遥感技术基础遥感图像及分辨率
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假彩色图像：图像颜色与实际地物颜色不一致。
按光谱类型对遥感图像进行分类
黑白图像
真彩色图像
假彩色图像
提问：为什么要有假彩色图像？ （突出感兴趣目标，提高判读和识别效果）
按光谱类型对遥感图像进行分类
多光谱图像：对同一地面区域进行摄影时，分波段 记录地面景物反射来的电磁波信息，形成的一组多波 段黑白图像。
遥感技术基础
Fundamentals of Remote Sensing
解放军信息工程大学测绘学院 遥感信息工程系
第六讲 遥感图像及分辨率特性
主要内容： 一、遥感图像的概念 二、遥感图像的类型 三、遥感图像的空间分辨率 四、遥感图像的光谱分辨率 五、遥感图像的辐射分辨率 六、遥感图像的时相分辨率
一、遥感图像的概念
不同波段图像在几何上是完全配准的，但记录的是 景物在不同波段范围内的电磁波信息。
多光谱成像目的：是充分利用地物在不同光谱区有 不同的反射特征，来增加探测对象的信息量，以便提 高影像的判读和识别能力。
按光谱类型对遥感图像进行分类
RGB合成图像
G波段
SPOT 全色影像： 0.51 - 0.73 (blue-green-red)
全色图像：黑白图像的一种，记录了所能探测到的 景物所有电磁波信息（一般包括可见光和部分近红外） 的黑白图像。
彩色图像：具有色调、饱和度和亮度等色彩信息。 彩色图像一般分为：真彩色图像、假彩色图像。
真彩色图像（自然彩色图像）：图像颜色与对应地 物颜色基本一致。优点：影像和景物的颜色具有一致 性，便于目视判读和识别。
的讲课中不再区分。
二、遥感图像的类型
以下几种因素决定了原始遥感图像的类型： 1、应用目的（多样化）
在确保应用目标的前提下，用最经济的方 法获取应用所需的图像。 2、获取手段（各不相同） 航空遥感？卫星遥感？ 用何种类型的传感器成像？
按光谱类型对遥感图像进行分类
黑白图像：只有亮度差别，无色彩差别。
高分辨率影像
空间分辨率的实际意义
图像的空间分辨率越高（即瞬时视场角所对 应的地面单元的尺寸越小），对地面目标的几 何分辨能力越强；图像的空间分辨率越低（即 瞬时视场角所对应的地面单元的尺寸越大）， 对地面目标的几何分辨能力越弱。
数字图像的空间分辨率：对于数字图像而言， 若图像的空间分辨率为20米，表示该图像在该 分辨率显示时，每个像素所对应的地面尺寸为 20米。
空间分辨率主要与传感器 的瞬时视场角、观测高度 有关。在正视情况下，瞬 时视场角所对应的地面单 元的尺寸等于瞬时视场角 乘以传感器的高度。
卫星遥感图像的空间分辨率
近 极 轨 道
卫星 轨迹 所对 应的 地面 细长 条带
不同纬度的地面细长条带的重叠情况 （空间分辨率与纬度有关）
空间分辨率的表现形式
低分辨率影像
4 4 4 4 1
地面带 重访周期
宽
(垂直观测)
13km
3天
13km
3天
空间分辨率的例子
表2： QuickBird图像 （美国，2001，分辨率最高的一颗商业卫星）
图像类型
波长范围 （μm）
分辨率 （m）
波段1
0.4 ～ 0.52 兰
4
多 光
波段2
0.5 ～ 0.60 绿
4
谱
波段3
0.6 ～ 0.69 红
热传感器成像
热辐射图像
电 磁 波 谱 的 红 外 波 段
按光谱类型对遥感图像进行分类
微波图像：记录的是波长在1mm～1m之间 范围内的地物辐射信息。侧视雷达图像是典型的 微波图像，影像的色调特性与雷达接收到的回波 信号强度等因素有关。
微波图像的特点在以后阐述。
Layover
微 波 具 有 穿 透 云 、 雨 等 能 力
雷 达 影 像
雷达的C波段图像（三极化）
极化的概念
RADARSAT卫星（加拿大，1995）
电 磁 波 谱 的 微 波 波 段
按几何类型对遥感图像进行分类
图像
投影中心 时刻t
地面目标
画幅式摄影相机
面中心投影图象（画幅式图像）
面中心投影图像：面中心投影，同一幅图像内几何关系稳定。
按几何类型对遥感图像进行分类
图象 投影中心
时刻t
顺迹扫描仪（推扫式扫描仪）
地面目标
线中心投影图象（线阵列图像）
