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文檔簡(jiǎn)介
1、第一章 遙感概述1、遙感定義:應(yīng)用探測(cè)儀器,不與探測(cè)目標(biāo)相接觸,從遠(yuǎn)處把目標(biāo)的電磁波特征記錄下來(lái),通過(guò)分析,揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測(cè)技術(shù)。 空間遙感過(guò)程的完成往往需要綜合運(yùn)用遙測(cè)和遙控技術(shù)。2、傳感器是指收集和記錄目標(biāo)物電磁輻射能量信息的儀器。3、遙感平臺(tái):是裝載傳感器的運(yùn)載工具,有地面平臺(tái)(遙感車、船、手提平臺(tái)、地面觀測(cè)臺(tái)等),空中平臺(tái)(飛機(jī)和氣球)和空間平臺(tái)(人造衛(wèi)星,宇宙飛船等)4、遙感分類(1)按平臺(tái)分:地面遙感、航空遙感、航天遙感和航宇遙感。(2)按電磁波段分:紫外遙感(0.050.38m);可見(jiàn)光遙感(0.380.76m);紅外遙感(0.761000m);微波遙感(
2、1mm10m);多波段遙感(多光譜遙感):指探測(cè)波段在可見(jiàn)光波段和紅外波段范圍內(nèi),再分成若干窄波段來(lái)探測(cè)目標(biāo)。高光譜遙感:探測(cè)波段在可見(jiàn)光波段和紅外波段范圍內(nèi)劃分成非常窄且光譜連續(xù)的波段(幾十到上百個(gè))來(lái)探測(cè)目標(biāo)。(3)按傳感器的工作方式分:主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感,成像遙感與非成像遙感主動(dòng)遙感:傳感器主動(dòng)發(fā)射電磁波能量,并接收目標(biāo)物的后向散射信號(hào)。 被動(dòng)遙感:傳感器不向目標(biāo)發(fā)射電磁波,僅被動(dòng)的接受目標(biāo)物體的自身發(fā)射和對(duì)自然輻射的反射能量。(4)按領(lǐng)域分5、遙感系統(tǒng):被測(cè)目標(biāo)的信息特征、信息的獲取、信息的傳輸和記錄、信息的處理和信息的應(yīng)用。6、遙感的特點(diǎn)1 大面積的同步觀察 2 時(shí)效性(獲取信息快,
3、更新周期短,具有動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)特點(diǎn))3 數(shù)據(jù)的綜合性和可比性好4 經(jīng)濟(jì)性較高5 一定的局限性 6 約束少:不受地利條件限制、交通、國(guó)界等限制。7、遙感發(fā)展簡(jiǎn)介:無(wú)記錄地面遙感、有記錄地面遙感、空中攝影遙感、航天遙感、8、遙感的任務(wù):1、對(duì)地觀測(cè) 2、判斷地物的光譜、時(shí)空、屬性進(jìn)行定性定量和定位分析 3、地物的區(qū)分與分類 4、目標(biāo)的識(shí)別第二章 電磁輻射與地物光譜特征1、 電磁波:電磁振動(dòng)的傳播2、 電磁波譜:按電磁波在真空中傳播的波長(zhǎng)或頻率,遞增或遞減排列,構(gòu)成電磁波譜.(P15,P17)3、 絕對(duì)黑體:對(duì)任何波長(zhǎng)的電磁輻射全部吸收。 吸收率,反射率,與波長(zhǎng)與溫度無(wú)關(guān)。 黑色煙煤、恒星、太陽(yáng) 絕對(duì)黑體
