遥感导论数字图像处理ppt课件
合集下载
- 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、"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、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)。
——辐射定标确定传感器入瞳处的辐射数值。
星上内定标
探测器元件老化或工作温度变化都会影响 传感器的响应，因此需要传感器的星上内 定标。
星上内定标主要是绝对辐射定标，在可见 光和反射红外区采用点光源和太阳光作为 高温标准辐射源，热红外区采用标准黑体 作为高温标准辐射源，以宇宙空间作为低 温标准辐射源。
太阳高度角和地形引起的辐射误差校正
具有地形坡度的地面，对进入传感器的太 阳光线的辐射亮度有影响，但地形坡度引 起的辐射亮度校正需要知道成像地区的数 字地面模型，校正不易，因此一般用比值 图像来消除影响。
传感器定标
传感器定标是指建立传感器每个探测元件 所输出信号的数值量化值与该探测器对应 像元内地实际地物辐射亮度值的定量关系。
大气校正
大气校正是消除影像在大气传输中引起的质量退 化的一种图像处理方法。对于一幅经过绝对辐射 标定的遥感影像，还必须经过大气校正才能得到 地表目标的正确信息。
大气影响：
（1）目标反射辐射能量被衰减 （2）与目标物无关的大气散射进入传感器
大气校正方法
实验方法
—直方图调整法 —黑暗固定法 —固定目标法 —对比减少法 —查找表法LUT
如果得到地面同步的地面观测反射率数据，该 方法为绝对大气校正方法。
理论方法
LOWTRAN、MODTRAN、SHARC、6S
大气校正实验方法
直方图调整（Histogram Matching）
假设清楚目标与模糊目标反射率直方图是 一样的，在图像中找到清楚目标，用清楚 目标的反射率直方图来调整模糊目标的反 射率直方图，为PCI、ERDAS等软件使用。
优点：简单，实用。 缺点：对具有不同反射特征的目标物组成
在摄影类传感器中，由于光学镜头的非均 匀性，成像时图像边缘会比中间部分暗， 可以通过测定镜头边缘与中心的角度加以 改正。
太阳高度角和地形引起的辐射误差校正
太阳高度角引起的辐射误差校正是将太阳 光线倾斜照射时获取的图像校正为太阳光 垂直照射时获取的图像，需知道成像时刻 的太阳高度角。
太阳高度角可以根据成像时刻的时间和地 理位置确定。设太阳高度角为θ，则公式为
DN’=DN/sin θ
太阳高度角和地形引起的辐射误差校正
由于太阳高度角的影响，图像上会产生阴 影，阴影会覆盖阴坡地物，对图像定量分 析与自动识别产生影响。
多光谱图像可以用两个波段图像的比值产 生一个新图像以消除影响。
多光谱影像上，产生阴影区的图像亮度值 是无阴影时的亮度和阴影亮度值之和，通 过两个波段的比值可以消除。
优点：简便，成像光谱仪MODIS、MERIS等数据 中广泛使用。
缺点：图像中没有大范围分布的浓密植被或水体时 无法使用。
例：沙漠化的甘肃民勤县
大气校正实验方法
固定目标法
假设图像中某像元反射率已知或“固定”，利 用这些像元反射率和各波段光谱反射率之间的 线性关系可对整幅影像进行校正和归一化。
系统辐射校正
一般情况下，用户得到的遥感图像在地面 接收站处理中心已经做了系统辐射校正， 下面做简要介绍。
辐射误差
传感器电磁波能量包含三部分：
（1）太阳经大气衰减后照射到地面，经地 面反射又经大气第二次衰减进入传感器的 能量；
（2）地面本身辐射的能量经大气后进入传 感器的能量；
（3）大气散射、反射和辐射的能量。
第6章 数字图像处理
遥感图像基础
彩色图像特征
一、色彩概述 二、光学原理
遥感图像基础
彩色图像特征
一、色彩概述
明度
普肯耶(Purkinje)现象
色调：色彩彼此区分
当人们从昼视觉向夜视觉转变时，人眼对光
饱和度:彩色纯洁的程度 谱的最大感受性将向波短方向移动
遥感图像基础
彩色图像特征
白
场地外定标
