第四章遙感數(shù)字圖像處理課件

4.1.1顏色視覺——光和顏色

電磁波譜中0.38-0.76m的波段能引起人的視覺，稱為可見光,簡稱光可見光加上紫外和紅外部分來自原子和分子的發(fā)光輻射，稱為光學(xué)輻射-----光學(xué)遙感光與色有什么不同？光是色的源泉，色是光的表現(xiàn)?！拔骞馐?4.1.1顏色視覺(一)——亮度對比亮度對比：視場中對象與背景的亮度差與背景亮度之比C=（L對象-L背景）/L背景選擇適宜的對象及背景的亮度，可以提高對比，從而提高視覺效果。兩個或多個對象間的對比，即C=L對象/L對象2亮度對比例子

高度對比度合適亮度對比度過量34.1.1顏色視覺（一）——顏色對比顏色對比：在視場中，相鄰區(qū)域的不同顏色相互影響。受視覺影響很大(所有顏色都是對某段波長有選擇地反射而對其它波長吸收的結(jié)果)兩種顏色互相影響的結(jié)果，使每種顏色向其影響色的補色變化。兩種顏色的邊界，對比現(xiàn)象更加明顯在色度學(xué)中，當(dāng)兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色時，這兩種顏色稱為互補色。綠是品紅的補色，藍是黃的補色人眼能分辨一百多種不同顏色，彩色圖象能表現(xiàn)更豐富的信息量4黑白圖像彩色圖像54.1.1顏色視覺(二)——顏色的性質(zhì)

顏色描述對遙感圖象很重要，顏色變換是遙感圖象處理的重要方法。所有顏色都是對某段波長有選擇地反射而對其它波長吸收的結(jié)果顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來描述明度（Lightness,強度,Intensity）色調(diào)（Hue）飽和度(Saturation)64.1.1顏色視覺(二)——顏色的性質(zhì)：明度(Lightness)明度：是人眼對光源或物體明亮程度的感覺。與電磁波輻射亮度的概念不同，明度受人的視覺感受性和經(jīng)驗影響。物體反射率越高，明度就越高。白比灰，黃比紅光源：亮度越大，明度越高黑白圖象：灰度、灰階7灰度（明度）、灰階84.1.1顏色視覺(二)——顏色的性質(zhì)：色調(diào)(Hue)色彩彼此間相互區(qū)分的特性?？梢姽獠ǘ蔚牟煌ㄩL刺激人眼產(chǎn)生了不同色彩（紅—紫）的感覺。從紅到紫是可見光譜上存在的顏色，每種顏色對應(yīng)一個波長值，是光譜色。有時刺激人眼的光波不是單一波長，而是一些波長的組合，也可構(gòu)成一些顏色，但它們找不到對應(yīng)的波長值，不叫光譜色。94.1.1顏色視覺(三)——顏色的性質(zhì)：飽和度(Saturation)彩色純潔的程度，即光譜中波長段是否窄，頻率是否單一的表示。對于光源，發(fā)出的若是單色光就是最飽和的彩色，如激光。對于物體顏色，如果物體對光譜反射性有很高的選擇性，只反射很窄的波段則飽和度高。如果光源或物體反射光在某種波長中混有許多其它波長的光或混有白光則飽和度變低。黑白色只用明度描述，不用色調(diào)、飽和度描述。10彩色IHS114.1.1顏色視覺（三）——顏色立體（球形）球形明度-色度-飽和度色彩坐標(biāo)系垂直坐標(biāo)軸代表亮度圓周代表色度，色度值從紅色中點處的0開始，沿著球體圓周的逆時針方向增加飽和度描述了色彩的純度124.1.1顏色視覺（三）——顏色立體（錐形）中間垂直軸代表明度，中間水平面的圓周代表色調(diào)、圓周上的半徑大小代表飽和度134.1.1顏色視覺（三）——顏色立體(孟賽爾顏色立體)144.1.2加色法與減色法(一)：顏色相加原理三原色：若三種顏色，其中的任一種都不能由其余二種顏色混合相加產(chǎn)生，三種顏色按一定比例混合，可以形成各種色調(diào)的顏色，則稱之為三原色。實驗證明，紅、綠、藍三種顏色是最優(yōu)的三原色。由三原色混合，可以產(chǎn)生其他顏色，稱為加色法?；パa色：若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色,這兩種顏色就稱為互補色。15164.1.2加色法與減色法(二)：色度圖顏色相加的原理可以用色度圖來表現(xiàn)，比加色法示意圖更接近實際情況。因為每種波長的光都可以用紅綠藍三原色相加產(chǎn)生。對任何一種顏色的光，當(dāng)匹配的各波長光譜能量相同（等能光譜）時，都可以推算出其所需要的紅綠藍三原色的數(shù)量值。所有光譜色混合時，即形成等能光譜中的白光，且白光時由相同數(shù)量的紅綠藍三原色組成。設(shè)光的總能量為1，則白光由三原色各1/3構(gòu)成，即紅=綠=藍=1/3白，紅+綠+藍=白根據(jù)上述原理，設(shè)計了色度圖17左圖代表色度圖上的色彩分布其中，x:紅色的比例；y:綠色的比例；藍色比例可由x+y+z=1導(dǎo)出弧形曲線代表光譜，線上每一點代表一種波長（nm）和光譜顏色，曲線包圍的部分及直線部分代表非光譜色。18色度圖可以粗略推算兩種顏色相混合得到的中間色，M和N兩種顏色按照一定比例合成，一定能得到MN連線上的中間色K（只要比例合適，MN上其他的點也可得到）連接C點與色度圖曲線內(nèi)的一點，可得該點的光譜，例如連接C與K，可得K點的光譜色(0.573um)該點距離C點的遠近反映了C點的飽和度過C點的直線與邊緣交于兩個點，則兩個點對應(yīng)的顏色一定是互補色，兩者混合可產(chǎn)生白光。194.1.2加色法與減色法(三)：減色法

