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地球曲率
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To be continued… 32
§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
地形起伏
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To be continued… 33
§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
大气折射（光）：整个大气层不是一个均匀的介质，因
此电磁波在大气层中传播时的折射率也随高度的变化而 变化，使电磁波传播的路径不是一条直线而变成了曲线， 从而引起像点的位移，
§1 辐射校正
而在实际测量时，辐射强度值还受到其他因素的影响 而发生改变。这部分就是需要矫正的部分，这也就 是所谓的辐射畸变。引起辐射畸变的原因有两个方 面：
1.传感器本身所具有的误差（……） 2.大气对辐射的影响。
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To be continued… 16
§1 辐射校正
大气对辐射的影响:
进入大气的太阳辐射会发生反射、 折射、吸收、散射和透射等现象。 其中，对传感器影响较大的是散射 和吸收。吸收主要是减弱了地物反射 光线进入传感器的强度，而散射光 进入传感器后，使其获取的遥感信 息中带有一定的非目标地物的成像信息，降低了图像对比度， 影响了图像的质量。
遥感图像的几何变形产生的原因
传感器所搭载的运载平台在运行过程中，由于姿态、 地球曲率、地形起伏、地球旋转、大气折射、以及传 感器自身性能所引起的几何位置偏差。
位移变化
(dα)
侧翻变化
速度变化
高度变化
编俯辑仰课(dω件变) 化
To be con偏ti(n航dκu变) e化d… 31
§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
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§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
地形起伏
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§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
大气折射（光）：整个大气层不是一个均匀的介质，因
此电磁波在大气层中传播时的折射率也随高度的变化而 变化，使电磁波传播的路径不是一条直线而变成了曲线， 从而引起像点的位移，
§1 辐射校正
而在实际测量时，辐射强度值还受到其他因素的影响 而发生改变。这部分就是需要矫正的部分，这也就 是所谓的辐射畸变。引起辐射畸变的原因有两个方 面：
1.传感器本身所具有的误差（……） 2.大气对辐射的影响。
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§1 辐射校正
大气对辐射的影响:
进入大气的太阳辐射会发生反射、 折射、吸收、散射和透射等现象。 其中，对传感器影响较大的是散射 和吸收。吸收主要是减弱了地物反射 光线进入传感器的强度，而散射光 进入传感器后，使其获取的遥感信 息中带有一定的非目标地物的成像信息，降低了图像对比度， 影响了图像的质量。
遥感图像的几何变形产生的原因
传感器所搭载的运载平台在运行过程中，由于姿态、 地球曲率、地形起伏、地球旋转、大气折射、以及传 感器自身性能所引起的几何位置偏差。
位移变化
(dα)
侧翻变化
速度变化
高度变化
编俯辑仰课(dω件变) 化
To be con偏ti(n航dκu变) e化d… 31
§2 几何校正
遥感图像的几何变形产生的原因
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北京师范大学遥感导论课件 第一章 电磁辐射及地物光谱特征
电磁波的性质•电磁波定义在空间传播的交变电磁场。
物质的一种，相互依存的电场和磁场的总和。
同时达到最大/最小波动性粒子性麦克斯韦普朗克爱因斯坦波动性粒子性•波动性偏振面•波动性()[]φωϕ+−=kx t A sin 其中：ω= 2π/Τk = 2π/λ电场强度Maxwell's wave theory Maxwell's Equations粒子性Planck's quantum theory:能量越大，波长越短，粒子性越强，直线性越强。
Radiant energy Q (J)：jouleRadiant flux Φ(W)：(1 J/sec = 1 Watt)单位时间内，由2π空间通过一个任意面（曲面或平面）的辐射能。
powerRadiant flux density ：( W m-2)单位面积的平面表面的辐射通量。
Irradiance ERadiant exitance MRadiant intensity I ：( W sr -1)点辐射源在某一方向单位立体角内的辐射通量。