传感器飞越辐射定标场上空，在定标场选择若干 像元区，测量传感器对应的各波段地物的光谱反 射率和大气光谱参量，并利用大气辐射传输模型 给出传感器入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确 定它与传感器对应输出的数字量化的数量关系， 求解定标系数。
该方法可实现全视场、全动态范围的传感器与地 面影像在同一条件下的绝对校正。
辐射误差
遥感能量传输过程
辐射误差
因此，遥感图像的辐射误差主要包括： （1）传感器本身性能引起的辐射误差 ； （2）地形影响和光照条件变化引起的辐射
误差； （3）大气散射和吸收引起的辐射误差。
传感器本身性能引起的辐射误差校正
在扫描类传感器中，电磁波能量在传感器 系统能量转换过程中会产生辐射误差，可 在地面定期测量辐射特性，根据测量值对 其进行辐射误差矫正；
的混合像元无法使用；气溶胶空正实验方法
黑暗目标法
图像中存在浓密植被或水体时，它们在可见光和红 外波段具有低反射率，根据这些特征波段的反射率 和其他波段反射率之间的关系进行大气校正。
如ETM+/TM7波段左右水体反射率应该为零，但 由于大气效应往往不为零，可用于移除其他波段像 元中的大气干扰。
一、色彩概述色调
孟塞尔颜色立体
明 蓝度紫
青 色调 饱和度 红
绿
黄橙
黑
遥感图像基础
彩色图像特征
一、色彩概述 合成方法：加色法，减色法
三原色
遥感图像基础
彩色图像特征
一、色彩概述 二、光学原理 1. 加色法彩色合成，减色法彩色合成 2. 光学增强处理 3.光学信息处理 彩色增强
遥感图像基础
实验室定标 星上内定标 场地外定标：替代定标
实验室定标
对比分析传感器接收到的电磁波信号与地物光谱 仪接收到的电磁波信号的定量关系，以及电磁波 能量信号与地物物理特性的关系，以对获取的空 中传感器信号进行纠正。
实验室定标主要包括光谱定标和辐射定标两大部 分。
——光谱定标是测量传感器随入射辐射波长变化 的响应。
彩色图像特征
一、色彩概述 二、光学原理 彩色增强
伪彩色、假彩色、彩色变换
辐射校正
辐射校正是指消除或改正遥感图像成像过 程中附加在传感器输出的辐射能量中的各 种噪声的过程。
由于传感器图像成像过程的复杂性，传感 器输出的能量还包含了由于太阳位置和角 度条件、大气条件、地形影响和传感器本 身性能所引起的各种失真，必须加以消除 或校正。
星上内定标
探测器元件老化或工作温度变化都会影响 传感器的响应，因此需要传感器的星上内 定标。
星上内定标主要是绝对辐射定标，在可见 光和反射红外区采用点光源和太阳光作为 高温标准辐射源，热红外区采用标准黑体 作为高温标准辐射源，以宇宙空间作为低 温标准辐射源。
太阳高度角和地形引起的辐射误差校正
具有地形坡度的地面，对进入传感器的太 阳光线的辐射亮度有影响，但地形坡度引 起的辐射亮度校正需要知道成像地区的数 字地面模型，校正不易，因此一般用比值 图像来消除影响。
传感器定标
传感器定标是指建立传感器每个探测元件 所输出信号的数值量化值与该探测器对应 像元内地实际地物辐射亮度值的定量关系。
大气校正
大气校正是消除影像在大气传输中引起的质量退 化的一种图像处理方法。对于一幅经过绝对辐射 标定的遥感影像，还必须经过大气校正才能得到 地表目标的正确信息。
大气影响：
（1）目标反射辐射能量被衰减 （2）与目标物无关的大气散射进入传感器
大气校正方法
实验方法
—直方图调整法 —黑暗固定法 —固定目标法 —对比减少法 —查找表法LUT
如果得到地面同步的地面观测反射率数据，该 方法为绝对大气校正方法。
理论方法
LOWTRAN、MODTRAN、SHARC、6S
大气校正实验方法
直方图调整（Histogram Matching）
假设清楚目标与模糊目标反射率直方图是 一样的，在图像中找到清楚目标，用清楚 目标的反射率直方图来调整模糊目标的反 射率直方图，为PCI、ERDAS等软件使用。
优点：简单，实用。 缺点：对具有不同反射特征的目标物组成
在摄影类传感器中，由于光学镜头的非均 匀性，成像时图像边缘会比中间部分暗， 可以通过测定镜头边缘与中心的角度加以 改正。
太阳高度角和地形引起的辐射误差校正
