遥感图像的种类与特性

分辨率：5米，地面上每5米的物品在影像中占1个像素， 相当于视角高度约为4km
分辨率：2米，地面上每2米的物品在影像中占1个像素，相 当于视角高度约为1.8km
分辨率：1米，地面上每1米的物品在影像中占1个像素， 相当于视角高度约为500m
分辨率：0.5米，地面上每0.5米的物品在影像中占1个像素， 相当于视角高度约为300m
Google Earth的影像是卫星影像与航拍的数据整合. 卫星影像部分：QuickBird（快鸟）、LANDSAT-7等； 航拍部分：BlueSky公司（英国公司，以航拍、GIS/GPS相关业务为主）、Sanborn公
司、美国公DigitalGlobe公司的QuickBird（快鸟）、美国IKONOS及法国的SPOT5。
• （一）波谱特性（波谱分辨率辐射分辨率） • （二）空间特性 • （三）时间特性
㈠.波谱特性（波谱分辨率、辐射分辨率）
• 影像灰度或色彩差异——遥感图像上波谱特性差异。 实为其响应( 感测) 波段内电磁辐射能量大小的反映。
黑白全色像片 天然彩色像片 黑白红外像片 彩色红外像片
热红外图像
成像雷达图像
地形起伏越大，重叠率相应要加大。
旁向重叠
航向重叠
（三）帧幅式航片的空间特性
1.投影性质及比例尺 • 投影性质——地面的中心投影 • 比例尺：各处影像会出现不一致。
– 在地形起伏地区：各影像点相对航高不同--不同高程处地物影像比例尺不 同→地形起伏地区航片只能概略表示
中心投影与垂直投影的比较
◆两种投影方式比较，当投影面倾斜时，像片各部 分的比例尺变化不同，像片各部分的位移量（径向 距离）不等（倾斜误差）
二 者 等 比 例 与 不 等 比 例 之 缩 小
两种投影方式比较，当地形起伏时，物体的像点位移 称为“投影误差”
二 者 投 影 点 相 对 位 置 变 化 比 较
• 主比例尺：以航测高差仪记录的像底点的 航高（航摄技术鉴定书提供）计算的比例尺。
——通常以主比例尺代表像片比例尺。
2.地形起伏引起的像点位移与影像畸变
图
像
固体自扫描图像
天线扫描图像
红外扫描图像(中、远红外) 多波段扫描图像(紫外-远红外) 超多波段扫描图像(可见光-近红外)
固体自扫描图像(可见光-近红外)
成像雷达图像（微波）
热红外图像 MSS、TM图像 成像波谱仪图像
HRV图像 合成孔径雷达图像
既能体现影像特征又能揭示影像的信息内涵
3.2.2 遥感图像的基本属性
⑴.中心投影 地面上各物点的投影光线都通过一个 固定点(S)投影到投影面(P1 、 P2)上形成 的透视影像称中心投影。 负像(负片) -- P1与地物位于S两侧 正像(正片) -- P2与地物位于S同侧
（2）.多中心投影（扫描中心 投影）
• 光机扫描影像为逐点行式扫 描成像，每个像点都有各自 的投影中心，但同一扫描线 上各像元成像时间相差甚小， 可认为每一扫描行有一个投 影中心，光机扫描影像为多 中心投影。
Panchromatic
Black and White Infrared
Normal Color
False-color Infrared
1.黑白全色航片：
地物影像色调一般规律
消色物体——与物体本色一致或接近
彩色物体——与物体本色有一定的对应关系
2.黑白红外航片：色调取决于地物对近红外波的反射程 度，与人眼对物体的感受无关
象。 • 遥感影像:由遥感器对地球表面摄影或扫描获得的影像。 • 遥感图像:遥感影像经过处理或再编码后产生的与原物相似的形象。 • 光学摄影成像的二维连续的图像----像片(Photograph). • 扫描成像的一维连续一维离散或二维离散的图像----图像 (Im遥感图像分类表
4.地面的连续覆盖
⊥航迹方向--由缝隙扫描完成 ∥航迹方向--由平台运行完成
㈡.全景像片的波谱特性
• 取决于所用胶片类型和特性 如: 国土卫星地物像机使用的： 黑白全色胶片(0.4~0.7μm)：色调特征与全色黑白航片相似 彩红外反转片(0.5~0.8μm)：色调特征与彩红外航片相似
遥感艺术欣赏—— Google Earth拍摄的奇特地貌照
（一）帧幅式航空像片种类
• 航空像片 --航空摄影获取的反映地面特征的影像像片 • 航空摄影 --指运用安装在航空平台上的帧幅式航空摄影机
对地面进行光学成像,用感光胶片直接记录地物反射的 0.3~1.3μm 波段电磁波,并取得像片的整个过程 按工作波段和所使用的胶片，可分为： • 全色黑白 • 天然彩色 • 红外黑白 • 红外彩色 • 多波段航空像片……
成像方式
工作波段
实例
光
常规摄影像片
学
摄
影
像 片 非常规摄影像片
电子扫描图像
黑白全色像片(可见光) 天然彩色像片(可见光)