減色法是從自然光（白光）中，減去一種或二種基色光而生成色彩的方法。顏料本身的色彩是由于本身選擇性地吸收了入射自然光中一定波長的光，反射出未被吸收的色光而呈現(xiàn)出本身的色彩。例如，黃色顏料是由于本身吸收了自然光中的藍色光，反射出未被吸收的紅光和綠光疊加混合的結(jié)果；品紅顏料是由于吸收了自然光中的綠光，反射出紅光和藍光相加的結(jié)果；同樣，青顏料是由于吸收了自然光中的紅光成分，反射藍光與綠光的結(jié)果。204.1.2加色法與減色法(三)：減法三原色減法三原色：指加法三原色的補色，即黃、品紅和青色。用白光由紅、綠、藍三色組成這種理想模型來理解，可以認為黃色，是減去藍色的的紅綠組合；同樣地，品紅色是減去綠色的紅藍組合，青色是減去紅色的藍綠組合。這樣，黃、品紅、青便是減色法的三原色。將彩色涂料的三色疊加時，由于光線依次通過減紅、減綠、減藍層就成黑色。只有當(dāng)涂料濃度不夠，減色不徹底時才會出現(xiàn)灰白色，但這仍是減色法而不是加色法。21補充：遙感數(shù)字圖像的表現(xiàn)形式——黑白、彩色遙感影像常以照片（或數(shù)字影像）來表現(xiàn):單波段或全色波段表現(xiàn)為黑白圖像，三波段組合表現(xiàn)為彩色影像彩色：真彩色(truecolor)：（三波段組合）假彩色(falsecolor)：（三波段組合）偽彩色(pseudocolor)偽彩色(pseudocolor):灰度圖像的彩色表示或顯示22單波段三波段23數(shù)字圖像基礎(chǔ)圖像輻射校正幾何校正原理與方法圖像增強處理24數(shù)字圖像概念：指能夠被計算機存儲、處理和使用的圖像。“離散化”、二維矩陣是數(shù)字圖像的特點，每個像元的取值是圖像連續(xù)變化的灰度的離散整數(shù)值。25數(shù)字圖像數(shù)字圖像的性質(zhì)與特點什么是數(shù)字圖像？模擬圖像：普通像片那樣的灰度級及顏色連續(xù)變化的圖像數(shù)字圖像：而是以數(shù)字形式表示的遙感影像。包括把模擬圖像分割成同樣形狀的小單元，以各個小單元的平均亮度值或中心部分的亮度值作為該單元的亮度值進行數(shù)字化的圖像。把前一部分的空間離散化處理叫采樣（sampling），而后一部分的亮度值的離散化處理叫量化（quantization），以上兩種過程結(jié)合起來叫圖像的數(shù)字化（digitization）。

