提高遥感图像空间分辨率方法的研究

第 １ 期
吴 艳 等 ： 高 遥 感 图 像 空 间分 辨 率 方 法 的研 究 提
７
Ｇ Ｄ： Ｓ
，
（） １
其 中 ： 像 元 尺 寸 ； 卫 星 轨 道 高 度 ｉ ＿ 学 焦 距 ． 式 （ ） 以看 出 ， 日一 产 光 从 １可 在 一 定 的情 况 下 ， 减 小 要
Ｇ Ｄ． 以减小 ０ Ｓ 可 或是增大ｆ 日本第二代静 止气象卫星 Ｍ Ｓ Ｔ 就是通过减小 ＩＯ ＝／ 提高了空间分辨 ， ＴＡ ， Ｆ Ｖ￣ ， ｆ
率．
然 而 ． 于 遥 感 成 像 通 过 减 小 ａ或 是 增 大 厂 方 法 提 高 空 间分 辨 率 是 不 可 以轻 易采 取 的 ． 对 的 由式 （） １ 可
Ｓ Ｒ（ｉｎｌ ｏｓ ａｉ） Ｎ Ｓｇａ Ｎ ｉ Ｒ ｔ 的前 提 下 ， 空 间 分 辨率 一 直 是 成 像 系统 追 求 的 目标 ． 对 于 遥 感 成像 ， ｅ ｏ 高 特别 由于 成像
距离远 ， 图像 空 间 分 辨 率 远低 于 近距 离 成 像 ， 国与 国外 同 轨 道 高度 的卫 星相 比 。 图 像 空 间 分辨 率 也有 我 其
ＧＳ Ｄ的 值 ， 质 上 是 增 加 采样 的频 率 ． 实 因此 ， 减小 遥 感 仪 的值 可 以 提 高其 空 间 分 辨 率 ， 于 线 阵探 测 器 的扫 对
描成 像 ， 加 了垂 直 于 扫 描 方 向 的空 间分 辨 率 ， 描 方 向 的采 样 频 率 由积 分 时 间 与扫 描 速 度 决 定 ． 面 采 增 扫 地
第 ２ ３卷 第 １ 期 ２ ２年 ３月 ０１
广 西 工 学 院 学 报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＧＵＡＮＧ ＸＩＵＮＩ ＲＳ Ｔ ＯＦ ＴＥ ＨＮ０ ＧＹ ＶＥ Ｉ Ｙ Ｃ ＬＯ
Ｖｏ ． Ｎｏ １ １ ２３ ． Ｍ ａ ．２ ２ ｒ Ｏｌ
文 章 编 号 １０ ４ ０ ２ １ ） １ ０ ６０ ０ ４６ １ （０ ２ ０ ． ０ —４ ０
采 样 频 率 由扫 描 速 度 与积 分 时 间决 定 ， 据 采 样 定 理 ， 有 当 采 样频 率 大 于或 等 于 被 采样 信 号 上 限 频 率 根 只
的 ２倍 时 ， 能还 原 被 采 样 的信 号 ［ 然 而 实 际 成像 系统 中 ， 才 １ ， 多数 不 满 足 采 样 定理 的要 求 ， 样 信 号 的频 采 谱 混 叠不 可避 免 。 因而 ， 在确 保 Ｓ Ｒ不 下 降 的情 况 下 ， 加 采 样频 率 可 以减 少 获取 图 像 的 频 谱 混 叠 ， 高 Ｎ 增 提
样 间距 的数学 表 达 式 为
收 稿 日期 ： ０ ２ ０ — ９ ２ １－ ２ １
基金项 目： 广西 工学 院 博 士 基 金 项 目 （ 科 博 ｌＺ ８ 资 助． 院 １０ ） 作者简介 ： 吴 艳 ， 教授 ， 士 ， 究方向： 副 博 研 图像 信 息 处 理 及 应 用 研 究 ，— ｉ ｗ ｙ ｎ０ ＠１ ３ ｏ Ｅ ｍａｌ ｕａ ２６ ６ ． ｍ ： ｅ
中图 分 类 号 ： Ｐ ９ Ｔ ３１ 文 献标 志码 ： Ａ
－ Ｓ Ｒ Ｓ ｐｒ ｅｏ ｔ ｎＲ ｃｎｔ ｃｉ １进 行 了 的 理 论 分 Ｒ （ｕ ｅ Ｒ ｓｌ ｉ ｅｏ ｓｕ ｔｎ ． ｕｏ ｒ ０
０ 引言
图像 空 间分 辨 率 是评 价 图像 质量 的一 个 关键 指 标 ， 它表 示 图像 细 节 清楚 程 度 ， 在保 证 图像 一 定 信 噪 比
下 ， 空 间 分 辨 率 一 直 是 成 像 系 统 追 求 的 目标 ． 究 从 提 高 遥 感 成 像 仪 空 间 分 辨 率 的原 理 出发 ， 细 分 析 各 种 提 高 遥 高 研 详 感 成 像 仪 图像 空 间分 辨 率 的方 法 ， 对 最 有 应用 前 景 的 方 并
析与实验研究． 关 键 词 ： 感 ； 间 分辨 率 ； 遥 空 方法 研 究 ： Ｒ Ｓ Ｒ
提高遥感 图像 空间分辨率方法的研究 ห้องสมุดไป่ตู้
吴 艳 ， 苏 珊 ， 庆 南 ， 黄 林 Ｊ
（ 西 Ｔ 学 院 电子 信 息 与 控 制 工程 系 ， 西 柳 州 ５ ５ ０ ） 广 广 ４ ０６
摘
要： 图像 空 间分 辨 率 是 评 价 图像 质量 的一 个 关 键指 标 ， 表 示 图像 细 节 清 楚 程 度 ， 保证 图像 一 定 信 噪 比的 前 提 它 在
从傅里叶光学来分析 ， 目标 物 由不 同空 间频 率 的光 谱 组 成 ， 光学 系 统 为低 通 滤 波 器 ， 的 截 止 频 率 由 它
１１ ２ （ ／． Ａ Ａ为光 学 平 均 波 长 ， 是 光 学 系 统 Ｆ数 ） 定 ， 样 频 率 对 于凝 视 成 像 （ 阵探 测 器 ） 垂 直 于 扫 ２ 确 采 面 或 描 方 向 的成 像 （ 对 线 阵 探 测 器 ） 针 为探 测 器 的像 元 间距 的倒 数 １尸 尸为 像 元 间 距 ） 对 于 扫 描 方 向的 成 像 ， ／（ ，
图像 空 间 分辨 率 ， 这是 提 高 图像 空 间分 辨率 的本质 所 在 ．
２ 常规 提 高 空 间分 辨率 方 法
对 于 满 足 欠 采样 的遥 感 成 像 仪 （ 常 的成 像 系统 一 般 满 足 欠 采样 条件 ） 其 空 间分 辨 能 力 主 要 由采 样 通 ， 频率 决 定 ， 于凝 视成 像 或 垂 直 于扫 描 方 向 的成像 （ 线 阵 扫描 成 像 ） 地 面 采样 间距 由式 （ ） 确 定 ， 小 对 指 ， １来 减
一
定 差距 ， 本文 从 提 高 遥感 成 像 仪 空 间分 辨 率 的原 理 出发 ， 细 分 析各 种 提 高 遥 感 成像 仪 图像 空 间 分 辨 率 详
的方 法 ， 选择 最 有 应 用前 景 的方 法 ， 此进 行 深 入 的理 论 与 实验 研 究． 并 对
１ 提高遥感成像仪 空间分辨率原 理