遥感导论第四章1

x,y为校正前的影 像坐标； u,v为变换后对应 的坐标；
.
56
2、几何畸变校正
④ 控制点的选取(P111) ➢ 数目的确定:最小数目；6倍于最小数目。 ➢ 选择的原则
✓ 易分辨、易定位的特征点：道路的交叉口， 水库坝址，河流弯曲点等。
✓ 特征变化大的地区应多选些。 ✓ 尽可能满幅均匀选取。
二、加色法与减色法
1. 颜色相加原理
① 三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由 其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按一 定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称 之为三原色。红、绿、蓝。
② 互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这 两种颜色就称为互补色。黄和蓝、红和青、绿 和品红。
③ 色度图：可以直观地表现颜色相加的原理,更 准确地表现颜色混合的规律.图4.5
.
51
2、几何畸变校正
图像对应地面
.
实际地面
52
校正为：
图像像元大小与地面尺寸不一
图像像元大小与对应地面尺寸一致
.
53
2、几何畸变校正(P107)
几何粗校正：地面接收站在提供给用户资料前，已按常规处理
方案与图像同时接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气 状态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了校正。
前进方向为轴旋转了一个角度。可 导致星下点在扫描线方向偏移，使 整个影像的行向翻滚角引起偏离的 方向错动。
.
46
偏航：指遥感平台在前进过程中，
相对于原前进航向偏转了一个小角度， 从而引起扫描行方向的变化，导致影 像的倾斜畸变。
.
47
1、遥感影像变形的原因
① 遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。P104
第四章 遥感图像处理
.
2
第一节 光学原理与光学处理
一、颜色视觉
1、亮度对比和颜色对比 （1）亮度对比：对象相对于背景的明亮程度。改变
对比度，可以提高图象的视觉效果。
（2）颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色的
相互影响叫做颜色对比。两种颜色相互影响的结果， 使每种颜色会向其影响色的补色变化。在两种颜色的 边界，对比现象更为明显。因此，颜色的对比会产生 不同的视觉效果。
2）大气的影响
3. 大气影响的定量分析 ：
（1）无大气的亮度： （2）大气吸收影响；L1λ （3）大气散射后经过地物反射进入传感器；Lpλ （4）大气散射直接进入传感器；L2λ
大气的主要影大响气是的减主少要了影图响像？的对比度，使原始 信号和背景信号都增加了因子，图像质量下降。
4. 大气影响的粗略校正： 精确的校正公式需要找出每个波段像元亮度值与地物 反射率的关系。为此需得到卫星飞行时的大气参数， 以一般求很出难透得过到率这Tθ些、数Tφ据等，因所子以。，如常果常不采通用过一特些别简的化观的测， 处理方法，只去掉主要的大气影响，使影像质量满足 基本要求。
通过简单的方法去掉程辐射度（散射光直接进入传 感器的那部分），从而改善图像质量。 ✓ 直方图最小值去除法 ✓ 回归分析法:校正的方法是将波段b中每个像元的亮
度值减去a，来改善图像，去掉程辐射。
.
39
三、几何校正
几何畸变：遥感图像的几何位置上发生 变化，产生诸如行列不均匀，像元大小 与地面大小对应不准确，地物形状不规 则变化等变形。P103
近红外波段——红色 红色波段—— 绿色 绿色波段—— 蓝色
红色： 生长期的植物
亮青色：裸露土地
黑色：水
暗青色：成熟作 物或叶子干枯的 植物
.
19
遥感影像的表现形式——TM多光谱合成结果
常用的 波段组合
红绿 蓝
特点
真彩色：可见光组成，符合人眼对自然物体的观 3 2 1 察习惯。对于水体和人工地物表现突出。
假彩色 ：城市地区，植被种类。 43 2
假彩色：增强对植被的识别 54 3
假彩色：增强对植被的识别，以及矿物、岩石类 7 4 3 别的区分。
.
20
第二节 数字图像的校正
➢ 遥感数字图像处理：利用计算机对遥感图像
及其资料进行的各种技术处理。
➢ 数字图像处理的优点
✓ 快捷、准确、客观地提取遥感信息 ✓ 适应地理信息系统的发展
加色法三原色
减色法三原色
.
10
假彩色合成原理
.
11
1. 例如描述一个人身高为 180cm；
2. 越高数字越大；
3. 用数字来量化身高；
4. 同样，可以用190尺来 表示身高。
.
12
243
180
.
13
153 189
54
.