4、4、 電磁波性質(zhì):A:橫波 B:在真空中以光速傳播 C:具有波粒二象性 D:滿足 f l = c E=h f / h=6.62610-34 J/s f頻率 l波長(zhǎng) c光速3108m/s5、 電磁輻射的度量:輻射源:任何物體都是輻射源輻射測(cè)量:輻射能量:電磁輻射的能量,單位:J;輻射通量:?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)某一面積的輻射能量,=dW/dt, 單位是W;輻射通量是波長(zhǎng)的函數(shù),總輻射通量應(yīng)該是各譜段輻射通量之和或輻射通量的積分值。輻射通量密度(E):?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)通過(guò)單位面積的輻射能量,E=ddS,單位:wm2,S為面積。輻照度(I):被輻射的物體表面單位面積上的輻射通量,I=ddS,單位是Wm2。S為面積
5、。輻射出射度(M):輻射源物體表面單位面積上的輻射通量,ddS,單位Wm2,S為面積。輻照度(I)與輻射出射度(M)都是輻射通量密度的概念,不過(guò)I為物體接收的輻射,M為物體發(fā)出的輻射。它們都與波長(zhǎng)久有關(guān)。6、結(jié)合圖敘述黑體輻射兩個(gè)定理:斯忒藩-玻爾滋蔓定律:p20 絕對(duì)黑體的輻射出射度與其溫度的4次方成比例: 其中 =5.6710-8W/(m2k4)維恩位移定律:p20,注意p20圖2.7和p21表2.2黑體最強(qiáng)輻射的波長(zhǎng)與其溫度T 成反比: b=2.89810-3mK(黑體輻射的三個(gè)特性):(1) 輻射通量密度隨波長(zhǎng)連續(xù)變化,只有一個(gè)最大值;(2) 溫度越高,輻射通量密度越大,不同溫度的曲線
6、不相交;(3) 隨溫度升高,輻射最大值向短波方向移動(dòng)7、實(shí)際物體的輻射 基爾霍夫定律:在給定溫度下,對(duì)于給定波長(zhǎng),所有物體的輻射出射度M與吸收率的比值相同,且等于該溫度和波長(zhǎng)下理想黑體的比輻射率。與物體本身的性質(zhì)無(wú)關(guān)。M11=M22=M0=I(0a1) 比輻射率=MM0 /實(shí)際物體輻射與黑體輻射之比8、p23 例1,例2 計(jì)算題9、描述圖2.11太陽(yáng)輻射:太陽(yáng)是遙感主要的輻射源,又叫太陽(yáng)光,在大氣上界和海平面測(cè)得的太陽(yáng)輻射曲線。 太陽(yáng)光譜相當(dāng)于6000K的黑體輻射; 太陽(yáng)輻射能量主要集中在可見(jiàn)光,其中0.38 0.76 m的可見(jiàn)光能量占太陽(yáng)輻射總能量的46%,最大輻射強(qiáng)度位于波長(zhǎng)0.47 m左
7、右; 到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射主要集中在0.3 3.0 m波段,包括近紫外、可見(jiàn)光、近紅外和中紅外; 經(jīng)過(guò)大氣層的太陽(yáng)輻射有很大的衰減; 各波段的衰減是不均衡的。10、大氣吸收: 大氣中的各種成分對(duì)太陽(yáng)輻射有選擇性吸收,形成太陽(yáng)輻射的大氣吸收帶。 對(duì)流層 平流層 電離層 大氣外層O2吸收帶0.2m,0.155 m最強(qiáng)O3吸收帶0.20.36 m,0.6 mH2O吸收帶0.50.9 m , 0.952.85 m,6.25 mCO2吸收帶1.352.85 m, 2.7 m,4.3 m,14.5 m塵埃吸收量很小大氣的吸收作用:大氣中各種成分對(duì)太陽(yáng)輻射吸收的明顯特點(diǎn)是:吸收帶主要位于太陽(yáng)輻射的紫外和紅外區(qū)