线中心投影图像：线中心投影，同一幅图像有多条扫描线 构成，同一条扫描线内几何关系稳定。
按几何类型对遥感图像进行分类
时刻t1 时刻t2
图象
图象
投影中心
横迹扫描仪（光机扫描仪）
地面目标1
地面目标2
点中心投影图象
点中心投影图像：点中心投影，同一幅图像有许多扫描点
SPOT 多光谱影像： Band 1 0.50 - 0.59 (green) Band 2 0.61 - 0.68 (red) Band 3 0.79 - 0.89 (near infrared)
R波段
IR波段
按光谱类型对遥感图像进行分类
热红外图像：记录的是地物热辐射信息。热红外遥感 的大气窗口常选用3µm～5µm和8µm～14µm两个区间。 热红外图像上的色调越亮，表示温度越高，色调越暗， 表示温度越低。主要用于：军事侦察、火情监测等。
成，每一扫描点的几何关系都不一样。
斜距投影图像（非中心投影图像）
斜 距 投 影
Layover
斜距影像与中心投影影像的比较
按立体方式对遥感图像进行分类
立体观测方式
立体图像（立体像对） 用立体像对可测量三维信息
三、遥感图像的空间分辨率
空间分辨率的概念
空间分辨率的定义：是指 图像上能够分辨的最小单 元所对应地面尺寸。
4
波段4
0.76～0.90 近红外
空间分辨率的例子
表1： IKONOS-2图像 （美国，1999，第一颗新一代高分辨率卫星图像，可与航片媲美）
图像类型
波段1
多 光
波段2
谱 波段3
波段4
全色
波长范围 （μm）
0.45～0.52 兰
0.51～0.60 绿
0.63～0.70 红 0.75～0.86 近红外 0.55～0.90
分辨率 （m）
遥感图像：利用遥感手段获取的各种图像的总称。
遥
原
感
始
数
遥
据
感
获
数
取
据
处
理
遥
结
感
果
信
()
应 用
息 处 理
wk.baidu.com遥感技术的流程
（遥感图像包括：原始图像和处理图像。后面多数概念是针对原始图像的）
遥感图像的表现形式
成像类传感器的输出成果主要有： 模拟图像：胶片形式的图像。 也称“硬拷贝图像”。 数字图像：数字形式的图像。 也称“软拷贝图像”。 模拟图像、数字图像是可以相互转化的，在以后
按光谱类型对遥感图像进行分类
黑白图像
真彩色图像
假彩色图像
提问：为什么要有假彩色图像？ （突出感兴趣目标，提高判读和识别效果）
按光谱类型对遥感图像进行分类
多光谱图像：对同一地面区域进行摄影时，分波段 记录地面景物反射来的电磁波信息，形成的一组多波 段黑白图像。
遥感技术基础
Fundamentals of Remote Sensing
解放军信息工程大学测绘学院 遥感信息工程系
第六讲 遥感图像及分辨率特性
主要内容： 一、遥感图像的概念 二、遥感图像的类型 三、遥感图像的空间分辨率 四、遥感图像的光谱分辨率 五、遥感图像的辐射分辨率 六、遥感图像的时相分辨率
一、遥感图像的概念
不同波段图像在几何上是完全配准的，但记录的是 景物在不同波段范围内的电磁波信息。
多光谱成像目的：是充分利用地物在不同光谱区有 不同的反射特征，来增加探测对象的信息量，以便提 高影像的判读和识别能力。
按光谱类型对遥感图像进行分类
RGB合成图像
G波段
SPOT 全色影像： 0.51 - 0.73 (blue-green-red)
全色图像：黑白图像的一种，记录了所能探测到的 景物所有电磁波信息（一般包括可见光和部分近红外） 的黑白图像。
彩色图像：具有色调、饱和度和亮度等色彩信息。 彩色图像一般分为：真彩色图像、假彩色图像。
真彩色图像（自然彩色图像）：图像颜色与对应地 物颜色基本一致。优点：影像和景物的颜色具有一致 性，便于目视判读和识别。
的讲课中不再区分。
二、遥感图像的类型
以下几种因素决定了原始遥感图像的类型： 1、应用目的（多样化）
在确保应用目标的前提下，用最经济的方 法获取应用所需的图像。 2、获取手段（各不相同） 航空遥感？卫星遥感？ 用何种类型的传感器成像？
按光谱类型对遥感图像进行分类
黑白图像：只有亮度差别，无色彩差别。
高分辨率影像
空间分辨率的实际意义