太阳高度角引起的辐射误差校正是将太阳 光线倾斜照射时获取的图像校正为太阳光 垂直照射时获取的图像，需知道成像时刻 的太阳高度角。
太阳高度角可以根据成像时刻的时间和地 理位置确定。设太阳高度角为θ，则公式为
DN’=DN/sin θ
太阳高度角和地形引起的辐射误差校正
由于太阳高度角的影响，图像上会产生阴 影，阴影会覆盖阴坡地物，对图像定量分 析与自动识别产生影响。
多光谱图像可以用两个波段图像的比值产 生一个新图像以消除影响。
多光谱影像上，产生阴影区的图像亮度值 是无阴影时的亮度和阴影亮度值之和，通 过两个波段的比值可以消除。
优点：简便，成像光谱仪MODIS、MERIS等数据 中广泛使用。
缺点：图像中没有大范围分布的浓密植被或水体时 无法使用。
例：沙漠化的甘肃民勤县
大气校正实验方法
固定目标法
假设图像中某像元反射率已知或“固定”，利 用这些像元反射率和各波段光谱反射率之间的 线性关系可对整幅影像进行校正和归一化。
系统辐射校正
一般情况下，用户得到的遥感图像在地面 接收站处理中心已经做了系统辐射校正， 下面做简要介绍。
辐射误差
传感器电磁波能量包含三部分：
（1）太阳经大气衰减后照射到地面，经地 面反射又经大气第二次衰减进入传感器的 能量；
（2）地面本身辐射的能量经大气后进入传 感器的能量；
（3）大气散射、反射和辐射的能量。
第6章 数字图像处理
遥感图像基础
彩色图像特征
一、色彩概述 二、光学原理
遥感图像基础
彩色图像特征
一、色彩概述
明度
普肯耶(Purkinje)现象
色调：色彩彼此区分
当人们从昼视觉向夜视觉转变时，人眼对光
饱和度:彩色纯洁的程度 谱的最大感受性将向波短方向移动
遥感图像基础
彩色图像特征
白
场地外定标
传感器飞越辐射定标场上空，在定标场选择若干 像元区，测量传感器对应的各波段地物的光谱反 射率和大气光谱参量，并利用大气辐射传输模型 给出传感器入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确 定它与传感器对应输出的数字量化的数量关系， 求解定标系数。
该方法可实现全视场、全动态范围的传感器与地 面影像在同一条件下的绝对校正。
辐射误差
遥感能量传输过程
辐射误差
因此，遥感图像的辐射误差主要包括： （1）传感器本身性能引起的辐射误差 ； （2）地形影响和光照条件变化引起的辐射
误差； （3）大气散射和吸收引起的辐射误差。
传感器本身性能引起的辐射误差校正
在扫描类传感器中，电磁波能量在传感器 系统能量转换过程中会产生辐射误差，可 在地面定期测量辐射特性，根据测量值对 其进行辐射误差矫正；
的混合像元无法使用；气溶胶空正实验方法
黑暗目标法
图像中存在浓密植被或水体时，它们在可见光和红 外波段具有低反射率，根据这些特征波段的反射率 和其他波段反射率之间的关系进行大气校正。
如ETM+/TM7波段左右水体反射率应该为零，但 由于大气效应往往不为零，可用于移除其他波段像 元中的大气干扰。
一、色彩概述色调
孟塞尔颜色立体
明 蓝度紫
青 色调 饱和度 红
绿
黄橙
黑
遥感图像基础
彩色图像特征
一、色彩概述 合成方法：加色法，减色法
三原色
遥感图像基础
彩色图像特征
一、色彩概述 二、光学原理 1. 加色法彩色合成，减色法彩色合成 2. 光学增强处理 3.光学信息处理 彩色增强
遥感图像基础
实验室定标 星上内定标 场地外定标：替代定标
实验室定标
对比分析传感器接收到的电磁波信号与地物光谱 仪接收到的电磁波信号的定量关系，以及电磁波 能量信号与地物物理特性的关系，以对获取的空 中传感器信号进行纠正。
实验室定标主要包括光谱定标和辐射定标两大部 分。
——光谱定标是测量传感器随入射辐射波长变化 的响应。
彩色图像特征
一、色彩概述 二、光学原理 彩色增强
伪彩色、假彩色、彩色变换
辐射校正
辐射校正是指消除或改正遥感图像成像过 程中附加在传感器输出的辐射能量中的各 种噪声的过程。
由于传感器图像成像过程的复杂性，传感 器输出的能量还包含了由于太阳位置和角 度条件、大气条件、地形影响和传感器本 身性能所引起的各种失真，必须加以消除 或校正。