8、,而對(duì)可見(jiàn)光區(qū)基本是透明的。(但大氣中含有大量云、霧、小水滴時(shí),大氣散射會(huì)使可見(jiàn)光區(qū)變得不透明)11、大氣散射散射:輻射在傳播過(guò)程中遇到小微粒而使傳播方向改變,并向各個(gè)方向散開(kāi)稱為散射。(實(shí)質(zhì)是一種衍射現(xiàn)象,故只有當(dāng)大氣中的分子或微粒的直徑小于或相當(dāng)于輻射波長(zhǎng)時(shí)才發(fā)生) 散射不同于吸收作用,只改變傳播方向,不能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。 散射主要發(fā)生在可見(jiàn)光區(qū)。 大氣的散射是太陽(yáng)輻射衰減的主要原因。(因?yàn)榇髿馍⑸浼杏谔?yáng)輻射能量較強(qiáng)的可見(jiàn)光區(qū)) 散射干擾了傳感器的接收,降低了遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量,造成圖像模糊不清(因?qū)b感圖像來(lái)說(shuō),大氣散射使部分輻射能改變了輻射方向)。散射強(qiáng)度可用散射系數(shù)()表示,散射系數(shù)與波
9、長(zhǎng)()的關(guān)系:其中 為波長(zhǎng)的指數(shù),它由大氣微粒直徑的大小決定。大氣發(fā)生的散射主要有三種 瑞利散射:(實(shí)例:晴朗的天空呈碧藍(lán)色,日出日落(朝霞和夕陽(yáng))太陽(yáng)呈橘紅色)條件:當(dāng)大氣中粒子的直徑比波長(zhǎng)小得多時(shí)發(fā)生的散射(d )發(fā)生的散射。特點(diǎn):散射強(qiáng)度(或散射率)與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。即在符合無(wú)選擇性散射的條件的波段中,任何波長(zhǎng)的散射強(qiáng)度都相同。實(shí)例: 人看到的云和霧是白色的,就是無(wú)選擇性散射的結(jié)果。原因:云霧的直徑雖然與紅外線波長(zhǎng)接近,但相比可見(jiàn)光波段,云霧中水滴的粒子直徑就比波長(zhǎng)大很多,因而對(duì)可見(jiàn)光中各個(gè)波長(zhǎng)的光散射強(qiáng)度相同,所以人們看到的云霧呈白色,并且無(wú)論從云下還是乘飛機(jī)從云上看都是白色。三種散射的比較
10、: 散射都造成太陽(yáng)輻射的衰減; 散射與波長(zhǎng)密切相關(guān),散射強(qiáng)度(以散射系數(shù)代表)與波長(zhǎng)的定量關(guān)系各不相同;特點(diǎn)各異;三種散射發(fā)生的成因不同; 相同的大氣狀況,同時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種類型的散射(太陽(yáng)輻射是連續(xù)光譜,包括電磁輻射各個(gè)波段); 各種散射發(fā)生的波段范圍的差異:瑞利散射主要發(fā)生在可見(jiàn)光、近紅外波段;米氏散射從近紫外到紅外波段都有影響(紅外波段的米氏散射影響超過(guò)瑞利散射);無(wú)選擇性散射如云層中小雨滴對(duì)可見(jiàn)光的散射。12大氣折射:傳播方向發(fā)生改變。折射雖只改變電磁波的方向,不改變強(qiáng)度,但會(huì)導(dǎo)致傳感器接收的地物信號(hào)發(fā)生形狀和比例尺的改變。13大氣反射:大氣反射主要發(fā)生在云層頂部,取決于云量,各波段均會(huì)受