14
0.45-0.52微米蓝绿波段； 0.52-0.60微米绿色波段； 0.63-0.69微米红色波段 0.76-0.90微米近红外波；0.55-1.75微米. 中红外波段;2.08-2.3155微米中红外波段
总像元数
X100%
低反射
高反射
灰度值
反差：最大灰度值和最小灰度值之差。 直方图范围窄，说明反差很小. ；直方图延伸很宽，表明34反差大
二、辐射校正（Radiometric correction ）
1. 辐射畸变： 地物目标的光谱反射率的差 异在实际测量时，受到传感器本身、大 气辐射等其他因素的影响而发生改变。 这种改变称为辐射畸变。
格网的数值=像元值=亮度值=灰度
.
26
一景Landsat 5/TM影像，7个波段。可见 光和近红外的每个波段大小为6166*6166， 代表地面185*185km的范围。那么存储7 个波段需要多大的空间？
.
27
给定一幅模拟图像，如何存储至计算机？
.
28
一、数字图像及其直方图
2. 数字化：将连续的图像变化，作等间距的抽样和
（1）遥感平台运动状态变化
航高：当平台运动过程中受到力学
因素影响，产生相对于原标准航高的 偏离，或者说卫星运行的轨道本身就 是椭圆的。航高始终发生变化，而传 感器的扫描视场角不变，从而导致影 像扫描行对应的地面长度发生变化。 航高越向高处偏离，影像对应的地面 越宽
.
43
航速：卫星的椭圆轨道本身就导致
量化。通常是以像元的亮度值表示。 数字量和模拟量 的本质区别：连续变量，离散变量。 把模拟影像分割成同样形状的小单元，以各个小单元 的平均亮度值或中心部分的亮度值作为该单元的亮度 值进行数字化的影像。
把前一部分的空间离散化处理叫采样（sampling）， 而后一部分的亮度值的离散化处理叫量化（quantization）， 以上两种过程结合起来叫影像的数字化（digitization）。
不同色调的亮度变化
最亮
最暗
相同色调的亮度变化
亮
暗
.
4
3、颜色立体
（1）颜色立体：中间垂直轴代表明度 ；中间水平
面的圆周代表色调；圆周上的半径大小代表饱和度。 图4.1
（2）孟赛尔颜色立体：中轴代表无色彩的明度
等级；在颜色立体的水平剖面上是色调；颜色立体中 央轴的水平距离代表饱和度的变化。图4.2
③ 计算方法 1）建立两图像像元点之间的对应关系； 2） 求出原图所对应点的亮度：最近邻法、双线性 内插法、三次卷积内插法。
基本环节有两个： 一是像素坐标变换； 二是像素亮度重采样。
二次多项式间接法纠正变换公式为：
xfx(u,v)a0 0a1u 0a0v1a1u 1 va2u 02a0v22 yfy(u,v)b0 0b1u 0b0v1b1u 1 v b2u 02b0v22
② 地形起伏的影响：产生像点位移。 ③ 地球表面曲率的影响：一是像点位置的移
动；二是像元对应于地面宽度不等，距星 下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。 ④ 大气折射的影响：产生像点位移。 ⑤ 地球自转的影响：产生影像偏离。
.
48
地球曲率的变形图示
一是像点位置的 移动，当选择的 地图投影平面是 地球的切平面时， 使地面点P0相对 于投影平面点P 有一高差△h。
.
29
原采 理样
的
采样
.
30
采样
.
31
量化
量 化 的 概 念
.
32
4. 数字图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中
各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。
5. 直方图的作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、
峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的 曲线可以反映图像的质量差异。
几何精校正：利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。
也称图像纠正，其目的是改正原始影像的几何变形，产生一幅符 合某种地图投影或图形表达要求的新图像。
.
54
2、几何畸变校正
① 基本思路：把存在几何畸变的图像，纠正成符 合某种地图投影的图像，且要找到新图像中每 一像元的亮度值。
② 具体步骤 1）计算校正后每一点所对应原图中的位置； 2）计算每一点的亮度值。
像元对应于地面宽度的不等
.
50
1、遥感影像变形的原因
① 遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。P104
② 地形起伏的影响：产生像点位移。 ③ 地球表面曲率的影响：一是像点位置的移
动；二是像元对应于地面宽度不等，距星 下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。 ④ 大气折射的影响：产生像点位移。 ⑤ 地球自转的影响：产生影像偏离。
了卫星飞行速度的不均匀，其他因素 也可导致遥感平台航速的变化。航速 快时，扫描带超前，航速慢时，扫描 带滞后，由此可导致影像在卫星前进 方向上（影像上下方向）的位置错动。
.
44
俯仰：遥感平台的俯仰变化能引起
影像上下方向的变化，即星下点俯时 后移，仰时前移，发生行间位置错动。