Radiance L ：( W m -2sr -1)θθθcos cos cos 2Ω==ΩΦ=d dM dA dI dA d d L 单位投影面积上单位立体角内的辐射通量光谱辐射量Solid AngleSolid angle 2rdA d =Ω))(sin (θϕθd r d r dA =各向同性：Lambert's Cosine LawLLd d d L M πϕθθθθπππ==Ω=∫∫∫2022sin cos cosLambert surface•电磁辐射产生于各种形式的能量机械能、化学能、热能、电能、磁能、核能•凡是温度高于绝对零度（-273.16o C ）的物体都发射电磁波，波长由物质内部状态的变化决定伽玛线(放射性衰变)X 射线紫外可见光红外微波107~ 105104~ 102102~ 44 ~ 11 ~ 10-510-4~ 10-5原子核内部的相互作用内层电子的电离作用外层电子的电离外层电子激发分子振动，晶格振动分子旋转及反转，电子自旋和磁场相互作用相应电磁波能量（eV ）内部状态•Planck's Radiation Law for Blackbodies()112,52−⋅=kThc B ehcT M λλπλ•太阳波谱•地球能量谱1020304050102030Wm -2µm -14.6225µm,5.52Wm -2µm -1λ, µ•Stefan-Boltzmann定律•太阳常数1370+7Wm•Inverse Square Law•与普朗克公式相关的定律，kThc e kT hc λλ+≈1•与普朗克公式相关的定律kThc kT hc e e λλ−≈−11•反射光谱ταρταρ++=++=1PPPPPP地物的光谱特性1.光谱反射率植被：Pigmentation internal leaf structures vivo water content、植被（可见光波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：Dorsiventral Structure(typical of dicots)Compact Structure(typical of monocots)植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（近红外波段的变化）：植被（中红外波段的变化）：土壤（土壤含水量的影响）：moisture content(土壤含水量), organic matter土壤（土壤有机质含量的影响）：土壤（土壤有机质含量的影响）：土壤（颗粒大小分布的影响）：土壤（颗粒大小分布的影响）：土壤（氧化铁含量的影响）：水（Energy Partitioning ）：水（Energy Partitioning ）：水（深度的影响）：水（体散射——混浊度的影响）：水（体散射——叶绿素的影响）：交叉点:500-510nm云、雪、冰：注意颗粒大小的区别云、雪、冰：云、雪、冰：。
遥感导论第二章张明华PPT课件
对可见光、红外直至微波的影响较小，基本 上是透明的。它是人造地球卫星绕地球运行的 主要空间层。
第15页/共60页
大气外层
该位于离地面1000km高度以上直至几万公 里，该层空气极为稀薄。并不断向星际空间 散逸。该层对卫星运行基本上没有影响。
第16页/共60页
2 大气成分
由气体、水蒸气和悬浮的微粒混合组成。 气体：N2、O2、H2O、CO、CO2、N2O、 CH4、O3。 悬浮微粒：尘埃、冰晶、盐晶、水滴等，统称 为
第27页/共60页
三、大气窗口
大气层的反射、吸收和散射作用，削弱了太 阳辐射的能量。把太阳辐射通过大气层时，反 射、吸收和散射比较低，即透射率高的波段范 围，称为大气窗口。 主要的大气窗口：
第28页/共60页
0.3-1.3μm：
包括部分紫外（0.3-0.38μm）、可见光（0.40.76μm）和部分近红外波段（0.76-1.3μm）， 属于地物的反射光谱。对电磁波的透射率达 90%以上。可以采用摄影方式、扫描方式成像， 胶卷感光的波谱区间在0.32-1.32μm范围，超 出这个波谱范围则不能采用摄影方式成像。
2.2 大气层对电磁辐射的影响
一、 太阳辐射 二、 大气层对电磁辐射的影响 三、 大气窗口
第9页/共60页
一、太阳辐射
太阳辐射是地球及大气电磁辐射的能源，也是 被动式遥感系统中主要的辐射源。
太阳表面温度约有6000 K。与5800K的理想 黑体所产生的光谱曲线很相似。
太阳辐射能主要集中在0.3--3.0μm。
第47页/共60页
不同温度下的黑体光谱曲线：
第48页/共60页
不同温度下，有不同的发射光谱； 辐射能量随波长连续变化，曲线只有一个最大 值； 温度愈高，辐射通量密度也愈大； 不同温度的曲线是不相交的； 随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长移 向短波方向。
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大气外层
该位于离地面1000km高度以上直至几万公 里，该层空气极为稀薄。并不断向星际空间 散逸。该层对卫星运行基本上没有影响。
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2 大气成分
由气体、水蒸气和悬浮的微粒混合组成。 气体：N2、O2、H2O、CO、CO2、N2O、 CH4、O3。 悬浮微粒：尘埃、冰晶、盐晶、水滴等，统称 为
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三、大气窗口
大气层的反射、吸收和散射作用，削弱了太 阳辐射的能量。把太阳辐射通过大气层时，反 射、吸收和散射比较低，即透射率高的波段范 围，称为大气窗口。 主要的大气窗口：