26數(shù)字圖像又稱數(shù)字化圖像，是一種以二維數(shù)組（矩陣）形式表示的圖像?；蛘叻Q為相應(yīng)區(qū)域內(nèi)地物電磁輻射強度的二維分布。該數(shù)組由對連續(xù)變化的空間圖像作等間距抽樣所產(chǎn)生的抽樣點——像元（像素）組成。

27采樣采樣的原理28量化量化的概念29像元的量值，通常為抽樣區(qū)間內(nèi)連續(xù)變化的景物的均值化量值，一般為亮度值或灰度值，它們的最大、最小值區(qū)間代表該數(shù)字圖像的動態(tài)范圍。

300<=f(x,y)<=Gxbelongto[0,xmax],ybelongto[0,ymax]式中,G為灰度值的上界.因此,一幅圖像可用M(行)N(列)的矩陣函數(shù)表示:12712345634561234232356894586512645345343423992334345645675631在遙感圖像處理中,既需要將光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像進行計算機處理,也需要將處理后的數(shù)字圖像變成光學(xué)圖像輸出。光學(xué)圖像為模擬量，數(shù)字圖像又稱數(shù)字量，它們之間的轉(zhuǎn)換稱模/數(shù)轉(zhuǎn)換，記作A/D,反之稱數(shù)/模轉(zhuǎn)換，記D/A32以一景Landsat4或5的TM數(shù)字圖像為例，共7個波段，其中6個波段有6166行，6166列，代表地面約185kmx185km的范圍。每一個波段約有6166x6166=38M個像元，則7個波段共(6x38M)+24M=252M個像元，即需要252M字節(jié)存儲空間才能存下一景全部的TM數(shù)據(jù)。33遙感衛(wèi)星地面站（氣象衛(wèi)星接受站）提供計算兼容的數(shù)字磁帶，輸入計算機圖像處理系統(tǒng)，形成數(shù)字圖像。記錄在膠片上的影像可在專用設(shè)備上進行數(shù)字化。也可以使用膠片，即透明正片，用一束強度固定的光束掃描，透射光用光電增強管進行量度，通過抽樣和量化而成為一連串的數(shù)字，可以存儲在磁盤上或記錄磁帶上，成為數(shù)字圖像文件。

34數(shù)字圖像的性質(zhì)與特點

由于傳感器上探測元件的靈敏度直接影響有效量化的級數(shù)，因此，不同傳感器提供的有效量化的級數(shù)是不同的。傳感器類型衛(wèi)星名稱有效量化級數(shù)信息量/bitMSSLandsat646TMLandsat2568HRV(S)Spot2568HRV(PA)Spot646AVHRRNOAA102410常用的遙感數(shù)字圖像有效量化級數(shù)。35數(shù)字圖像3637遙感數(shù)字圖像以數(shù)字形式表示的遙感影像；基本單位：像素

正（純）像素：一個像素內(nèi)只包含一種地物（水體…）

混合像素：一個像素內(nèi)包含多種地物（草地=草+地）像素的空間特征：幾何位置及范圍——空間位置離散化像素的屬性特征：亮度值——灰度值離散化38特點：(與光學(xué)圖像相比)

