什么是遙感影像的DN值

1、遙感影像的DN值，究竟是何方神圣？【基礎(chǔ)概念】?地表反射電磁波，被衛(wèi)星的傳感器記錄下來，就得到DNfi;?是遙感影像像元亮度值，記錄地物的灰度值，無單位，是一個整數(shù)值；?DN值就是像素值，DN值的大小代表地物反射電磁波的能力，通俗點來講就是分辨地物，因為不同的地物應(yīng)該具有不同的DN直【需要知道的】?DN值并不是地物真正的光譜值因為受到傳感器本身性能、太陽位置、角度條件、天氣條件及地形等因素的影響，傳感器所記錄的數(shù)據(jù)與目標(biāo)的光譜反射率或光譜輻射亮度值并不一致；?怎樣才能得到真正的地物光譜值呢？將DNffl轉(zhuǎn)換為地物反射率，恢復(fù)地物光譜數(shù)據(jù)本來的面目，稱為地物光譜數(shù)據(jù)重建，過程如圖所示：p/原始數(shù)

2、字侑號I遙一整定標(biāo)：I;塘樓雅入射信一大?校正I*”地表輻射值口2I光照及地校it:.地點其反射值匚匚遙感器定標(biāo)（又稱為輻射定標(biāo)）消除傳感器本身影響的輻射校正過程【重要性】對于高光譜定量遙感具有十分重要的意義，只有在精確定標(biāo)后，才能獲取真實的地物物理參量，才能與不同的高光譜遙感數(shù)據(jù)、模擬數(shù)據(jù)進行對比分析?！揪唧w形式】建立遙感器每個探測元所輸出信號的數(shù)值量化值（DN與該探測器對應(yīng)像元內(nèi)的實際地物輻射亮度值之間的定量關(guān)系：Li=AiDNi+BiLi:波段i的入瞳輻射能量DNi:波段i傳感器的輸出亮度值A(chǔ)i:波段i的定標(biāo)增益系數(shù)Bi:波段i的定標(biāo)偏置量【實施的三個階段】實驗室定標(biāo)、星上定標(biāo)、場地定標(biāo)

3、實驗室定標(biāo)：是成像光譜儀在運行前在實驗室所接受的定標(biāo)過程，包括光譜定標(biāo)和輻射定標(biāo)光譜定標(biāo)確定成像光譜儀每個波段的中心波長和帶寬輻射定標(biāo)絕對定標(biāo)通過各種標(biāo)準(zhǔn)輻射源，在不同波譜段建立成像光譜儀入瞳處光譜輻射亮度值與成像儀輸出的亮度值（DN之間的定量關(guān)系相對定標(biāo)校正遙感器中各個探測元件響應(yīng)度差異而對衛(wèi)星遙感器測量到的原始數(shù)字進行歸一化的工作星上定標(biāo)（機上定標(biāo)）辛飛行之前的實驗室定標(biāo)會隨著環(huán)境的變化而變化，由于受到發(fā)射的影響和空間工作的溫度變化，發(fā)射前的定標(biāo)關(guān)系發(fā)生變化，因此實驗室定標(biāo)后飛機或衛(wèi)星上的定標(biāo)也是必要的。4星上定標(biāo)的內(nèi)容和形式基本上與實驗室定標(biāo)是類似的，其中穩(wěn)定的光源是主要因素。場地定標(biāo)*

4、在遙感器處于正常運行條件下，選擇輻射的定標(biāo)場地，通過地面同步測量對遙感進行定標(biāo)。進而對前面兩項定標(biāo)進行檢驗和修正。*原理：遙感器升空后，在定標(biāo)場地選擇若干像元區(qū)，測量成像光譜儀對應(yīng)地物的各波段光譜反射率和大氣光譜參量，利用大氣輻射傳輸模型給出成像光譜儀入瞳處各譜帶的輻射亮度，最后確定它與成像光譜儀對應(yīng)的輸出的數(shù)字量化值的關(guān)系，求解定標(biāo)系數(shù)，并進行誤差分析。大氣校正【需要知道的】你了解大氣傳輸理論嗎？?大氣散射集中在太陽輻射能量最強的可見光區(qū)。因此，散射是太陽輻射衰減的主要原因。?大氣對電磁輻射產(chǎn)生的散射和吸收是主要的輻射誤差源，因此，遙感圖像的大氣校正主要是補償大氣在放射和吸收方面的順時影響。

5、【常用的兩種方法】?圖像統(tǒng)計模型法*平場域法FFT(FlatFieldTransfer)*內(nèi)部平均法IARR(InternalAverageRelativeReflectance)上經(jīng)驗線性法EL(EmpiricalLine)波段對比法一一暗像元法波段對比法一一回歸分析法?大氣輻射傳輸模型大氣輻射陽IW星在可見光-短波紅外光譜區(qū)<04-25im>,到達遙感器處總的上行轉(zhuǎn)射“Upwillingra山:mce為：L=+上f+LTL為遙感耦處總的上行輻射.身為地表對太陽光的反射輻射,L弋為地表對天空光的反射，L?為大氣向上散射的程輻射.66s模型6s模型：secondsimulation

