遥感的定义与分类PPT课件
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义。设恢复的图像像素在基准坐标系统为等距网 格的交叉点，从网格交叉点的坐标（x,y）出发， 根据:
x h1(x, y)
n
ni
aij xi y j
i0 j 0
y
h2 (x,
y)
n i 0
Байду номын сангаасni
bij xi y j
j 0
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2 几何校正
• 由（x,y）通过函数关系推算出各格网点在已知畸 变图像上的坐标(x‘,y’)。 – (α,β) =[h1(x,y),h2(x,y)]。
xh1(x,y)
yh2(x,y)
分两种情况： 1、h1(x,y)，h2(x,y)已知 2、h1(x,y)，h2(x,y)未知
60
2 几何校正
函数关系已知下，间接法几何校正：设f(x,y)是无 失真的原始图像，g(x’,y’)是f(x,y)畸变的结果，这 一失真过程已知且可以用函数h1(x,y)和h2(x,y)定
在函数关系未知情况下,通常h1(x,y)和h2(x,y)可用 多项式来近似:
n ni
x
aijxi yj
i0 j0
n ni
y
bijxi yj
i0 j0
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2 几何校正
• 在函数h1(x,y)和h2(x,y)未知的情况下，通 常用基准图像和几何畸变图像上多对同名 像素的坐标来确定函数h1(x,y)和h2(x,y)
• 光学摄影机内部辐射误差
– 使用透镜的光学系统存在边缘减光现象，摄像 面存在边缘部分比中心部分发暗。
– 原因：镜头中心和边缘透射光的强度不一致， 造成图像上不同位置的同一类地物有不同的灰 度值。
– 校正方法：在这类光学系统中，一幅图像上各 像点光的强度分布符合以下规律： Ep=Eo cos4θ, θ为光轴到摄影面边缘部的视场角。
1 sr
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3 辐射校正-大气校正
• 大气校正
– 传感器接收的信息中，可以分为两个部分。一 是程辐射信息，一般认为是无用信息；另一部 分是太阳下行辐射到达地表后，受到地面反射， 部分辐射上行穿越大气层，到达传感器，携带 有目标物的有效信息。
– 程辐射：在太阳辐射下行穿越大气层的过程中， 受到大气分子、气溶胶和粒子等的散射作用， 部分散射辐射直接到达传感器，这部分辐射就 是程辐射。
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2 几何校正
• 遥感图像成像时，存在几何变形误差，分为内部 误差和外部误差。
• 遥感图像的几何校正就是要校正成像过程中所造 成的各种误差，包括几何粗校正和精校正。
• 几何粗校正用于系统误差校正，需要传感器的校 准数据、卫星运行姿态参数、传感器位置等代入 理论校正公式。
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3 辐射校正
• 传感器端的辐射校正
– 在遥感应用中，一般采用下式把DN值图像转 换为具有物理意义的辐亮度图像。
Lt
Lmax Lmin DNmax DNmin
DN DNmin
Lmin
Lt：图像辐亮度，W
m2
1 sr
Lmin：图像中DNmin的图像辐亮度，W m2 sr1
Lmax：图像中DNmax的图像辐亮度，W m2
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图示
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3 辐射校正
• 传感器端的辐射校正
– 在扫描方式的传感器中，传感器收集到的电磁 波信号需要经光电转换系统转变成电信号记录 下来。该信号量化后成为离散的灰度级别，传 感器端的辐射校正就是把具有相对意义的离散 亮度值转换为具有物理意义的辐亮度或反射率 的过程。
• 经过传感器端的辐射校正的反射率称为行星反射率 或大气顶层反射率。
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2 几何校正
• 几何精校正分两个过程
– 空间插值：建立图像像元坐标和地面控制点之 间的数学模型，利用数学模型把待校正图像的 坐标校正到输出图像中。
– 亮度插值：确定输出图像像元亮度值。
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2 几何校正
• 下图是一种畸变情形，如何校正呢？
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2 几何校正
设f(x,y)是无失真的原始图像，g(x’,y’)是f(x,y)畸变的结果 两幅图像几何畸变的关系能用解析式来描述。
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3 辐射校正
• 理想的遥感系统并不存在，有各种因素影响传感 器接收到的辐射值。
