遙感原理與應(yīng)用5章課件

第五章遙感圖像處理遙感圖像校正（輻射校正、幾何校正）圖像鑲嵌圖像裁剪圖像增強(qiáng)圖像融合

5.1數(shù)字圖像圖像:對(duì)客觀對(duì)象一種相似性的描述或?qū)懻妫贿b感圖像：地物對(duì)電磁波反射強(qiáng)度被傳感器以膠片或數(shù)字形式記錄。光學(xué)圖像V.S數(shù)字圖像保存，運(yùn)輸退色，變形電子存儲(chǔ)，無線采集成本高低圖像處理過程速度快，精度低速度慢，精度高圖像應(yīng)用方式人工機(jī)器智能一、圖像的表示5.1數(shù)字圖像以數(shù)字形式表示的圖像，便于計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、顯示和輸出。二、數(shù)字圖像三、圖像數(shù)字化5.1數(shù)字圖像三、圖像數(shù)字化數(shù)字化概念連續(xù)圖像轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字圖像的過程分為兩個(gè)過程：采樣、量化采樣：圖像平面坐標(biāo)的離散取值過程（Δx,Δy）

奈奎斯特間隔：

u、v代表x、y方向上的最高空間頻率量化：圖像像元灰度值的離散取值過程f（x，y）

5.1數(shù)字圖像5.1數(shù)字圖像四、灰度直方圖5.1數(shù)字圖像反映圖象中每種灰度出現(xiàn)的頻率

不同的直方圖代表不同特點(diǎn)的圖像

mi---某一灰度級(jí)的像元個(gè)數(shù)M----整幅圖的像元數(shù)一、輻射校正消除圖像數(shù)據(jù)中依附在輻射亮度中的各種失真的過程。二、遙感圖像的輻射誤差主要有三個(gè)因素傳感器自身產(chǎn)生（…)大氣的影響(…)光照條件(…)

傳感器在光電變換的過程中，對(duì)各波段的靈敏度是有差異的，也就是說，傳感器對(duì)各波段的光譜響應(yīng)是不同的，由此造成輻射畸變。另外，傳感器的光學(xué)鏡頭的非均勻性，會(huì)引起邊緣減光，也會(huì)造成圖像輻射的畸變。

地物（目標(biāo)物）的輻射（反射）經(jīng)過大氣層時(shí)，與大氣層發(fā)生散射作用和吸收作用。吸收作用直接降低地物的輻射能量，引起輻射畸變。散射作用除降低地物的輻射能量外，大氣散射的部分輻射還會(huì)進(jìn)入傳感器，直接疊加在目標(biāo)地物的輻射能量之中，成為目標(biāo)地物的噪聲，降低了圖像的質(zhì)量。光照條件的不同也會(huì)引起輻射畸變，如太陽高度角、地面坡度等，都會(huì)引起輻射的畸變。

5.2遙感圖像的輻射校正

式中：V——已校正過的數(shù)據(jù)；

Dmax——校正系數(shù)，對(duì)于MSS為127，對(duì)TM為255；

Rmax——探測(cè)器能夠輸出的最大輻射亮度；

Rmin——探測(cè)器能夠輸出的最小輻射亮度；

R——傳感器輸出的未校正輻射亮度。

5.2遙感圖像的輻射校正四、光電變換的輻射誤差校正TM的Rmax和Rmin

波段Rmax

和Rmin

1-0.0099/1.0042-0.0227/2.4043-0.0083/1.4104-0.0194/2.6605-0.00799/0.58736-0.00375/0.359570.1534/1.896五、太陽高度角的輻射誤差校正太陽高度角引起的畸變校正是將太陽光線傾斜照射時(shí)獲取的圖像校正為太陽光線垂直照射時(shí)獲取的圖像。太陽的高度角θ可根據(jù)成像時(shí)刻的時(shí)間、季節(jié)和地理位置來確定。

f(x,y)=g(x,y)/sinθ太陽高度角的影響是在圖像上會(huì)產(chǎn)生陰影而壓蓋地物。多光譜圖像上的陰影可以通過圖像之間的比值予以消除。比值圖像是用同步獲取的相同地區(qū)的任意兩個(gè)波段圖像相除而得到的新圖像。5.2遙感圖像的輻射校正六、大氣散射校正大氣校正就是指消除由大氣散射引起的輻射誤差的處理過程。大氣校正的方法:利用輻射傳遞方程進(jìn)行大氣校正；利用地面實(shí)況數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正；利用輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正。野外現(xiàn)場(chǎng)波譜測(cè)試（回歸分析法）；波段對(duì)比分析（直方圖法）。5.2遙感圖像的輻射校正1、回歸分析法大氣散射主要影響短波部分，波長(zhǎng)較長(zhǎng)的波段幾乎不受影響。具體做法：在不受大氣影響的波段和待校正的某一波段圖像中，選擇由最亮至最暗的一系列目標(biāo)，將每一目標(biāo)的兩個(gè)待比較的波段灰度值取出來進(jìn)行回歸分析。2、直方圖法