黑白红外像片(近红外) 彩色红外像片(近红外)
紫外像片 (紫外) 多波段像片(紫外-近红外) 全景像片(可见光-近红外)
电视摄像图像(可见光)
航空像片 航天像片
RBV图像
扫
描
光机扫描图像
常规摄影畸变现象——
畸变对成像的影响
摄影畸变—地形
㈢.时间特性
遥感影像是成像瞬间地物电磁辐射能量的记录，而地物具有时相变化： • 自然变化过程：即发生--发展--演化过程 • 节律：即事物的发展在时间序列上表现出某种周期性重复的规律--亦即地物
的波谱特性随时间的变化而变化。 所以：遥感影响的时间特性与遥感器时间分辨率;成像季节及时间有关。
分辨率：25厘米，地面上每25厘米的物品在影像中占1个像素， 相当于视角高度约为150m
分辨率：12.5厘米，地面上每12.5厘米的物品在影像中占1个 像素，相当于视角高度约为80m
分辨率：10厘米，地面上每10厘米的物品在影像中占1个像素， 相当于视角高度约为60m，或20楼的高度
2.影像比例尺
多波段、超多波段图像
反映地物对可见光的反射能量
反映地物在部分可见光和摄影 红外波的反射能量
反映地物在热红外波段的热辐 射能量(辐射温度) 反映地物对人工发射微波后向散 射回波的强度 其灰度是其各自响应波段辐射 能量大小的反映
㈡.空间特性 （几何特性）
——是从形态学方面识别地物、测绘地图、建 立解译标志、图像几何校正及增强处理的重 要依据
Normal Color
False-color Infrared
5.多波段航片
• 取决地物对相应通道工作波段的电磁波反射程 度，与地物色彩有关。
（五）帧幅式航片影像质量评定
• 黑白航片：清晰、黑度适中、反差正常、色调层次丰富、色调均匀、无黑斑 与云影、无伤痕。
• 彩色航片：色别清晰、色差正常、地物各部分明度变化明显、色彩丰富、饱 和度较高。
3.2 遥感图像的种类与特性
3.2.1 遥感图像的种类 3.2.2 遥感图像的基本属性 3.2.3 光学摄影像片特性 3.2.4 光机扫描图像特性 3.2.5 固体自扫描图像特性 3.2.6 成像雷达图像特性
3.2.1 遥感图像的种类
几个概念： • 影像:由地物反射或自身发射的电磁辐射,通过成像系统处理后产生与原物相似的形
• 指影像上某一线段的长度与地面上相应地物 的水平距离的比值。
理想条件下：由遥感光学系统 的焦距和遥感平台的航高之比 确定，即f/H。
注意：受中心投影性质所限， 不同于垂直投影，受地形起伏 及在像幅的位置影响，图像各 处比例尺可能不一致。
3.投影性质与影像几何畸变
• 遥感影像均经光学系统聚焦成像，透镜的成像规律和遥感器 成像方式决定了遥感图像的投影性质，不同投影性质会产生 不同性质的影像几何畸变。
• 强反射近红外地物--健康植物--明亮的浅色调
• 强吸收近红外地物--水体--暗(黑)色调
黑 白 全 色
Panchromatic
黑 白 红 外
Black and White Infrared
-
（美，哈德逊河）
3.天然彩色片--真彩色 影像色彩与地物原色一致 4.彩色红外片--假彩色 其色彩只具象征性,而非地物原色
• 涉及：
– 成像遥感器的空间分辨率； – 图像投影性质、比例尺、几何畸变等
1.空间分辨率 • 指图像能分辨具有不同反差、相距一定距离相邻目标的能力 。 • 表示方法： ⑴.影像分辨率：指用显微镜观察时,1mm宽度内能分辨出的相间排列的黑白线对数。 • 影响因素:感光材料(显示器)分辨率、影像比例尺、 相邻地物间的反差 ⑵.地面分辨率：指遥感影像上能分辨的地物间的最小距离。（非识别）
• 像点位移(δh) (投影差): 由中心投影造成，在地面上平面坐标 相同但高程不同的点，在像平面上的像点坐标不同 --这种像 点位置的移动，称像点位移。 影像畸变
像平面
基准面
3.空间分辨率 • 航片影像分辨率一般在25~100线对/mm • 地面分辨率（m）
4.航片立体观察 • 是目视解译的一种重要手段。 • 在满足立体观察条件时，可以将二维影像转化为三维空间的光学立体模型，突出地
全景摄影机
摄影畸变—尺度（上下比例，左）与角度（右）
2.比例尺
• 与航向(xx’)平行的各条横线间的比例尺不同，但每条横线上 比例尺相同;
• 航迹上的主横线比例尺最大, 向两侧对称状变小; • 与航向垂直的纵线上各点比例尺不同，向两侧对称状变小。
3.地面分辨率
∵斜距随扫描角变化 ∴不同扫描角处影像地面分辨率不同→同一面积像平面覆盖 的地面面积不同。
（二）帧幅式航空像片的地面覆盖与影像重叠
• 面积航空摄影：由许多平行直线性航线组成
为保证连续覆盖和像对立体观察--相邻像片间需要有部分影像重叠： • 航向重叠：沿航向方向的影像重叠，重叠率＞60％