– 日地距离 – 太阳入射光的几何条件 – 太阳上行和下行辐射 – 地形因素 – 传感器误差
• 在利用遥感图像进行地表遥感研究中，可能需要 对这些干扰因素进行辐射校正，使得遥感图像尽 可能反映地物目标的差异。
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3 辐射校正
70
3 辐射校正-大气校正
• 太阳辐射在下行穿越大气层到达地表和经 地表反射上行到达传感器的过程中，受到 大气吸收和散射的影响。
• 大气校正：就是从传感器接收的信号中， 消除大气效应的影响，提取有用的地表反 射辐射的信息。
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1 遥感图像增强处理
• 图像增强是采用一系列技术去改善图像的视觉效 果,或将图像转换成一种更适合于人或机器进行分 析和处理的形式。
3.4 遥感的定义与分类
3.4.1 遥感的定义 3.4.2 遥感系统 3.4.2 遥感的分类
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遥感系统
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• 由于(α,β)通常不一定是整数，所以α,β不会与 g(x’,y’)中的任何点重合，找出g(x’,y’)中与（α,β） 最靠近的点(x1’,y1’)，并且令f(x,y)= g(x1’,y1’)，即 把g(x1’,y1’)的灰度赋予f(x,y)。逐点做下去，直到 整个图像，几何畸变得到校正。
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2 几何校正
– 几何粗校正一般由数据提供商或地面接收站进行校正 处理。遥感应用上使用的图像一般是经过几何粗校正 处理的。
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2 几何校正
• 经几何粗校正处理后的遥感图像还存在随 机误差和某些未知的系统误差，需要进行 几何精校正处理。
• 几何精校正是指消除图像中的几何变形， 产生一幅符合某种地图投影的新图像的过 程。几何精校正需要利用地面控制点和适 当的数学模型。
• 图像的增强是综合和一般性地改善图像质量，解 决图像由于噪声、模糊退化和对比度降低等三类 问题，图像增强并不是去估计图像实际退化的过 程和实际退化的因素而加以矫正，只是考虑图像 退化的一般性质，加以修正，以求得一般的或平 均的图像质量的改善，提高解像力。
x h1(x, y)
n
ni
aij xi y j
i0 j 0
y
h2 (x,
y)
n i 0
Байду номын сангаасni
bij xi y j
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2 几何校正
• 由（x,y）通过函数关系推算出各格网点在已知畸 变图像上的坐标(x‘,y’)。 – (α,β) =[h1(x,y),h2(x,y)]。
xh1(x,y)
yh2(x,y)
分两种情况： 1、h1(x,y)，h2(x,y)已知 2、h1(x,y)，h2(x,y)未知
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2 几何校正
函数关系已知下，间接法几何校正：设f(x,y)是无 失真的原始图像，g(x’,y’)是f(x,y)畸变的结果，这 一失真过程已知且可以用函数h1(x,y)和h2(x,y)定
在函数关系未知情况下,通常h1(x,y)和h2(x,y)可用 多项式来近似:
n ni
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aijxi yj
i0 j0
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bijxi yj
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2 几何校正
• 在函数h1(x,y)和h2(x,y)未知的情况下，通 常用基准图像和几何畸变图像上多对同名 像素的坐标来确定函数h1(x,y)和h2(x,y)
• 光学摄影机内部辐射误差
– 使用透镜的光学系统存在边缘减光现象，摄像 面存在边缘部分比中心部分发暗。
– 原因：镜头中心和边缘透射光的强度不一致， 造成图像上不同位置的同一类地物有不同的灰 度值。
– 校正方法：在这类光学系统中，一幅图像上各 像点光的强度分布符合以下规律： Ep=Eo cos4θ, θ为光轴到摄影面边缘部的视场角。
1 sr
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3 辐射校正-大气校正
• 大气校正
– 传感器接收的信息中，可以分为两个部分。一 是程辐射信息，一般认为是无用信息；另一部 分是太阳下行辐射到达地表后，受到地面反射， 部分辐射上行穿越大气层，到达传感器，携带 有目标物的有效信息。
– 程辐射：在太阳辐射下行穿越大气层的过程中， 受到大气分子、气溶胶和粒子等的散射作用， 部分散射辐射直接到达传感器，这部分辐射就 是程辐射。