11、其影響。14大氣窗口:電磁波通過(guò)大氣層時(shí)較少被反射、吸收和散射的,透過(guò)率較高的波段稱為大氣窗口。大氣窗口波段透射率/%應(yīng)用舉例紫外/可見(jiàn)光/近紅外0.31.3 m90TM1-4、SPOT的HRV近紅外1.51.8 m80TM5近-中紅外2.03.5 m80TM7中紅外3.55.5 mNOAA的AVHRR遠(yuǎn)紅外814 m6070TM6微波0.82.5cm100Radarsat 15太陽(yáng)輻射與地表的相互作用(即地球輻射分段特征)可見(jiàn)光與近紅外:0.32.5um,地表反射太陽(yáng)輻射為主,中紅外:2.56um,地表反射太陽(yáng)輻射和自身熱輻射,遠(yuǎn)紅外:大于6um,地表物體自身熱輻射。16 反射率與反射光譜反
12、射率:物體反射的輻射能P與總?cè)肷淠芰縋0的百分比:=(P/ P 0)100%。 地物的反射光譜:地物的反射率隨入射波長(zhǎng)變化的規(guī)律。反射率光譜曲線:反射率隨波長(zhǎng)變化的曲線。地物光譜特征的差異是遙感識(shí)別地物性質(zhì)的基本原理。 不同地物在不同波段反射率存在差異:雪、 沙漠、濕地、小麥的光譜曲線(異物異譜) 同類地物的反射光譜具有相似性,但也有差異性。不同植物;植物病蟲(chóng)害(同物異譜) 巖石的光譜曲線 土壤的光譜曲線 水體的光譜曲線水體的光譜曲線(1)水體的反射主要在藍(lán)綠光波段(透射也在此波段),其他波段吸收都很強(qiáng),特別是到了近紅外波段,吸收就更強(qiáng)。故此,在遙感影像上,特別是在近紅外影像上,水體呈黑色。2
13、)當(dāng)水體含有其他物質(zhì)時(shí),反射光譜曲線會(huì)發(fā)生變化。土壤的光譜曲線:自然狀態(tài)下土壤表面的反射率沒(méi)有明顯的峰值和谷值。一般規(guī)律:1 土質(zhì)越細(xì)反射率越高;2有機(jī)質(zhì)含量和含水量越高反射率越低;3 土類和肥力也會(huì)對(duì)反射率產(chǎn)生影響;第三章 遙感成像原理與遙感圖像特征3.1 遙感平臺(tái):根據(jù)工作平臺(tái)相對(duì)于地面的高度,可分為地面平臺(tái)、航空平臺(tái)和航天平臺(tái)氣象衛(wèi)星系列:3個(gè)發(fā)展階段第一代:20世紀(jì)60年代 TIROS、ESSA、Nimbus、ATS第二代:1970-1977年 ITOS-1、SMS、GOES、GMS、Meteosat 第三代:1978年以后 NOAA系列特點(diǎn): 軌道 : 低軌:800km 1600km
14、 太陽(yáng)同步軌道(極地軌道) 高軌:3600km 地球同步(靜止) 短周期重復(fù)觀測(cè) 靜止氣象衛(wèi)星0.5小時(shí)1次;極軌衛(wèi)星如NOAA等約 051天次。 成像面積大,有利于獲得宏觀同步信息,減少數(shù)據(jù)處理容量 ,分辨率低 資料來(lái)源連續(xù)、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、成本低 應(yīng)用領(lǐng)域:天氣分析和氣象預(yù)報(bào)、氣候研究和氣候變遷的研究、資源環(huán)境其他領(lǐng)域陸地衛(wèi)星系列(地球資源衛(wèi)星):成像周期長(zhǎng),精度高 Landsa5和Landsat7 太陽(yáng)同步的近極地圓形軌道 Landsat TM即專題制圖儀,是一種改進(jìn)型的多光譜掃描儀 SPOT:地球觀察衛(wèi)星系統(tǒng) 太陽(yáng)同步圓形近極地軌道 CBERS:中巴地球資源衛(wèi)星 其他陸地衛(wèi)星:Skylab、