便于計算機處理數(shù)字存儲方式

獲取、傳輸、分發(fā)等過程中沒有信息損失抽象性強（表示在計算機里是很抽象的“數(shù)據(jù)流”）數(shù)字形式表示，便于建立分析模型，進行計算機解譯和采用遙感圖像專家系統(tǒng)。遙感數(shù)字圖像39遙感數(shù)字圖像的表示方法二維數(shù)組表示：位置隱含（象素坐標(biāo)），屬性用亮度表示；遙感數(shù)字圖像根據(jù)波段分：二值數(shù)字圖像：[0-1]一個bit存儲單波段數(shù)字圖像：[0-255]一個字節(jié)（8位）彩色數(shù)字圖像：[0-255][0-255][0-255]三個數(shù)字層多波段數(shù)字圖像：[0-255]……[0-255]多個數(shù)字層40航空像片的數(shù)字化非數(shù)字式遙感圖像（通常為航空攝影像片），進行數(shù)字圖像處理、解譯前，需轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像方法：黑白掃描/彩色掃描掃描時需注意：（1）掃描的空間分辨率一般300dpi（像片）/600dpi（負片）可滿足要求（2）灰度級：0-255（黑白）/RGB（彩色）41分辨率設(shè)置過程:（1）空間采樣（2）屬性量化如何設(shè)置分辨率42例：將一張1:50000的航空圖像掃描成分辨率是2米的數(shù)字化圖(1pix=2m)。

1:50000lcm=500m1cm內(nèi)要有250個pixpix邊長=1cm/250pix=0.004cm=0.001575inch(1cm=0.3937inch)635pix/inch43圖像直方圖用平面直角坐標(biāo)系表示一幅灰度范圍為0-n（0-255）的數(shù)字圖像像元灰度分布狀態(tài)，橫軸表示灰度級，縱軸表示某一灰度級（或范圍）的像元個數(shù)占像元總數(shù)的百分比。通過灰度直方圖可以直觀地了解圖像特征，以確定圖像增強方案并了解圖像增強后的效果44數(shù)字圖像直方圖：以每個像元為單位，表示圖像中各亮度值或亮度值區(qū)間像元出現(xiàn)的頻率的分布圖。直方圖的作用：直觀地了解圖像的亮度值分布范圍、峰值的位置、均值以及亮度值分布的離散程度。直方圖的曲線可以反映圖像的質(zhì)量差異。正態(tài)分布：反差適中，亮度分布均勻，層次豐富，圖像質(zhì)量高。偏態(tài)分布：圖像偏亮或偏暗，層次少，質(zhì)量較差。小結(jié)

圖像直方圖是描述圖像質(zhì)量的可視化圖表。在圖像處理中，可以通過調(diào)整圖像直方圖的形態(tài)，改善圖像顯示的質(zhì)量，以達到圖像增強的目的。45直方圖46圖像校正：包括輻射校正、幾何校正。增強處理：增強圖像中的有用信息，利于識別分析。包括彩色增強、直方圖增強、圖像運算、鄰域增強、頻率域增強、信息融合等。圖像變換：消除干擾和濾掉噪聲，提高圖像質(zhì)量。信息提取：圖像分類（監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類、模糊分類）、空間信息提取、光譜信息提取。數(shù)字圖像處理的主要內(nèi)容47輻射校正由于傳感器響應(yīng)特性和大氣的吸收、散射及其它隨機因素影響，導(dǎo)致圖像模糊失真，造成圖像分辨率和對比度相對下降。這些都需要通過輻射校正復(fù)原。包括：系統(tǒng)輻射校正、大氣校正4849系統(tǒng)輻射校正光學(xué)攝影機內(nèi)部輻射誤差校正鏡頭中心和邊緣透射光的強度不一致，造成圖像上不同位置的同一類地物有不同的灰度值。光電掃描儀內(nèi)部輻射誤差校正A）光電轉(zhuǎn)換誤差；B）探測器增益變化引起的誤差50大氣校正概念：消除主要由大氣散射、吸收引起的輻射誤差的處理過程。何時需要進行大氣校正？定量信息提??；不同時相間的定量比較；不同波段間的運算；51大氣校正方法公式法（較準(zhǔn)確）；簡單的相對大氣校正方法：2回歸分析法；3直方圖校正法；52大氣影響的粗略校正（1）直方圖最小值去除法從圖像像元亮度值中減去一個輻射偏置量（LP），輻射偏置量等于圖像直方圖中最小的輻射亮度值。前提（假設(shè)）：水體（或陰影）等物體的灰度值為0，大氣散射導(dǎo)致圖像上這些物體的灰度值不為0（輻射偏置量）暗物體法（Dark-objectmethod）53（1）直方圖最小值去除法54（2）回歸分析法