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2 几何校正
• 遥感图像成像时，存在几何变形误差，分为内部 误差和外部误差。
• 遥感图像的几何校正就是要校正成像过程中所造 成的各种误差，包括几何粗校正和精校正。
• 几何粗校正用于系统误差校正，需要传感器的校 准数据、卫星运行姿态参数、传感器位置等代入 理论校正公式。
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3 辐射校正
• 传感器端的辐射校正
– 在遥感应用中，一般采用下式把DN值图像转 换为具有物理意义的辐亮度图像。
Lt
Lmax Lmin DNmax DNmin
DN DNmin
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Lt：图像辐亮度，W
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Lmin：图像中DNmin的图像辐亮度，W m2 sr1
Lmax：图像中DNmax的图像辐亮度，W m2
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3 辐射校正
• 传感器端的辐射校正
– 在扫描方式的传感器中，传感器收集到的电磁 波信号需要经光电转换系统转变成电信号记录 下来。该信号量化后成为离散的灰度级别，传 感器端的辐射校正就是把具有相对意义的离散 亮度值转换为具有物理意义的辐亮度或反射率 的过程。
• 经过传感器端的辐射校正的反射率称为行星反射率 或大气顶层反射率。
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2 几何校正
• 几何精校正分两个过程
– 空间插值：建立图像像元坐标和地面控制点之 间的数学模型，利用数学模型把待校正图像的 坐标校正到输出图像中。
– 亮度插值：确定输出图像像元亮度值。
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2 几何校正
• 下图是一种畸变情形，如何校正呢？
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2 几何校正
设f(x,y)是无失真的原始图像，g(x’,y’)是f(x,y)畸变的结果 两幅图像几何畸变的关系能用解析式来描述。
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3 辐射校正
• 理想的遥感系统并不存在，有各种因素影响传感 器接收到的辐射值。
– 日地距离 – 太阳入射光的几何条件 – 太阳上行和下行辐射 – 地形因素 – 传感器误差
• 在利用遥感图像进行地表遥感研究中，可能需要 对这些干扰因素进行辐射校正，使得遥感图像尽 可能反映地物目标的差异。
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3 辐射校正
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3 辐射校正-大气校正
• 太阳辐射在下行穿越大气层到达地表和经 地表反射上行到达传感器的过程中，受到 大气吸收和散射的影响。
• 大气校正：就是从传感器接收的信号中， 消除大气效应的影响，提取有用的地表反 射辐射的信息。
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1 遥感图像增强处理
• 图像增强是采用一系列技术去改善图像的视觉效 果,或将图像转换成一种更适合于人或机器进行分 析和处理的形式。
3.4 遥感的定义与分类
3.4.1 遥感的定义 3.4.2 遥感系统 3.4.2 遥感的分类
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• 由于(α,β)通常不一定是整数，所以α,β不会与 g(x’,y’)中的任何点重合，找出g(x’,y’)中与（α,β） 最靠近的点(x1’,y1’)，并且令f(x,y)= g(x1’,y1’)，即 把g(x1’,y1’)的灰度赋予f(x,y)。逐点做下去，直到 整个图像，几何畸变得到校正。
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2 几何校正
– 几何粗校正一般由数据提供商或地面接收站进行校正 处理。遥感应用上使用的图像一般是经过几何粗校正 处理的。
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2 几何校正
• 经几何粗校正处理后的遥感图像还存在随 机误差和某些未知的系统误差，需要进行 几何精校正处理。
• 几何精校正是指消除图像中的几何变形， 产生一幅符合某种地图投影的新图像的过 程。几何精校正需要利用地面控制点和适 当的数学模型。
• 图像的增强是综合和一般性地改善图像质量，解 决图像由于噪声、模糊退化和对比度降低等三类 问题，图像增强并不是去估计图像实际退化的过 程和实际退化的因素而加以矫正，只是考虑图像 退化的一般性质，加以修正，以求得一般的或平 均的图像质量的改善，提高解像力。