15、HCMM 高空間分辨率陸地衛(wèi)星; 美國(guó) IKONOS-2、快鳥(niǎo)(Quickbird)和軌道觀察3號(hào)(OrbView3)海洋衛(wèi)星系列 海洋遙感的特點(diǎn):需要高空和空間的遙感平臺(tái)、以微波為主、電磁波與激光、聲波的結(jié)合是擴(kuò)大海洋遙感探測(cè)手段的一條新路、海面實(shí)測(cè)資料的校正 Seasat 1:近極地太陽(yáng)同步近圓形軌道、衛(wèi)星是裝載5種傳感器,其中4種是微波傳感器。 “雨云”7號(hào)衛(wèi)星(Nimbus-7) 太陽(yáng)同步極地軌道、監(jiān)測(cè)大氣的同時(shí)帶有專測(cè)海洋信息的傳感器 日本海洋觀測(cè)衛(wèi)星(MOS1) 太陽(yáng)同步軌道 ERS(歐空局) 太陽(yáng)同步的極地軌道衛(wèi)星系統(tǒng) 加拿大雷達(dá)衛(wèi)星(RADARSAT) 3.2 攝影成像1、攝影
16、機(jī):分幅式攝影機(jī)、全景攝影機(jī)(縫隙式攝影機(jī)、鏡頭轉(zhuǎn)動(dòng)式攝影機(jī)(物鏡、棱鏡鏡頭)、多光譜攝影機(jī)(多相機(jī)組合型、多鏡頭組合型和光束分離型)、數(shù)碼攝影機(jī) 2、按像片傾斜角分類:垂直攝影水平像片/垂直像片 傾斜攝影傾斜像片垂直攝影與傾斜攝影示意圖 投影面傾斜的影響:3、垂直投影與中心投影的區(qū)別 投影距離的影響:比例尺:(1)已知焦距f和航高H,則比例尺1/m=f/H;(2)已知實(shí)地A、B兩點(diǎn)間的距離為AB,像片上的距離為ab,則比例尺1/m= ab/ AB。計(jì)算比例尺時(shí)應(yīng)將分子化為1。 地形起伏的影響4、投影差;因地形起伏引起的像點(diǎn)位移,成為像片投影差;對(duì)應(yīng)在地面部分為地面投影差。5、在中心投影的像片
17、上,地形的起伏引起平面上的點(diǎn)位在相片上位置的移動(dòng),這種現(xiàn)象即像點(diǎn)位移。 為位移量;h為地面高差;r為像點(diǎn)到像主點(diǎn)的距離oa;H為攝影高度=hrH6、像點(diǎn)位移及其計(jì)算公式(p61-63)。像點(diǎn)位移是有正負(fù)的6、 采樣:把時(shí)間域或空間域的連續(xù)量轉(zhuǎn)化成離散量的過(guò)程。量化:把采樣獲得的平均值(亮度值)按照一定的編碼規(guī)則歸并到各個(gè)區(qū)間,分別用有限個(gè)整數(shù)表示。7、 像元:采樣后每個(gè)采樣點(diǎn)代表在(x,y)點(diǎn)周圍的網(wǎng)格,在地面對(duì)應(yīng)一定的面積,每個(gè)網(wǎng)格稱為一個(gè)像元,是構(gòu)成圖像的基本單位。 像元值:像元小范圍內(nèi)的平均輻射值3.3 掃描成像概念:依靠探測(cè)元件和掃描境對(duì)目標(biāo)地物以瞬時(shí)視場(chǎng)為單位進(jìn)行的逐點(diǎn)、逐行取樣,得
18、到目標(biāo)地物電磁輻射地物信息,形成一定譜段的圖像。3.4 微波遙感與成像微波遙感:通過(guò)微波傳感器獲取從目標(biāo)地物發(fā)射或反射的微波輻射,經(jīng)過(guò)判讀處理來(lái)識(shí)別地物的技術(shù)稱為微波遙感。微波遙感分主動(dòng)遙感和被動(dòng)遙感。一般來(lái)說(shuō),主動(dòng)遙感多指微波波段的遙感。而對(duì)微波波段的遙感來(lái)說(shuō),一般指主動(dòng)遙感。微波遙感特點(diǎn):(1)全天候、全天時(shí):能穿透云霧,可在夜間、雨天進(jìn)行;(2)對(duì)某些地物有特殊的波譜特征(3)對(duì)冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力;(4)對(duì)海洋遙感有特殊意義;(5)分辨率較低,但特征明顯。方式與傳感器:主動(dòng)微波遙感,雷達(dá)3.5 遙感圖像特征空間分辨率:空間分辨率指像素所代表的地面范圍的大小,即掃描儀的瞬時(shí)