原理：在遙感圖像上大山的陰影區(qū)或深大水體區(qū)域，各個波段的反射為零。同時，大氣散射主要影響短波部分，波長較長的波段幾乎不受影響，因此可用其校正其它波段數(shù)據(jù)。方法：在不受大氣影響的波段（如TM5或7）和待校正的某一波段圖像中，選擇一系列目標(biāo)，將每個目標(biāo)的兩個待比較的波段灰度值提取出來進行回歸分析，建立線性回歸方程。Y：待校正波段的圖像亮度值X：不受大氣影響波段的圖像亮度值55(2)回歸分析法56公式法與衛(wèi)星掃描同步進行野外光譜測量，將地面測量結(jié)果與衛(wèi)星影象對應(yīng)像元亮度值進行回歸分析.回歸方程為：Ri=a+bCiLAi

=CiK+Lmin

，LAi

=a1Ri+b1K=（Lmax-Lmin）/CmaxLAi

為衛(wèi)星觀測值（輻射亮度，輻射度）Ri

為地面反射率Ci灰度值57回歸分析法原理：大氣散射主要影響短波部分，波長較長的波段幾乎不受影響，因此可用其校正其它波段數(shù)據(jù)。方法：在不受大氣影響的波段（如TM5或7）和待校正的某一波段圖像中，選擇一系列目標(biāo)，將每個目標(biāo)的兩個待比較的波段灰度值提取出來進行回歸分析，建立線性回歸方程。Y：待校正波段的圖像亮度值X：不受大氣影響波段的圖像亮度值58回歸法分析法59直方圖校正方法直方圖校正方法：從圖像象元亮度值中減去一個輻射偏置量，輻射偏置量等于圖像直方圖中最小的亮度值；前提（假設(shè)）：水體（或陰影）等物體的灰度值為0，大氣散射導(dǎo)致圖像上這些物體的灰度值不為0（輻射偏置量）；暗物體法（Dark-objectmethod）；605.2.0基本術(shù)語圖像配準(zhǔn)—Registration圖像糾正（校正）--Rectification或者叫做Geo-referencing

地理參照.圖像地理編碼–Geo-coding圖像正射投影校正–Ortho-rectification地面控制點—GCPs(GroundControlPoints)最鄰近重采樣–Nearestneighborresampling雙線性重采樣–Bilinearresampling立方卷積重采樣—Cubicconvolutionresampling均方根誤差–RootMeanSquareError，RMSE615.2.1為何要進行幾何校正？幾何畸變：遙感圖像的幾何位置上發(fā)生變化，產(chǎn)生諸如行列不均勻，像元大小與地面大小對應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等變形。62遙感影像變形（幾何畸變）的原因：遙感平臺位置和運動狀態(tài)變化的影響：航高、航速、俯仰、翻滾、偏航。地形起伏的影響：產(chǎn)生像點位移。地球表面曲率的影響：一是像點位置的移動；二是像元對應(yīng)于地面寬度不等，距星下點愈遠畸變愈大，對應(yīng)地面長度越長。大氣折射的影響：產(chǎn)生像點位移。地球自轉(zhuǎn)的影響：產(chǎn)生影像偏離?？傊?，幾何畸變是：平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲等共同作用的結(jié)果。635.2.2幾何畸變校正基本思路：把存在幾何畸變的圖像，校正成符合某種地圖投影的圖像，且要找到新圖像中每一像元的亮度值。具體步驟

1）定位。計算校正后每一點所對應(yīng)原圖中的位置

2）定量。計算每一點的亮度值計算方法1）建立兩圖像像元點之間的對應(yīng)關(guān)系；

2）求出原圖所對應(yīng)點的亮度：最近鄰法、雙線性內(nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。6465圖像灰度重采樣方法1)