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0.3-1.3μm：
包括部分紫外（0.3-0.38μm）、可见光（0.40.76μm）和部分近红外波段（0.76-1.3μm）， 属于地物的反射光谱。对电磁波的透射率达 90%以上。可以采用摄影方式、扫描方式成像， 胶卷感光的波谱区间在0.32-1.32μm范围，超 出这个波谱范围则不能采用摄影方式成像。
2.2 大气层对电磁辐射的影响
一、 太阳辐射 二、 大气层对电磁辐射的影响 三、 大气窗口
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一、太阳辐射
太阳辐射是地球及大气电磁辐射的能源，也是 被动式遥感系统中主要的辐射源。
太阳表面温度约有6000 K。与5800K的理想 黑体所产生的光谱曲线很相似。
太阳辐射能主要集中在0.3--3.0μm。
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不同温度下的黑体光谱曲线：
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不同温度下，有不同的发射光谱； 辐射能量随波长连续变化，曲线只有一个最大 值； 温度愈高，辐射通量密度也愈大； 不同温度的曲线是不相交的； 随着温度的升高，辐射最大值所对应的波长移 向短波方向。
《遥感导论》 第四章1PPT幻灯片
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。
4.1.2 加色法与减色法(二)：色度图
颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意图更 接近实际情况，因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色 相加产生。
对任何一种颜色的光，当匹配的各波长光谱能量相同（等 能光谱）时，都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数 量值。
用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解，可以 认为黄色，是减去蓝色的的红绿组合；同样地，品红色是减 去绿色的红蓝组合，青色是减去红色的蓝绿组合。这样，黄 、品红、青便是减色法的三原色。
将彩色涂料的三色叠加时，由于光线依次通过减红、减绿 、减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够，减色不彻底时才 会出现灰白色，但这仍是减色法而不是加色法。
度高
白
光源：亮度越大，明度越高
黑白图象：灰度、灰阶
浅灰
中灰 深灰
黑 （a）明度轴
灰度（明度）、灰阶
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质：色调(Hue)
色调：是色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同 波长刺激人眼产生了不同色彩（红—紫）的感觉。
颜色环
从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对 应一个波长值，是光谱色。
明度（Lightness, 强度, Intensity） 色调（Hue） 饱和度(Saturation)
4.1.1颜色视觉(二)——颜色的性质：明度(Lightness)
明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与电磁波辐 射亮度的概念不同，明度受人的视觉感受性和经验影响。
物体反射率越高，明度就越高。白比灰明度高，黄比红明
4.1 光学原理与光学处理
1 颜色的性质和颜色立体 2 加色法与减色法 补充：遥感数字影像的表现形式： 黑白影像与彩色影像 光学处理（了解）
4.1.2 加色法与减色法(二)：色度图
颜色相加的原理可以用色度图来表现，比加色法示意图更 接近实际情况，因为每种波长的光都可以用红绿蓝三原色 相加产生。
对任何一种颜色的光，当匹配的各波长光谱能量相同（等 能光谱）时，都可以推算出其所需要的红绿蓝三原色的数 量值。
用白光由红、绿、蓝三色组成这种理想模型来理解，可以 认为黄色，是减去蓝色的的红绿组合；同样地，品红色是减 去绿色的红蓝组合，青色是减去红色的蓝绿组合。这样，黄 、品红、青便是减色法的三原色。
将彩色涂料的三色叠加时，由于光线依次通过减红、减绿 、减蓝层就成黑色。只有当涂料浓度不够，减色不彻底时才 会出现灰白色，但这仍是减色法而不是加色法。
度高
白
光源：亮度越大，明度越高
黑白图象：灰度、灰阶
浅灰
中灰 深灰
黑 （a）明度轴
灰度（明度）、灰阶
4.1.1 颜色视觉(二)——颜色的性质：色调(Hue)
色调：是色彩彼此间相互区分的特性。可见光波段的不同 波长刺激人眼产生了不同色彩（红—紫）的感觉。
颜色环
从红到紫是可见光谱上存在的颜色，每种颜色对 应一个波长值，是光谱色。
明度（Lightness, 强度, Intensity） 色调（Hue） 饱和度(Saturation)
4.1.1颜色视觉(二)——颜色的性质：明度(Lightness)