19、視場(chǎng)或地面五天能分辨的最小單元。波譜分辨率:傳感器在接收目標(biāo)地物輻射時(shí),能分辨的最小波長(zhǎng)間隔。間隔越小,分辨率越高。輻射分辨率:傳感器能分辨的最小輻射度差。時(shí)間分辨率:對(duì)同一地點(diǎn)進(jìn)行重復(fù)觀測(cè)的時(shí)間間隔,即采樣頻率第四章 遙感圖像處理4.1 光學(xué)原理與光學(xué)處理1、光學(xué)輻射:可見(jiàn)光部分加上紅外紫外來(lái)自于原子和分子的發(fā)光輻射。2、顏色的性質(zhì)(1)明度:人眼對(duì)光源和物體明亮程度的感覺(jué)(光線強(qiáng)弱);(2)色調(diào):色彩彼此相互區(qū)分的特征;(3)飽和度:顏色純潔的程度,也就是光譜中波長(zhǎng)范圍是否窄,越窄飽和度越高。單色光是最純的。(黑白只用明度表示,不用色調(diào)、飽和度描述)3、三基色(三原色):若三種顏色,其中的
20、任一種都不能由其余兩種顏色混合相加產(chǎn)生,這三種顏色按一定比例混合,可以形成任何色調(diào)的顏色,則稱之為三基色,或稱三原色。實(shí)驗(yàn)證明,紅、綠、藍(lán)三種顏色是最優(yōu)的三基色,可以最方便地產(chǎn)生其他顏色。顏色加法原理:由紅、綠、藍(lán)三基色按不同比例相加,可以產(chǎn)生任何一種顏色。感藍(lán)(黃)黃色層(防止藍(lán)光通過(guò)影響下層)感綠(品)感紅(青)防光暈層彩色成像紅外成像加法三原色:紅綠藍(lán) 減法三原色:青黃品互補(bǔ)色:若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色,則這兩種顏色稱為互補(bǔ)色。綠青品紅黃藍(lán)紅感紅外層(成色劑青色)感綠層(成色劑黃色)感紅層(成色劑品紅)4、8、 真彩色:真彩色是指圖像中的每個(gè)像素值都分成R、G、B三個(gè)基色分量, 每個(gè)
21、基色分量直接決定其基色的強(qiáng)度,這樣產(chǎn)生的色彩稱為真彩色. 假彩色:選擇遙感影像的某三個(gè)波段,分別賦予紅、綠、藍(lán)三種顏色,由于原色的選擇與原來(lái)遙感波段所代表的真實(shí)顏色不同,因此生成的和成色不是地物真實(shí)的顏色。標(biāo)準(zhǔn)假彩色:偽彩色:?jiǎn)尾ǘ魏诎走b感影像按亮度分成,每層富裕不同的色彩。9、 正片:經(jīng)曝光或顯像加工后得到的影像,明暗與被攝體相同。負(fù)片:用于印刷照片、幻燈片、感光照片的總稱,明暗與被攝體相反8、光學(xué)增強(qiáng)處理 利用加色法或減色法實(shí)現(xiàn)彩色合成 (1)加色法彩色合成:合成儀法、分層曝光法 (2)減色法彩色合成相關(guān)掩摸處理方法; 改變對(duì)比度; 顯示動(dòng)態(tài)變化;邊緣突出。 4.2 數(shù)字圖像校正1、光學(xué)圖
22、像:是模擬圖像,即它是一種模擬量。模擬量是連續(xù)變量,即空間和亮度值都是連續(xù)的。2、數(shù)字圖像:是用數(shù)字量表示的圖像。數(shù)字量是離散變量,即空間和亮度值都是離散的。數(shù)字圖像實(shí)際是一個(gè)矩陣,矩陣的每個(gè)數(shù)字都代表了圖像中一定空間位置的亮度值。將模擬圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像:包括空間坐標(biāo)的離散化和亮度值的離散化兩個(gè)過(guò)程。3、輻射畸變:輻射亮度值還受到除太陽(yáng)輻射外的其他因素的影響而發(fā)生改變,這種改變就是輻射畸變。原因有(1)傳感器的誤差(2)大氣對(duì)輻射的影響。大氣的影響主要是散射和吸收4、大氣影像的額粗略校正方法:直方圖最小值去除法、回歸分析去除法直方圖:根據(jù)圖像像素統(tǒng)計(jì)的亮度值的頻率分布。5、遙感影像幾何變形的
