程。 图像数据的过程。
7
遥感传感器系统误差校正
传感器定标来自百度文库随机坏像元 行或列缺失 行或列条纹
8
大气校正
大气校正是消除遥感图像在大气传输中所引 起的质量退化的一种图像处理方法。 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。 (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
17
地形坡度辐射误差校正
太阳光线和地表作用以后再反射到传感器的太阳光的 辐射亮度和地面倾斜度有关。 辐射亮度和地面倾斜度有关。 若处在坡度为α的倾斜面上的地物影像为g(x,y), 则校正后的图像f(x,y)为: g (x , y ) f (x , y ) = cos α 地形坡度引起的辐射校正方法需要有图像对应地区的 DEM数据 校正较为麻烦, 数据, DEM数据,校正较为麻烦,一般只在地形坡度起伏较 大的情况下做校正。 大的情况下做校正。
6
一、辐射校正(RADIOMETRIC CORRECTION )
影响辐射畸变的因素 ? 1.1引起辐射畸变的因素 引起辐射畸变的因素? 1.1引起辐射畸变的因素
传感器本身的影响:导致图像不均匀, 1.2如何进行辐射校正? 1.2如何进行辐射校正? 如何进行辐射校正 产生条纹和“噪音”。 大气的影响:反射、散射、吸收,主要 会影响图像的对比度。 地形影响和光照条件变化引起的辐射误 差
27
遥感图像几何精校正
遥感图像几何精校正的一般过程
1)选取地面控制点(GCP),确定其空间坐 标; 2)利用控制点数据对图像进行空间变换
多项式近似法
合理选择校正方程的次数:2-3次。
3)图像重采样 为了使校正后的输出图像像元与输入 的未校正图像相对应,根据确定的校正公 式,对输入图像的数据重新排列。
2
为什么要校正?
遥感成像过程
3
为什么要校正?
原因
传感器本身的因素 遥感平台的影响 大气的影响 地表起伏的影响 ……
产生图像畸变
4
图像畸变的分类
辐射畸变: 辐射畸变 : 指遥感传感器在接收来自地物的电磁波 辐射能时, 辐射能时 , 电磁波在大气层中传输和传感器测量中 受到遥感传感器本身 地物光照条件( 遥感传感器本身、 受到 遥感传感器本身 、 地物光照条件 ( 地形影响和 大气作用等影响 太阳高度角影响) 以及大气作用 等影响, 太阳高度角影响 ) 以及 大气作用 等影响 , 而导致的 遥感传感器测量值与地物实际的光谱辐射率的不一 致。 几何畸变:遥感图像的几何位置上发生变化, 几何畸变:遥感图像的几何位置上发生变化,产生 几何位置上发生变化 诸如行列不均匀,像元大小与地面大小对应不准确, 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, 为几何畸变。 地物形状不规则变化等变形,称为几何畸变。
几何精校正: 几何精校正:利用地面控制点进行的几何校正称为几何精
校正。 校正。 也称图像纠正,其目的是改正原始影像的几何变形, 也称图像纠正,其目的是改正原始影像的几何变形, 产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像。 符合某种地图投影或图形表达要求的新图像 产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像。
x = f x (u, v) = a00 + a10u + a01v + a11uv+ a20u2 + a02v2 y = f y (u, v) = b00 + b10u + b01v + b11uv+b20u2 + b02v2
x,y为校正前的 影像坐标; u,v为变换后对 应的坐标;
4. 5.
从已经过几何配准的遥感图像上选取地面控 制点; 从电子地图中读取地面控制点的坐标; 从地形图读取地面控制点的坐标,数据可通 过键盘、数字化仪输入; 野外GPS定点数据采集; 其它
控制点的地理坐标与地图投影的要求必须一致。 控制点的地理坐标与地图投影的要求必须一致。
30
二次多项式间接法纠正变换公式为: 二次多项式间接法纠正变换公式为:
20
遥感影像变形的原因 遥感平台运动状态变化
航高变化的影响——地面分辨率不均匀 航速变化的影响——航向位移 俯仰变化的影响——旁向位移 翻滚变化的影响——扭曲变形 航偏变化的影响——倾斜畸变
21
遥感影像变形的原因 地球曲率的变形图示
一是像点位 置的移动, 当选择的地 图投影平面 是地球的切 平面时,使 地面点P0相 对于投影平 面点P有一高 差△h。
28
控制点的选取
控制点选取的原则
数目: 2次项不少于6个点、3次项不少于10个 点,保证有多余观测点。 选择的原则
最大范围控制整幅图像 均匀布点 易分辨、易定位的特征点:道路的交叉口,水库 坝址,河流弯曲点等 特征变化大的地区应多选些 图像的边缘也要选取控制点,以避免外推
29
GCP选择途径
1.