明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。与电磁波辐 射亮度的概念不同，明度受人的视觉感受性和经验影响。
物体反射率越高，明度就越高。白比灰明度高，黄比红明
4.1 光学原理与光学处理
1 颜色的性质和颜色立体 2 加色法与减色法 补充：遥感数字影像的表现形式： 黑白影像与彩色影像 光学处理（了解）
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阴影
阴影：不同遥感影像中的阴影解译是不同的。可见光遥感：指影像上目标物，因阻挡阳光直射而出现的影子。分为本影和落影（P147）。阴影可使地物有立体感，有利于地貌的判读。根据阴影的形状、长度可判断地物的类型和量算其高度。热红外图像：阴影是由于温度差异所形成的。分为冷阴影和热阴影。（见P152）侧视雷达：微波影像上无回波区。主要由于地形起伏造成。（P167）
1.黑白全色和红外像片解译
反射率高（低）
色调白（黑）
2.彩色和彩红外像片解译：
真彩色像片
地物的天然色彩
基本反映
①认真了解红外彩色片感光材料的特性和成像原理；②熟悉各种地物在可见光和近红外光波段的反射光谱特性；③建立地物的反射光谱特性与红外彩色片中地物假彩色的对应关系；④建立彩红外像片其它判读标志；⑤遵循遥感解译步骤与方法对彩红外像片进行解译。
目视解译的生理基础
目视解译的心理基础
人类心理特点在遥感图像解译中也存在着影响，这些特点包括：1.遥感图像解译过程中，在同一时刻中只有一种地物是目标地物，图像的其余部分则是作为目标地物的背景出现，此时人类注意力集中在目标地物上。2.目标地物识别时，目视者过去的经验与知识结构对目标物体的确认具有导向作用。因此，遥感图像上同一个目标地物，不同的解译者可能会得出不同的结论。3.心理惯性对目标地物的识别具有一定影响。在观察目标地物的图形结构时，空间分布比较接近的物体，图形要素容易构成一个整体。4.观察的时效性。实验证明，遥感图像辨识需要一段时间，这期间内，目视者先区分目标地物和背景，然后辨认目标的细节，最后构成一个完整的图像知觉，为了正确地辨认图像中的目标地物，需要一个最低限度的时间才能够完成。
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5.2 遥感图像目视解译基础
1.遥感摄影像片的判读2.遥感扫描影像的判读3.微波影像的判读4.立体观察5.目视解译方法6.目视解译基本程序与步骤
阴影
阴影：不同遥感影像中的阴影解译是不同的。可见光遥感：指影像上目标物，因阻挡阳光直射而出现的影子。分为本影和落影（P147）。阴影可使地物有立体感，有利于地貌的判读。根据阴影的形状、长度可判断地物的类型和量算其高度。热红外图像：阴影是由于温度差异所形成的。分为冷阴影和热阴影。（见P152）侧视雷达：微波影像上无回波区。主要由于地形起伏造成。（P167）
1.黑白全色和红外像片解译
反射率高（低）
色调白（黑）
2.彩色和彩红外像片解译：
真彩色像片
地物的天然色彩
基本反映
①认真了解红外彩色片感光材料的特性和成像原理；②熟悉各种地物在可见光和近红外光波段的反射光谱特性；③建立地物的反射光谱特性与红外彩色片中地物假彩色的对应关系；④建立彩红外像片其它判读标志；⑤遵循遥感解译步骤与方法对彩红外像片进行解译。
目视解译的生理基础
目视解译的心理基础
人类心理特点在遥感图像解译中也存在着影响，这些特点包括：1.遥感图像解译过程中，在同一时刻中只有一种地物是目标地物，图像的其余部分则是作为目标地物的背景出现，此时人类注意力集中在目标地物上。2.目标地物识别时，目视者过去的经验与知识结构对目标物体的确认具有导向作用。因此，遥感图像上同一个目标地物，不同的解译者可能会得出不同的结论。3.心理惯性对目标地物的识别具有一定影响。在观察目标地物的图形结构时，空间分布比较接近的物体，图形要素容易构成一个整体。4.观察的时效性。实验证明，遥感图像辨识需要一段时间，这期间内，目视者先区分目标地物和背景，然后辨认目标的细节，最后构成一个完整的图像知觉，为了正确地辨认图像中的目标地物，需要一个最低限度的时间才能够完成。
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5.2 遥感图像目视解译基础
1.遥感摄影像片的判读2.遥感扫描影像的判读3.微波影像的判读4.立体观察5.目视解译方法6.目视解译基本程序与步骤
遥感导论 第一章 绪论PPT课件
4· 按电磁波波段分类 (1)紫外遥感：用摄影方式探测目标物的紫外波段。 (2)可见光遥感：用太阳辐射的可见光波段，如航空摄影。 (3)红外遥感：用红外波段探测目标物，如近红外摄影，红外扫描 (4)微波遥感：使用人工发射的微波段，如侧视雷达成像，微波辐
射测量。
(5)多波段遥感：利用遥感多通道传感器对同一地面景物进行多波
遥感原理与应用
参考书：
(1) 朱亮璞主编，遥感地质学。北京：地质出版社，1995 (2) 孙家柄，舒宁主编，遥感原理、方法和应用。北京：测绘出版社，1997 (3) 邓良基主编，遥感基础与应用，北京：中国农业出版社，2002 (4) 孙家柄主编，遥感原理与应用，武汉：武汉大学出版社，2003 (5) 赵英时等编，遥感应用分析原理与方法，北京：科学出版社，2003 (6) 常庆瑞，蒋平安等编，遥感技术导论，北京：科学出版社，2004
微波雷达、成像光谱仪。
② 遥感平台:装载传感器的设备，又称为运载工具。 2、地面接收和预处理系统:
主要完成遥感数据的接收、处理、存贮、分发和应用开发工作。