23、原因:遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化(航高、航速、俯仰、翻滾、偏航)、地形起伏、地球表面曲率、大氣折射、地球自轉(zhuǎn)等(p103)。6、幾何精校正步驟:(1)選取足夠數(shù)量的滿足要求的控制點(diǎn);(2)建立校正前后圖像坐標(biāo)的數(shù)學(xué)模型;(3)將校正后圖像的像元中心值依次代入上述模型,求出各像元在原圖像中的對(duì)應(yīng)坐標(biāo);(4)根據(jù)求得的像元在原圖像中的對(duì)應(yīng)坐標(biāo)進(jìn)行亮度值重采樣。7、亮度值重采樣:圖像空間位置校正后,要確定新圖像中每個(gè)像元的亮度值。常用的有三種方法:(1)最近鄰法(只用到1個(gè)像素的信息);(2)雙線性內(nèi)插法(用到周圍4個(gè)像素的信息);(3)三次卷積內(nèi)插法(用到周圍16個(gè)像素的信息)。用到的像素?cái)?shù)越多,
24、圖像越平滑(或者說(shuō)越模糊)。雙線性內(nèi)插法:要求會(huì)計(jì)算。舉例:新圖像某像元中心在校正前圖像中的位置為a(0.6,0.4),求a點(diǎn)的亮度值。先用內(nèi)插法求出b、c處的亮度值。然后在b、c亮度值的基礎(chǔ)上再用線性內(nèi)插法求出a點(diǎn)的亮度值。數(shù)據(jù)見(jiàn)下圖。根據(jù)內(nèi)插法可求得b點(diǎn)的亮度值為L(zhǎng)b=98+0.6*(178-98)=146.0,c點(diǎn)的亮度值為L(zhǎng)c=65+0.4*(102-65)=79.8,在此兩點(diǎn)的基礎(chǔ)上可求得a點(diǎn)的亮度值為L(zhǎng)a=79.8+0.6*(146-79.8)=119.521208、 控制點(diǎn)的選?。嚎刂泣c(diǎn)數(shù)目的確定:n次多項(xiàng)式,控制點(diǎn)的最少數(shù)目為(n+1)(n+2)/2。控制點(diǎn)選取的原則:控制點(diǎn)應(yīng)
25、選取圖像上易分辨且較精細(xì)的特征點(diǎn)、特征變化大的地區(qū)應(yīng)多選些、盡可能滿幅均勻選取。4.3 數(shù)字圖像增強(qiáng)1、對(duì)比度變換(輻射增強(qiáng)):通過(guò)直接改變圖象中像元的亮度值來(lái)改變圖像的對(duì)比度 直方圖:非線性變換:非線性灰度變換對(duì)于要進(jìn)行擴(kuò)展的亮度值范圍是有選擇的,擴(kuò)展的程度是隨亮度值的變化兒連續(xù)變化的。常用的有兩種方法分段線性變換 2、空間濾波圖像卷積運(yùn)算:選取模板;圖像窗口與模板像元的亮度值對(duì)應(yīng)相乘再相加作為窗口中心像元的像元值。平滑:均值平滑:中值濾波:銳化:羅伯特梯度(22窗口) f(x,y)f(x,y+1)f(x+1,y)f(x+1,y+1)索伯爾梯度;拉普拉斯算法; 定向檢測(cè):3、彩色增強(qiáng) 單波段