最近鄰法：距離實際位置最近的像元的灰度值作為輸出圖像像元的灰度值；662）雙線性內(nèi)插法：以實際位置臨近的4個像元值，確定輸出像元的灰度值。公式為：圖像灰度重采樣方法673）三次卷積內(nèi)插法：以實際位置臨近的16個像元值，確定輸出像元的灰度值。公式為：PSF三次樣條函數(shù)sinc函數(shù)圖像灰度重采樣方法68控制點的選取數(shù)目的確定:數(shù)量應(yīng)當(dāng)超過多項式系數(shù)的個數(shù)（(n+1)*(n+2)/2）選擇的原則：易分辨、易定位的特征點：道路的交叉口、水庫壩址、河流彎曲點等特征變化大的地區(qū)應(yīng)多選些盡可能滿幅均勻選取5.2.2幾何畸變校正69數(shù)字圖像幾何校正過程糾正函數(shù)可有多種選擇：多項式方法、共線方程方法、隨機場內(nèi)插方法等。其中多項式方法的應(yīng)用最為普遍。70問題：幾何校正過程主要由哪兩個步驟組成？分別可采取哪些方法予以實現(xiàn)？Step1：變換后像元坐標(biāo)位置的計算Step2：變換后像元灰度值（亮度值、DN）的計算715.3數(shù)字圖像增強技術(shù)簡介必要性：圖像目視效果不好、信息不突出、要進行有用信息的自動或半自動識別提取時。

目的：提高圖像質(zhì)量、突出有用信息、為圖像判讀和進一步分析處理服務(wù)。72常見數(shù)字圖像增強處理技術(shù)直方圖變換基于頻率域和空間域的濾波彩色變換（單波段假彩色密度分割，多波段。。。）圖像運算多光譜變換數(shù)據(jù)融合73幾何校正幾何畸變：遙感圖像的幾何位置上發(fā)生變化，產(chǎn)生諸如行列不均勻，像元大小與地面大小對應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等變形。幾何畸變是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲等作用的結(jié)果。74幾何校正從具有幾何變形的圖像中消除變形的過程。一般步驟：1確定校正方法2確定校正公式3驗證校正方法4對原始輸入圖像進行重采樣75遙感圖像幾何畸變來源誤差來源：內(nèi)部誤差：由于傳感器自身的性能、結(jié)構(gòu)等因素造成；外部誤差：傳感器以外的個因素造成，如地球曲率、地形起伏、地球旋轉(zhuǎn)等傳感器成像幾何形態(tài)影響傳感器外方位元素變化畸變地球自轉(zhuǎn)的影響地球曲率的影響其它……76傳感器成像幾何形態(tài)影響成像幾何特點：中心投影、全景投影、斜距投影、平行投影；全景投影：每條掃描線相當(dāng)于中心投影，掃描視場角越大，邊緣變形越大——全景畸變；斜距投影變形：側(cè)視雷達；77傳感器外方位元素變化畸變傳感器外方位元素變化：指決定遙感平臺姿態(tài)的6個自由度：三軸方向（X，Y，Z）和姿態(tài)角（，，），其中任何一個發(fā)生變化，都會給遙感圖像帶來不同變形，這種畸變是成像瞬間的綜合影響。對不同的傳感器，畸變可能不盡相同。航高、航速、俯仰、翻滾、偏航78中心投影傳感器外方位元素變化畸變79多中心投影例如MSS,TM等傳感器外方位元素變化畸變80地球自轉(zhuǎn)引起的誤差81地球曲率引起的誤差82遙感圖像幾何校正的原理包括光學(xué)校正和數(shù)字糾正數(shù)字糾正：通過計算機對圖像每個象元逐個地解析糾正處理，可以較精確改正線性和非線性變形誤差。包括兩個方面（基本環(huán)節(jié)）：（1）象元坐標(biāo)變換；（2）象元灰度值重新計算（重采樣）。83遙感圖像幾何校正的原理84數(shù)字圖像幾何糾正的主要處理過程準(zhǔn)備工作輸入原始數(shù)字影象建立糾正變換函數(shù)確定輸出影象范圍像元坐標(biāo)變換像元亮度值重采樣輸出糾正后的圖像準(zhǔn)備工作：圖像、地圖、大地測量資料、平臺軌道參數(shù)、傳感器參數(shù)、控制點的選擇；（具體內(nèi)容可選）糾正變換函數(shù)建立：輸入和輸出圖像間的坐標(biāo)變換關(guān)系；如多項式法、共線方程法等85坐標(biāo)變換確定原始圖像和糾正后圖像間的坐標(biāo)變換關(guān)系（x，y）——（u，v）（u行數(shù)，v列數(shù)，均為整數(shù)）有兩種方案：直接糾正方案：從原始圖像陣列出發(fā)，依次對其中每一個象元P（x，y）分別計算其在輸出（糾正后）圖像的坐標(biāo)P（X，Y），并計算P（X，Y）的灰度值;間接糾正方案：從空白圖像陣列出發(fā)，依次計算每個象元P（X，Y）在原始圖像中的位置P（x，y），然后把該點的灰度只依次計算后返送給P（X，Y）.