2. 3.
10
直方图最小值去除法
基本思路:每幅图像上
都有辐射亮度或反射 亮度应为0的地区, 如山的阴影处。而事 实上并不等于0,说明 亮度最小值必定是这 一地区大气影响的程 辐射度增值。
11
直方图最小值去除法
校正方法:将每一波段中每个像元的亮度值都减
去本波段的最小值。使图像亮度动态范围得到 改善,对比度增强,从而提高了图像质量。
22
地球曲率的变形
二是像元对应于地面宽度 的不等。由于传感器通过 扫描取得数据,在扫描过 程中每一次取样间隔是星 下视场角的等分间隔。如 果地面无弯曲,在地面瞬 时视场宽度不大的清况下, L1,L2,L3,…的差别不 大。但由于地球表面曲率 的存在,对应于地面的P1, P2 ,P3 ,…,显然P3-P1 > L3-L1 , 距 星 下 点 越 远 畸变越大,对应地面长度 越长。
遥感图像校正
1
遥感图像校正
主要内容 辐射畸变 为什么要进行校正? 1、为什么要进行校正? 几何畸变 怎样校正? 2、怎样校正? 辐射校正: 辐射校正:传感器系统误差校正
大气校正 太阳高度角误差校正 地形坡度误差校正
几何校正:基于ERDAS的几何精校正 几何校正:基于ERDAS的几何精校正 ERDAS
Y = a1 + b1 X
Y
亮度均值; 为TM1亮度均值; 亮度均值
式中, 波段的亮度均值; 式中 X 为TM5波段的亮度均值; 波段的亮度均值
13
回归分析法
a1,b1计算如下:
b1
∑ [(T − T )(T − T ) = ∑ (T − T )
5 5 1 1 5 5
a1 = T1 − b1T5
T = T1 = a1
18
二、几何校正(GEOMETRIC CORRECTION )
• 遥感图像几何畸变的原因 • 遥感图像几何校正 • 基于ERDAS的遥感图像几何精校正 基于ERDAS的遥感图像几何精校正 ERDAS
19
1.遥感图像几何畸变的原因
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、 遥感平台位置和运动状态变化的影响:
12
回归分析法
用长波数据来校正短波数据 作法:在不受大气影响的波段( TM5) 作法:在不受大气影响的波段(如TM5)和待校正的某 一波段( TM1)图像中, 一波段(如TM1)图像中,选择由最亮至最暗的一系 列目标,将每一目标的两个待比较的波段灰度值提 列目标, 取出来进行回归分析。 取出来进行回归分析。 例如: 例如:
15
太阳高度角的辐射误差校正
任何地表获得的能量都随太阳的高度变化, 任何地表获得的能量都随太阳的高度变化,而不同 的时间和季节太阳高度是不同的。 的时间和季节太阳高度是不同的。
16
太阳高度角的辐射误差校正
太阳高度角引起的畸变校正是将太阳光线倾斜照射时 获取的图像校正为太阳光线垂直照射时获取的图像。 获取的图像校正为太阳光线垂直照射时获取的图像 。 可根据成像时刻的时间、 太阳的高度角 θ 可根据成像时刻的时间 、 季节和地理 位置来确定, 位置来确定,即: sinθ=sinϕ ·sinδ±cosϕ ·cosδ·cost 太阳高度角的校正是通过调整一幅图像内的平均灰度 来实现的。 来实现的。
5
哪些校正?
辐射校正 对由于遥感检测系统、大气散射和吸收等原因引 对由于遥感检测系统、 起的图像模糊失真、 起的图像模糊失真、分辨率和对比度下降等辐射畸 变进行校正。 变进行校正。 几何校正 对由于搭载传感器的遥感平台飞行姿态变化、地 对由于搭载传感器的遥感平台飞行姿态变化、 球自传、 球自传、地球曲率等原因引起的图像几何畸变进行 校正。 校正。
像元对应于地面宽度的不等
23
2.遥感图像几何校正
几何粗校正:地面接收站在提供给用户资料前, 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、 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、 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。 行了校正。 几何粗校正是针对卫星运行和成像过程中引起的几何 畸变进行的校正,即卫星姿态不稳、地球自转、 畸变进行的校正,即卫星姿态不稳、地球自转、地球曲 地形起伏、大气折射等因素引起的变形。 率、地形起伏、大气折射等因素引起的变形。
航速、俯仰、翻滚、偏航。 (2) 地形起伏的影响:产生像点位移。 地形起伏的影响: (3)地球表面曲率的影响:产生全景畸变。 地球表面曲率的影响: 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
(4) 大气折射的影响:产生像点位移。 大气折射的影响: (5) 地球自转的影响:产生影像偏离。 地球自转的影响:
相关文档
最新文档