26、彩色變換;多波段彩色變換;HLS變換4、圖像運(yùn)算 插值運(yùn)算: 比值運(yùn)算:5、多光譜增強(qiáng):K-L變換、K-T變換第五章 遙感圖像目視解譯與制圖1、遙感圖像解譯是從遙感圖像上獲取目標(biāo)地物信息的過(guò)程(目視解譯和計(jì)算機(jī)解譯、直接解譯和間接解譯)2、目標(biāo)地物特征:色:色調(diào)、顏色、陰影(本影和落影) 形:形狀、大小、紋理、圖型 位: 位置、相關(guān)布局3、目視解譯判讀標(biāo)志: 判讀標(biāo)志是指能夠反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感圖像的各種特征(直接、間接判讀)4、目視解譯判讀方法: 直接判讀法(使用的直接判讀標(biāo)志有色調(diào)、色彩、大小、形狀、陰影、紋理、圖案等); 對(duì)比分析法(同類地物對(duì)比分析、空間對(duì)比分析、時(shí)相動(dòng)態(tài)對(duì)比法
27、);信息復(fù)合法;綜合推理法;地理相關(guān)分析法。5、目視解譯步驟p147目視解譯準(zhǔn)備工作階段(明確解譯任務(wù)與要求;收集與分析有關(guān)資料;選擇合適波段與恰當(dāng)時(shí)相的遙感影像。);初步解譯與判讀區(qū)的野外考察;室內(nèi)詳細(xì)判讀;野外驗(yàn)證與補(bǔ)判;目視解譯成果的轉(zhuǎn)繪與制圖6、標(biāo)準(zhǔn)假彩色影像上植被的解譯:由于植被在近紅外有一個(gè)高反射區(qū),所以正常生長(zhǎng)的植被在彩紅外像片上呈現(xiàn)紅色。由于植被的類型、生長(zhǎng)狀況不同。顏色深淺晨讀也不同。7、水體在熱紅外像片上的晝夜色調(diào)情況:熱紅外像片記錄的是第五發(fā)射熱紅外的強(qiáng)度。熱的地物呈現(xiàn)亮色,冷的地物呈現(xiàn)暗色。白天,由于水體具有較好的傳熱性,一般呈暗色調(diào),午夜以后,水體在影響是呈淺灰色至灰
28、白色,是亮色調(diào),這是因?yàn)樗w熱容量大,散熱慢。第六章 遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)解譯1、航空像片的數(shù)字化過(guò)程:空間采樣,屬性量化(即亮度值量化)2、遙感影像分類依據(jù):地物的光譜特征;遙感影像計(jì)算機(jī)分類依據(jù):遙感圖像像素的相似度(特征空間中的距離)。3、度量特征空間中的距離的方法:絕對(duì)值距離、歐式距離、馬氏距離、混合距離、相關(guān)系數(shù)4、監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類p196 監(jiān)督分類:根據(jù)已知訓(xùn)練區(qū)提供的樣本,通過(guò)計(jì)算選擇特征參數(shù),建立判別函數(shù)以對(duì)各待分類影像進(jìn)行的圖像分類。監(jiān)督分類方法(1)最小距離分類(最小距離判別、最近領(lǐng)域分類)(2)多級(jí)切割分類法(3)特征曲線窗口法(4)最大似然比分類法(經(jīng)常使用的監(jiān)督分類方法之一,它是通過(guò)求出每個(gè)像素對(duì)于各類別的歸屬概率,把該像素分到歸屬概率最大的類別中去的方法) 非監(jiān)督分類:以不同影像地物在特征空間中類別特征的差別為依據(jù)的一種無(wú)先驗(yàn)類別標(biāo)準(zhǔn)的圖像分類 非監(jiān)督分類方法:分級(jí)集群法、動(dòng)態(tài)聚類法第七章 遙感應(yīng)用1、水體的反射光譜特征:在可見(jiàn)光范圍內(nèi),
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