二者間并無本質(zhì)差別，互為逆變換86坐標(biāo)關(guān)系（xp，yp）（XP，YP）分別是任意一個像元在原始圖像和糾正后圖像中的坐標(biāo)。直接間接87坐標(biāo)變換88圖像灰度值的重采樣幾何校正過程中，由于校正前后圖像的像元大小可能變化、象元點位置的相對變化等，不能簡單用原圖像象元灰度值代替輸出象元灰度值。對應(yīng)的坐標(biāo)值可能不是整數(shù)因此，需要插值（重采樣）三種插值方法：最鄰近法、雙線性法、三次卷積法89最鄰近法（nearestneighbor）用距離投影點（采樣點）最近象元灰度值代替輸出象元灰度值簡單、省時，保留原始圖像的值邊緣出現(xiàn)鋸齒狀90最鄰近法原理91最鄰近法優(yōu)點：1保留大量原始灰度值，沒有經(jīng)過平滑處理，對于區(qū)分植被類型、識別線性特征等有重要意義2簡易、省時3分類前使用4適合于專題文件缺點：1鋸齒狀、不平滑2某些值重復(fù)、某些值丟失3對線性地物，可能出現(xiàn)不連續(xù)92原始圖像糾正后圖像（最鄰近插值）最鄰近法糾正效果93雙線性內(nèi)插法取(z，y)點周圍的4鄰點，在y方向(或x方向)內(nèi)插二次，再在x方向(或y方向)內(nèi)插一次，得到(x，y)點的亮度值f(x，y)，該方法稱雙線性內(nèi)插法.94雙線性（bilinear）優(yōu)點1較平滑，沒有鋸齒狀2與最鄰近法相比，空間信息更準(zhǔn)確些3常用于改變象元大小時，如數(shù)據(jù)融合缺點：象元值被平均化，某些地物邊緣更平滑，某些極值可能丟失95雙線性插值效果原始圖像糾正（雙線性插值）96三次卷積法（cubicconvolution）取與投影點鄰近的16個象元灰度值（4×4），計算輸出象元的灰度值取與計算點(x，y)則圍相鄰的16個點，與雙向線性內(nèi)插類似，可先在在某一入向上內(nèi)插，如先在x方向上，每4個值依次內(nèi)插4次，再根據(jù)這四個計算結(jié)果在y方向上內(nèi)插，得到f(x，y)。每一組4個樣點組成一個連續(xù)內(nèi)插函數(shù)。實際上是一種卷積運算，也叫三次卷積內(nèi)插。97三次卷積法優(yōu)點：1與其它重采樣方法相比，均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差與原始象元的相一致2改變象元大小時使用（改變幅度更大時）3可以銳化圖像、平滑噪聲，實際的效應(yīng)與數(shù)據(jù)有關(guān)缺點：1數(shù)據(jù)的值可能被改變2計算費時98原始圖像幾何糾正（三次卷積