第二章遙感數(shù)字圖像的獲取和存儲(chǔ)

1、第二章 遙感數(shù)字圖像的獲取和存儲(chǔ)2.1 遙感圖像的獲取和數(shù)字化2.1.1 遙感系統(tǒng) 遙感是遙感信息的獲取、傳輸、處理以及分析判讀和應(yīng)用的過(guò)程。遙感的實(shí)施依賴于遙感系統(tǒng)。 遙感系統(tǒng)是一個(gè)從地面到空中乃至整個(gè)空間，從信息收集、存儲(chǔ)、傳輸、處理到分析、判讀、應(yīng)用的技術(shù)體系，主要包括遙感試驗(yàn)、信息獲取(傳感器、遙感平臺(tái))、信息傳輸、信息處理、信息應(yīng)用等5個(gè)部分。2.1.2 傳感器的分辨率傳感器的分辨率指?jìng)鞲衅鲄^(qū)分自然特征相似或光譜特征相似的相鄰地物的能力。傳感器分辨率指標(biāo)主要有： 輻射分辨率 光譜分辨率 空間分辨率 時(shí)間分辨率輻射分辨率是傳感器區(qū)分反射或發(fā)射的電磁波輻射強(qiáng)度差異的能力。在遙感圖像中，圖

2、像的量化位數(shù)可以看作是輻射分辨率的近似表述。光譜分辨率是傳感器記錄的電磁光譜中特定波長(zhǎng)的范圍和數(shù)量。波長(zhǎng)范圍越窄，光譜分辨率越高；波段數(shù)越多，光譜分辨率越高?？臻g分辨率是指遙感圖像上能夠詳細(xì)區(qū)分的最小單元的尺寸或大小，即傳感器能把兩個(gè)目標(biāo)物作為清晰的實(shí)體記錄下來(lái)的兩個(gè)目標(biāo)物之間最小的距離。高空間分辨率圖像：空間分辨率100m。NOAA、MODIS等。時(shí)間分辨率：對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行重復(fù)探測(cè)時(shí)，相鄰兩次探測(cè)的時(shí)間間隔稱為時(shí)間分辨率。根據(jù)周期的長(zhǎng)短，時(shí)間分辨率可分為3種： 超短(短)周期時(shí)間分辨率，可以觀測(cè)到一天之內(nèi)的變化，以小時(shí)為單位。 中周期時(shí)間分辨率，可以觀測(cè)到一年內(nèi)的變化，以天為單位。1) 長(zhǎng)周

3、期時(shí)間分辨率，一般以年為單位。 圖像數(shù)字化的過(guò)程就是把一幅遙感模擬圖像分割成一個(gè)個(gè)小區(qū)域（像元或像素），并將各小區(qū)域灰度用整數(shù)表示。數(shù)字化包括兩個(gè)過(guò)程：采樣和量化。2.1.3 采樣和量化不同采樣間隔對(duì)TM圖像的影響1.采樣 將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(diǎn)(即像素)的操作稱為采樣。采樣間隔的大小，影響著圖像表示地物的真實(shí)性。不同量化位數(shù)對(duì)TM圖像的影響2.量化 采樣后圖像被分割成空間上離散的像素，但其灰度值沒(méi)有改變。量化是將像素灰度值轉(zhuǎn)換成整數(shù)灰度級(jí)的過(guò)程。一幅遙感數(shù)字圖像中不同灰度值的個(gè)數(shù)稱灰度級(jí)，用G表示。2.2 遙感圖像的類型 根據(jù)傳感器選用的波長(zhǎng)范圍不同，遙感圖像可以劃分為下面兩種類型：

4、不相干圖像：為光學(xué)遙感所產(chǎn)生的圖像，通過(guò)自然光源或者通過(guò)非相干輻射源得到。 相干圖像：為微波遙感所產(chǎn)生的圖像。QuickBird衛(wèi)星圖像（北京市公主墳立交橋） Envisat 多極化合成圖2.3 遙感數(shù)字圖像的級(jí)別和數(shù)據(jù)格式2.3.1 數(shù)據(jù)級(jí)別0級(jí)產(chǎn)品：級(jí)產(chǎn)品：未經(jīng)過(guò)任何校正的原始圖像數(shù)據(jù)。1級(jí)產(chǎn)品：級(jí)產(chǎn)品：經(jīng)過(guò)了初步輻射校正的圖像數(shù)據(jù)。2級(jí)產(chǎn)品：級(jí)產(chǎn)品：經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)級(jí)的幾何校正，即根據(jù)衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)等參數(shù)以及地面系統(tǒng)中的有關(guān)參數(shù)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正。3級(jí)產(chǎn)品：級(jí)產(chǎn)品：經(jīng)過(guò)了幾何精校正，即利用地面控制點(diǎn)對(duì)圖像進(jìn)行了校正，使之具有了更精確的地理坐標(biāo)信息。2.3.2 元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)是關(guān)于圖像數(shù)據(jù)特

5、征的表述，是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)是重要的信息源，沒(méi)有元數(shù)據(jù)，圖像就沒(méi)有使用價(jià)值。header.txt2.3.3 通用遙感圖像數(shù)據(jù)格式1) BSQ格式（Band Squential）是像素按波段順序依次排列的數(shù)據(jù)格式。2) BIL格式（Band interleaved by line）格式中，像素先以行為單位分塊，在每個(gè)塊內(nèi)，按照波段順序排列像素。3) BIP格式（Band interleaved by pixel）格式中，以像素為核心，像素的各個(gè)波段數(shù)據(jù)保存在一起，打破了像素空間位置的連續(xù)性。2.3.4 特殊遙感圖像數(shù)據(jù)格式陸地資源衛(wèi)星L5的數(shù)據(jù)格式圖像數(shù)據(jù)包括7個(gè)波段，每個(gè)波段的數(shù)據(jù)保存在

6、一個(gè)二進(jìn)制文件中，文件名為Bandx。其中，x為波段的編號(hào)。 Band1.dat 38161KB Band2.dat 38161KB Band3.dat 38161KB Band4.dat 38161KB Band5.dat 38161KB Band6.dat 38161KB Band7.dat 38161KB Header.dat 2KB 2) HDF數(shù)據(jù)格式HDF(Hierarcgy Data Format)層次數(shù)據(jù)格式是美國(guó)伊利諾伊大學(xué)的國(guó)家超級(jí)計(jì)算應(yīng)用中心于1987年研制開(kāi)發(fā)的一種軟件和函數(shù)庫(kù)，主要用來(lái)存儲(chǔ)由不同計(jì)算機(jī)平臺(tái)產(chǎn)生的各種類型的科學(xué)數(shù)據(jù)。3) TIFF圖像格式（Tag image file format）4) GeoTIFF圖像格式（geographically registered tagged image file format）2.3.5 圖像文件的坐標(biāo)圖2.9 圖像坐標(biāo)文件坐標(biāo)指像素在圖像中的位置。2.