如果在某一像場(chǎng)中存在亮度值為零的目標(biāo)地物（深水體或地形陰影區(qū)），則任一波段亮度值都應(yīng)為零。所以只要對(duì)選擇區(qū)域內(nèi)波段的圖像進(jìn)行灰度統(tǒng)計(jì)給出其直方圖，則直方圖上頻率最小的灰度值就是大氣改正值。大氣校正就是移動(dòng)直方圖的最小值至零值位置。調(diào)整前直方圖

亮度值

亮度值調(diào)整后直方圖像元數(shù)百分比/%像元數(shù)百分比/%5.3遙感圖像的幾何校正全景投影變形1、成像投影方式產(chǎn)生的變形5.3遙感圖像的幾何校正斜距投影變形（側(cè)視雷達(dá)類）5.3遙感圖像的幾何校正位移變化高度變化速度變化仰俯變換航偏變化側(cè)翻變化單個(gè)外方位元素引起的圖像變形7/125.3遙感圖像的幾何校正動(dòng)態(tài)掃描圖像的變形3、地球曲率的變形圖示5.3遙感圖像的幾何校正光機(jī)掃描儀圖像變形側(cè)視雷達(dá)圖像變形5.3遙感圖像的幾何校正圖像幾何校正的兩種方法

粗校正：利用衛(wèi)星位置、姿態(tài)、軌道、及掃描特征作為參數(shù)構(gòu)建數(shù)學(xué)模型加以處理。

精校正：利用地面控制點(diǎn)和多項(xiàng)式建立糾正模型。（也是一個(gè)地理編碼過程，即將坐標(biāo)系統(tǒng)賦予圖像數(shù)據(jù)）二、幾何校正5.3遙感圖像的幾何校正精糾正兩個(gè)環(huán)節(jié)（過程）

（1）是像點(diǎn)坐標(biāo)變換

（2）是像點(diǎn)灰度值重采樣（內(nèi)插）5.3遙感圖像的幾何校正2、可用波段列表5.3遙感圖像的幾何校正5.3遙感圖像的幾何校正右鍵快捷菜單5.3遙感圖像的幾何校正3、顯示窗口主圖像窗口滾動(dòng)窗口放大窗口5.3遙感圖像的幾何校正4、File菜單5.3遙感圖像的幾何校正保存顯示圖像5.3遙感圖像的幾何校正5、Overlay菜單5.3遙感圖像的幾何校正注記菜單5.3遙感圖像的幾何校正注記菜單5.3遙感圖像的幾何校正網(wǎng)格線菜單5.3遙感圖像的幾何校正感興趣區(qū)(regionofinterest)ROI5.3遙感圖像的幾何校正矢量菜單5.3遙感圖像的幾何校正5.3遙感圖像的幾何校正二、軟件幾何校正圖像-地圖通過地面控制點(diǎn)對(duì)遙感圖像進(jìn)行校正的過程?？刂泣c(diǎn)可以是鍵盤輸入或從矢量文件中獲取或從柵格文件獲取。圖像-圖像以一副已經(jīng)經(jīng)過幾何校正的柵格圖像作為基準(zhǔn)圖，通過從兩幅圖上選擇同名點(diǎn)（控制點(diǎn)）來配準(zhǔn)另外一副未校正的圖像。5.3遙感圖像的幾何校正5.3遙感圖像的幾何校正二、軟件幾何校正圖像-圖像、圖像-地圖5.3遙感圖像的幾何校正1、圖像-圖像第一步：打開并分別顯示兩個(gè)圖像5.3遙感圖像的幾何校正第二步：選擇“圖像-圖像”校正模塊5.3遙感圖像的幾何校正選擇“基準(zhǔn)圖像和待校正圖像”5.3遙感圖像的幾何校正在兩個(gè)display窗口中移動(dòng)方框位置，尋找明顯的特征點(diǎn)作為GCP，單擊Addpoint按鈕，以此類推選擇多個(gè)控制點(diǎn)5.3遙感圖像的幾何校正利用自動(dòng)找點(diǎn)功能找出其他控制點(diǎn)5.3遙感圖像的幾何校正設(shè)置控制點(diǎn)個(gè)數(shù)5.3遙感圖像的幾何校正自動(dòng)找點(diǎn)功能找出其他控制點(diǎn)5.3遙感圖像的幾何校正單擊showlist，用option菜單中排序功能排序5.3遙感圖像的幾何校正單擊showlist，用option菜單中排序功能排序，當(dāng)RMS值小于1的點(diǎn)多余3個(gè)，且分布均勻即可。選擇

GCPstoASCⅡ?qū)⒖刂泣c(diǎn)保存。5.3遙感圖像的幾何校正選擇option---warpfile。選擇待校正圖像，選擇校正參數(shù)，輸出即可完成校正。5.3遙感圖像的幾何校正2、圖像-地圖第一步：打開一個(gè)圖像5.3遙感圖像的幾何校正第二步：選擇“圖像-地圖”校正模塊5.3遙感圖像的幾何校正第二步：選擇“圖像-地圖”校正模塊1、直接輸入坐標(biāo)2、從柵格