① 机载系统—— 一般采用直接回收方式，即信息
被记录在胶卷或磁带上，待飞机 返回时将得到的信息进行预处理
成像传感器类型
② 星载系统——地面系统，即卫星地面站
一个完整的遥感技术系统应包括地物电磁辐射信息的收集、传输、处 理、存贮直至分析与解译（应用）。
1、空间信息收集系统:主要完成遥感数据的采集传输工作 ① 传感器:是收集、记录地物电磁辐射信息并发送至地面接收站的设
备，是遥感工作系统的核心部分。
目前常用的有： 摄影：航摄仪、多波段像机 扫描：多波谱扫描仪、红外扫描仪、微波扫描仪、
1· 按遥感平台分类
(1)航天遥感 高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机
射测量。
(5)多波段遥感：利用遥感多通道传感器对同一地面景物进行多波
遥感原理与应用
参考书：
(1) 朱亮璞主编，遥感地质学。北京：地质出版社，1995 (2) 孙家柄，舒宁主编，遥感原理、方法和应用。北京：测绘出版社，1997 (3) 邓良基主编，遥感基础与应用，北京：中国农业出版社，2002 (4) 孙家柄主编，遥感原理与应用，武汉：武汉大学出版社，2003 (5) 赵英时等编，遥感应用分析原理与方法，北京：科学出版社，2003 (6) 常庆瑞，蒋平安等编，遥感技术导论，北京：科学出版社，2004
微波雷达、成像光谱仪。
② 遥感平台:装载传感器的设备，又称为运载工具。 2、地面接收和预处理系统:
主要完成遥感数据的接收、处理、存贮、分发和应用开发工作。
① 机载系统—— 一般采用直接回收方式，即信息
被记录在胶卷或磁带上，待飞机 返回时将得到的信息进行预处理
成像传感器类型
② 星载系统——地面系统，即卫星地面站
一个完整的遥感技术系统应包括地物电磁辐射信息的收集、传输、处 理、存贮直至分析与解译（应用）。
1、空间信息收集系统:主要完成遥感数据的采集传输工作 ① 传感器:是收集、记录地物电磁辐射信息并发送至地面接收站的设
备，是遥感工作系统的核心部分。
目前常用的有： 摄影：航摄仪、多波段像机 扫描：多波谱扫描仪、红外扫描仪、微波扫描仪、
1· 按遥感平台分类
(1)航天遥感 高度大于80km.卫星、飞船、火箭、航天飞机
遥感导论第四章PPT
基本环节有两个： 一是像素坐标变换； 二是像素亮度重采样。
x,y为校正前的影像 坐标；
u,v为变换后对应的 坐标；
二次多项式间接法 纠正变换公式为：
衬底1
2、几何畸变校正
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。
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。
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。
1、遥感影像变形的原因
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
地形起伏的影响：产生像点位移。 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。 大气折射的影响：产生像点位移。 地球自转的影响：产生影像偏离。
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。
PART ONE
滚：遥感平台姿态翻滚是指以前进方 为轴旋转了一个角度。可导致星下点 扫描线方向偏移，使整个影像的行向 滚角引起偏离的方向错动。
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。
x,y为校正前的影像 坐标；
u,v为变换后对应的 坐标；
二次多项式间接法 纠正变换公式为：
衬底1
2、几何畸变校正
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。
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。
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。
1、遥感影像变形的原因
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
地形起伏的影响：产生像点位移。 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。 大气折射的影响：产生像点位移。 地球自转的影响：产生影像偏离。
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。
PART ONE
滚：遥感平台姿态翻滚是指以前进方 为轴旋转了一个角度。可导致星下点 扫描线方向偏移，使整个影像的行向 滚角引起偏离的方向错动。
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。
福师《遥感导论》第五章课堂笔记PPT课件
（在颜色性质中色调指颜色彼此相区别的特性）
颜色
是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。 遥感影像的颜色是地物在不同波段上发射或反
射电磁波大小的反映，与各波段的灰度值和不 同波段彩色合成方案有关。 遥感图像中目标地物的颜色是地物在不同波段 中反射或发射电磁辐射能量差异的综合反映。
阴影