图像的空间分辨率越高（即瞬时视场角所对 应的地面单元的尺寸越小），对地面目标的几 何分辨能力越强；图像的空间分辨率越低（即 瞬时视场角所对应的地面单元的尺寸越大）， 对地面目标的几何分辨能力越弱。
数字图像的空间分辨率：对于数字图像而言， 若图像的空间分辨率为20米，表示该图像在该 分辨率显示时，每个像素所对应的地面尺寸为 20米。
空间分辨率主要与传感器 的瞬时视场角、观测高度 有关。在正视情况下，瞬 时视场角所对应的地面单 元的尺寸等于瞬时视场角 乘以传感器的高度。
卫星遥感图像的空间分辨率
近 极 轨 道
卫星 轨迹 所对 应的 地面 细长 条带
不同纬度的地面细长条带的重叠情况 （空间分辨率与纬度有关）
空间分辨率的表现形式
低分辨率影像
4 4 4 4 1
地面带 重访周期
宽
(垂直观测)
13km
3天
13km
3天
空间分辨率的例子
表2： QuickBird图像 （美国，2001，分辨率最高的一颗商业卫星）
图像类型
波长范围 （μm）
分辨率 （m）
波段1
0.4 ～ 0.52 兰
4
多 光
波段2
0.5 ～ 0.60 绿
4
谱
波段3
0.6 ～ 0.69 红
热传感器成像
热辐射图像
电 磁 波 谱 的 红 外 波 段
按光谱类型对遥感图像进行分类
微波图像：记录的是波长在1mm～1m之间 范围内的地物辐射信息。侧视雷达图像是典型的 微波图像，影像的色调特性与雷达接收到的回波 信号强度等因素有关。
微波图像的特点在以后阐述。
Layover
微 波 具 有 穿 透 云 、 雨 等 能 力
雷 达 影 像
雷达的C波段图像（三极化）
极化的概念
RADARSAT卫星（加拿大，1995）
电 磁 波 谱 的 微 波 波 段
按几何类型对遥感图像进行分类
图像
投影中心 时刻t
地面目标
画幅式摄影相机
面中心投影图象（画幅式图像）
面中心投影图像：面中心投影，同一幅图像内几何关系稳定。
按几何类型对遥感图像进行分类
图象 投影中心
时刻t
顺迹扫描仪（推扫式扫描仪）
地面目标
线中心投影图象（线阵列图像）
线中心投影图像：线中心投影，同一幅图像有多条扫描线 构成，同一条扫描线内几何关系稳定。
按几何类型对遥感图像进行分类
时刻t1 时刻t2
图象
图象
投影中心
横迹扫描仪（光机扫描仪）
地面目标1
地面目标2
点中心投影图象
点中心投影图像：点中心投影，同一幅图像有许多扫描点
SPOT 多光谱影像： Band 1 0.50 - 0.59 (green) Band 2 0.61 - 0.68 (red) Band 3 0.79 - 0.89 (near infrared)
R波段
IR波段
按光谱类型对遥感图像进行分类
热红外图像：记录的是地物热辐射信息。热红外遥感 的大气窗口常选用3µm～5µm和8µm～14µm两个区间。 热红外图像上的色调越亮，表示温度越高，色调越暗， 表示温度越低。主要用于：军事侦察、火情监测等。
成，每一扫描点的几何关系都不一样。
斜距投影图像（非中心投影图像）
斜 距 投 影
Layover
斜距影像与中心投影影像的比较
按立体方式对遥感图像进行分类
立体观测方式
立体图像（立体像对） 用立体像对可测量三维信息
三、遥感图像的空间分辨率
空间分辨率的概念
空间分辨率的定义：是指 图像上能够分辨的最小单 元所对应地面尺寸。
4
波段4
0.76～0.90 近红外
空间分辨率的例子
表1： IKONOS-2图像 （美国，1999，第一颗新一代高分辨率卫星图像，可与航片媲美）
图像类型
波段1
多 光
波段2
谱 波段3
波段4
全色
波长范围 （μm）
0.45～0.52 兰
0.51～0.60 绿
0.63～0.70 红 0.75～0.86 近红外 0.55～0.90
分辨率 （m）
遥感图像：利用遥感手段获取的各种图像的总称。
遥
原
感
始
数
遥
据
感
获
数
取
据
处
理
遥
结
感
果
信
()
应 用
息 处 理
wk.baidu.com遥感技术的流程
（遥感图像包括：原始图像和处理图像。后面多数概念是针对原始图像的）
遥感图像的表现形式
成像类传感器的输出成果主要有： 模拟图像：胶片形式的图像。 也称“硬拷贝图像”。 数字图像：数字形式的图像。 也称“软拷贝图像”。 模拟图像、数字图像是可以相互转化的，在以后