是指遥感图像中光束被地物遮挡而产生 的地物的影子。 根据阴影形状、大小可判读物体的性质 或高度 。
专题内容判读
根据判读标志判断地物类型，按照一定的 操作规则勾绘图斑并赋相应属性，检查判 读精度，完成专题内容判读。
– 判读标志 – 图斑勾绘技术流程 – 技术规范（成图比例尺、制图综合、地物关系
处理等） – 属性编码与输入
专题制图
专题内容：专题图、影像图、专 题影像图 基础底图 图饰图例 地图整饰
相关布局
多个目标地物之间的空间配置关系。 地面物体间存在在密切的物质和能量上 的联系，依据空间布局可以推断目标地 物的属性。 例如学校教室与操场，货运码头与货物 储存场、道路与隧道等。
间接判读标志
间接判读标志是指能够间接反映和表现目标地 物信息的遥感图像的各种特征，借助它可以推 断与某地物属性相关的其他现象。
5.2 遥感图像目视判读
灵活运用判读标志 综合运用判读方法 专题内容判读 专题制图
灵活运用判读标志
黑白全色及真彩色图像：
– 高分辨率图像上地物色调和颜色与人们日常观察到的实际情 况类似，较容易分辨；
– 中低分辨率图像上地物形状被高度概括，一般地物失去个体 特征，需根据混合像元色调和颜色区分地物。
5.3 遥感地学分析简介
简单介绍综合运用遥感 和地学知识进行综合分析判 断的思路
遥感信息的基本属性
颜色
是彩色遥感图像中目标地物识别的基本标志。 遥感影像的颜色是地物在不同波段上发射或反
射电磁波大小的反映，与各波段的灰度值和不 同波段彩色合成方案有关。 遥感图像中目标地物的颜色是地物在不同波段 中反射或发射电磁辐射能量差异的综合反映。
阴影
是指遥感图像中光束被地物遮挡而产生 的地物的影子。 根据阴影形状、大小可判读物体的性质 或高度 。
专题内容判读
根据判读标志判断地物类型，按照一定的 操作规则勾绘图斑并赋相应属性，检查判 读精度，完成专题内容判读。
– 判读标志 – 图斑勾绘技术流程 – 技术规范（成图比例尺、制图综合、地物关系
处理等） – 属性编码与输入
专题制图
专题内容：专题图、影像图、专 题影像图 基础底图 图饰图例 地图整饰
相关布局
多个目标地物之间的空间配置关系。 地面物体间存在在密切的物质和能量上 的联系，依据空间布局可以推断目标地 物的属性。 例如学校教室与操场，货运码头与货物 储存场、道路与隧道等。
间接判读标志
间接判读标志是指能够间接反映和表现目标地 物信息的遥感图像的各种特征，借助它可以推 断与某地物属性相关的其他现象。
5.2 遥感图像目视判读
灵活运用判读标志 综合运用判读方法 专题内容判读 专题制图
灵活运用判读标志
黑白全色及真彩色图像：
– 高分辨率图像上地物色调和颜色与人们日常观察到的实际情 况类似，较容易分辨；
– 中低分辨率图像上地物形状被高度概括，一般地物失去个体 特征，需根据混合像元色调和颜色区分地物。
5.3 遥感地学分析简介
简单介绍综合运用遥感 和地学知识进行综合分析判 断的思路
遥感信息的基本属性
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图像分类过程的总目标是，将同类图像中所有的像 元自动地进行土地覆盖类型或土地覆盖专题的分类。
需要注意的问题是：同物异谱，同类地物具有不同 光谱特征；同谱异物，不同的地物可能具有相似的 光谱特征。
图像分类的基本原理
遥感图像的计算机分类
分类原理与基本过程
遥感图像计算机分类的依据是遥感图像像素 的相似度。
要判断一个象元属于哪 一类，只需要计算其在 特征空间中所对应点距 离哪一块最近即可。
监督分类的步骤:
(1) 通过训练样区计算分类特征参数(define signatures)
(2) 评价分类特征参数( evaluate signatures) (3) 执行监督分类(perform supervised
计算机图像分类的概念
计算机图像分类：是通过模式识别理论，利用计算机将 遥感图像分成若干地物类别的方法。
计算机图像分类的应用十分广泛，如土地覆盖/土地利 用分类、森林类型分类、植被类型分类、岩性分类等等。
计算机图像分类的基本原理
不同的地物具有不同的光谱特性，同类的地物具有 相同或相似的光谱特征。基于数字图像中反映的同 类地物的光谱相似性和异类地物的光谱差异性进行 分类。
像素的属性特征采用亮度值来表达.
遥感数字图像的特点
便于计算机分析。相比与光学图像处理方式， 遥感数字图像适合计算机处理。
图像信息损失低：二进制表示，在获取、传 输和分发过程中，不会因长期存储损失信息， 也不会因传输和复制损失信息。
抽象性强：数字形式表示的图像，便于建模 分析及进行计算机解译和运用遥感图像专家 系统。
常使用距离和相关系数来衡量相似度。 采用距离衡量相似度时，距离越小相似度越
大。 采用相关系数衡量相似度时，相关程度越大，
相似度越大。
遥感图像计算机分类方法
监督分类法：选择具有代表性的典型实验区或训练 区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性 来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数 或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理， 分别归入到已知的类别中。
二、遥感数字图像的表示方法
1. 遥感数字图像是以二维数组来表示的.
二、遥感数字图像的表示方法
2. 遥感图像按照波段数量分为: 单波段数字图像:SPOT 的全色波段. 多波段数字图像:TM的7个波段数据.
二、遥感数字图像的表示方法
3. 多波段数字图像的三种数据格式 BSQ格式(Band sequential) BIP格式(Band interleaved by pixel) BIL格式(Band interleaved by line)
第六章 遥感数字图像计算机解译
遥感数字图像的性质与特点 遥感数字图像的计算机分类 遥感图像多种特征的提取
6.1 遥感数字图像的性质与特点
遥感数字图像 遥感数字图像的表示方法 航空相片的数字化
一、遥感数字图像
遥感数字图像是以数字表示的遥感图像,其 最基本的单元是像素.像素是成像过程的采 样点,也是计算机处理图像的最小单元.像素 具有空间特征和属性特征.
非监督分类：是在没有先验类别（训练场地）作为 样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据 像元间相似度的大小进行归类合并（即相似度的像 元归为一类）的方法。
遥感数字图像计算机分类基本过程
1. 根据图像分类目的选取特定区域的遥感数字 图像，需考虑图像的空间分辨率、光谱分辨 率、成像时间、图像质量等。
2. 根据研究区域，收集与分析地面参考信息与 有关数据。
3. 根据分类要求和图像数据的特征，选择合适 的图像分类方法和算法。制定分类系统，确 定分类类别。
4. 找出代表这些类别的统计特征。
遥感数字图像计算机分类基本过程
5. 为了测定总体特征，在监督分类中可选择具 有代表性的训练场地进行采样，测定其特征。 在非监督分类中，可用聚类等方法对特征相 似的像素进行归类，测定其特征。
先存储第一行的n个波段，再依次存储n行。
三、航空相片的数字化
空间采样：将航空像片具有的连续灰度信息 转化为每行有m个单元，每列有n个单元的 像素组合。
属性量化：可得到每个像元的数字量，与 航空像片中对应位置上的灰度相对应。
6.2 遥感数字图像的计算机分类
遥感图像分类是图像信息提取的一种方法
遥感导论
第六章 遥感数字图像计算机解译
本章重点： 数字图像的性质、特点与表示方法 数字图像的分类原理，监督与非监督分类
计算机解译难点：
一、遥感图像是高空成像，受传感器、大气条 件、太阳位置等多种因素的影响。 二、遥感图像比一般图像信息丰富，地物之间 的相互影响与干扰影响信息提取。 三、遥感图像的地域性、季节性和不同成像方 式更增加了计算机对遥感图像解译的难度。
判别函数:由统计特征建立的判别式, 统计参数 包括均值,方差等,不同的算法有不同的判别函 数.
训练区的选择 水体 岩石
植被
监督分类的计算方法
常用的方法有：最小距离法、马赫拉诺距离 法、最大似然法等
最小距离法
特征空间中的每个 点对应着一个象元。
从图中可知，这些点 分成了互相分离的几 块，每块对应着不同 的地物类型。
BSQ格式(Band sequential)
是一种按ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ段顺序依 次排列的数据格式。
遵循规律：按波段排 列，每个波段按行列 号排列。
第一波段
第二波段
BIP格式(Band interleaved by pixel)
按象元来进行存储。先存储第一行第一列的 n个波段，再依次继续存储。
BIL格式(Band interleaved by line)
6. 对遥感图像中各像素进行分类。 7. 分类精度检查。 8. 对判别分析的结果进行统计检验。
一、监督分类
监督分类:建立训练区, 利用已知训练区 (training area) 样本建立判别函数的”学习” 过程,然后根据判别函数对整个图像进行分类.
训练区:用于建立判别函数的已知类别区域.在 各类地物具有代表性的区域选择.
classification) (4) 评价分类结果(evaluate classification) (5) 分类后处理(Post –classification)
需要注意的问题是：同物异谱，同类地物具有不同 光谱特征；同谱异物，不同的地物可能具有相似的 光谱特征。
图像分类的基本原理
遥感图像的计算机分类
分类原理与基本过程
遥感图像计算机分类的依据是遥感图像像素 的相似度。
要判断一个象元属于哪 一类，只需要计算其在 特征空间中所对应点距 离哪一块最近即可。
监督分类的步骤:
(1) 通过训练样区计算分类特征参数(define signatures)
(2) 评价分类特征参数( evaluate signatures) (3) 执行监督分类(perform supervised
计算机图像分类的概念
计算机图像分类：是通过模式识别理论，利用计算机将 遥感图像分成若干地物类别的方法。
计算机图像分类的应用十分广泛，如土地覆盖/土地利 用分类、森林类型分类、植被类型分类、岩性分类等等。
计算机图像分类的基本原理
不同的地物具有不同的光谱特性，同类的地物具有 相同或相似的光谱特征。基于数字图像中反映的同 类地物的光谱相似性和异类地物的光谱差异性进行 分类。
像素的属性特征采用亮度值来表达.
遥感数字图像的特点
便于计算机分析。相比与光学图像处理方式， 遥感数字图像适合计算机处理。
图像信息损失低：二进制表示，在获取、传 输和分发过程中，不会因长期存储损失信息， 也不会因传输和复制损失信息。
抽象性强：数字形式表示的图像，便于建模 分析及进行计算机解译和运用遥感图像专家 系统。
常使用距离和相关系数来衡量相似度。 采用距离衡量相似度时，距离越小相似度越
大。 采用相关系数衡量相似度时，相关程度越大，
相似度越大。
遥感图像计算机分类方法
监督分类法：选择具有代表性的典型实验区或训练 区，用训练区中已知地面各类地物样本的光谱特性 来“训练”计算机，获得识别各类地物的判别函数 或模式，并以此对未知地区的像元进行分类处理， 分别归入到已知的类别中。
二、遥感数字图像的表示方法
1. 遥感数字图像是以二维数组来表示的.
二、遥感数字图像的表示方法
2. 遥感图像按照波段数量分为: 单波段数字图像:SPOT 的全色波段. 多波段数字图像:TM的7个波段数据.
二、遥感数字图像的表示方法
3. 多波段数字图像的三种数据格式 BSQ格式(Band sequential) BIP格式(Band interleaved by pixel) BIL格式(Band interleaved by line)
第六章 遥感数字图像计算机解译
遥感数字图像的性质与特点 遥感数字图像的计算机分类 遥感图像多种特征的提取
6.1 遥感数字图像的性质与特点
遥感数字图像 遥感数字图像的表示方法 航空相片的数字化
一、遥感数字图像
遥感数字图像是以数字表示的遥感图像,其 最基本的单元是像素.像素是成像过程的采 样点,也是计算机处理图像的最小单元.像素 具有空间特征和属性特征.
非监督分类：是在没有先验类别（训练场地）作为 样本的条件下，即事先不知道类别特征，主要根据 像元间相似度的大小进行归类合并（即相似度的像 元归为一类）的方法。
遥感数字图像计算机分类基本过程
1. 根据图像分类目的选取特定区域的遥感数字 图像，需考虑图像的空间分辨率、光谱分辨 率、成像时间、图像质量等。
2. 根据研究区域，收集与分析地面参考信息与 有关数据。
3. 根据分类要求和图像数据的特征，选择合适 的图像分类方法和算法。制定分类系统，确 定分类类别。
4. 找出代表这些类别的统计特征。
遥感数字图像计算机分类基本过程
5. 为了测定总体特征，在监督分类中可选择具 有代表性的训练场地进行采样，测定其特征。 在非监督分类中，可用聚类等方法对特征相 似的像素进行归类，测定其特征。
先存储第一行的n个波段，再依次存储n行。
三、航空相片的数字化
空间采样：将航空像片具有的连续灰度信息 转化为每行有m个单元，每列有n个单元的 像素组合。
属性量化：可得到每个像元的数字量，与 航空像片中对应位置上的灰度相对应。
6.2 遥感数字图像的计算机分类
遥感图像分类是图像信息提取的一种方法
遥感导论
第六章 遥感数字图像计算机解译
本章重点： 数字图像的性质、特点与表示方法 数字图像的分类原理，监督与非监督分类
计算机解译难点：
一、遥感图像是高空成像，受传感器、大气条 件、太阳位置等多种因素的影响。 二、遥感图像比一般图像信息丰富，地物之间 的相互影响与干扰影响信息提取。 三、遥感图像的地域性、季节性和不同成像方 式更增加了计算机对遥感图像解译的难度。
判别函数:由统计特征建立的判别式, 统计参数 包括均值,方差等,不同的算法有不同的判别函 数.
训练区的选择 水体 岩石
植被
监督分类的计算方法
常用的方法有：最小距离法、马赫拉诺距离 法、最大似然法等
最小距离法
特征空间中的每个 点对应着一个象元。
从图中可知，这些点 分成了互相分离的几 块，每块对应着不同 的地物类型。
BSQ格式(Band sequential)
是一种按ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ段顺序依 次排列的数据格式。
遵循规律：按波段排 列，每个波段按行列 号排列。
第一波段
第二波段
BIP格式(Band interleaved by pixel)
按象元来进行存储。先存储第一行第一列的 n个波段，再依次继续存储。
BIL格式(Band interleaved by line)
6. 对遥感图像中各像素进行分类。 7. 分类精度检查。 8. 对判别分析的结果进行统计检验。
一、监督分类
监督分类:建立训练区, 利用已知训练区 (training area) 样本建立判别函数的”学习” 过程,然后根据判别函数对整个图像进行分类.
训练区:用于建立判别函数的已知类别区域.在 各类地物具有代表性的区域选择.
classification) (4) 评价分类结果(evaluate classification) (5) 分类后处理(Post –classification)