6、ofthesatellitesignalin1thesolarspectrum根據(jù)不同的成像系統(tǒng)和大氣條件，通過大氣傳輸方程對大氣輻射進行求取。輸入的參數(shù)包括:1,幾何參數(shù)2、大氣模式3,氣溶膠模式4、氣溶膠濃度5、地面高度6,探測器高度7、地表特性8、表觀反射率輸出的結(jié)果1、2、3、4、吸收輻射散射校正人基于大氣物理參數(shù)的模型基于大氣物理參數(shù)的模型1、lowtran模型：大氣輻射傳輸實用軟件（美國空軍球物理實驗室開發(fā)）2、modtran模型：對lowtran的改進3.acorn模型：美國科羅:"(hied的一種基于圖像處理的”窿ft|Q金Hl值到表觀地表反射率的！.X*-Hvfel

7、«1,必Marr，»：.：:二*fl/JurBiiulliRUktLOfJM“jMITx力，:酢TMfOTi|>Mf«tL，i5HetWt>!«卜wqsitf«1IM'tfnMkItaaHriiriIiiifljj*ikv4s*Wba&K.11alur-Ltr:IlM函1ttfiCH，.，P（入）=R（入）/F（入）p入：相對反射率R入：像元輻射光譜F入：（定標(biāo)點）平場域平均輻射光譜是一種相對定標(biāo)方法，已廣泛應(yīng)用于成像光譜遙感數(shù)據(jù)處理中。型要求在已處理的影像數(shù)據(jù)上存在分布均勻、一定面積的純凈地物，該區(qū)域的平均光譜沒有

8、明顯的吸收特征,區(qū)域輻射光譜主要反圖像q（入）=R（入）/F（入）p入:相對反射率R入：像元輻射光譜F入：全圖像平均輻射光譜統(tǒng)計映的是當(dāng)時大氣條件下的太陽光譜。處理時，選擇其中某一樣區(qū)，并求出其像元的灰度平均值，然后對圖像中每一個像元均除以該平均灰度值，從而對整幅圖像數(shù)據(jù)進行定標(biāo)。模型假定一幅圖像內(nèi)部的地物充分混雜，整幅圖像的平均光譜基本代表了大氣影響下的太陽光譜信息。因而把圖像DN值與整幅圖像的平均輻射光譜值的比值作為相對反射率，校正后的結(jié)果為相對反射率值。這種方法假設(shè)地面變化使充分異構(gòu)的，光譜反射特性的空間變化會相互抵消。如果這個假設(shè)不成立，得到的反射光譜會有虛假性。DN（b）=A（b）*

9、p（入）+B（b）A（b）乘積項：反映了大氣傳輸及儀器設(shè)備的放大比B（b）偏移項：反映了大氣輻射值及儀器的零點偏移這種方法假設(shè)地面目標(biāo)的反射率與成像光譜儀探測器所獲得的信號之間具有線性關(guān)系。DN代表的是波段b上給定像元的灰度值,P代表的是反射率。使用經(jīng)驗線性法過程中對定標(biāo)點有如卜要求：1）定標(biāo)點要選擇盡可能各向同性的均一地物2）地標(biāo)點地物在光譜上要跨越盡可能寬的地球反射光譜段3）定標(biāo)點要盡可能與研究區(qū)保持同一海拔高度暗像元法該方法的理論依據(jù)在于大氣散射的選擇性一一大氣散射對長波影響小，對短波影響大。若圖像中存在亮度為0的目標(biāo)，如深海水體、陰影等，則其對應(yīng)圖像的亮度值應(yīng)為0,實際上只有在沒有受大

10、氣影響的情況下，亮度值才可能為0,其他目標(biāo)由于水氣散射、輻射使得目標(biāo)的亮度值/、為0.以陸地資源衛(wèi)星TM為例，1波段受到散射影響最為嚴(yán)重，其次為2、3波段，7波段所受散射影響最小，則可以把近紅外圖像看做無散射影響的標(biāo)準(zhǔn)影像，對不同波段對比分析計算出大氣干擾值o回歸分析法用長波數(shù)據(jù)來校正短波數(shù)據(jù)。在不受大氣影響的波段（如待校正的某一波段圖像中，選擇由最亮至最暗的一系列目標(biāo)一目標(biāo)的兩個待比較的波段灰度值提取出來進行回歸分析Y（平均值）=a1+b1*X（平均值）X（平均值）：TM旗段的亮度平均值Y（平均值）：TM1亮度均值TM5和,將每,例如：光照及地形校正?輻射地形校正消除地形造成的影像中同類地物

11、亮度值的差異，提高影像解譯精度?幾何校正【首先了解幾何畸變】遙感圖像在幾何位置上發(fā)生了變化，產(chǎn)生行列不均勻，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。產(chǎn)生畸變的圖像給定量分析及位置配準(zhǔn)造成困難，在應(yīng)用遙感圖像前,必須將其準(zhǔn)確投影到需要的坐標(biāo)系中，這就是幾何校正?！具b感影像變形的原因】遙感平臺位置和運動狀態(tài)變化、地形起伏影響，地球表面曲率的影響大氣折射、地球自轉(zhuǎn)的影響等【如何糾正】上粗校正首先由接受部門進行校正，這種校正往往根據(jù)遙感平臺、地球、傳感器的各種參數(shù)糾正系統(tǒng)誤差，即把與傳感器有關(guān)的測定的校正數(shù)據(jù)代入相應(yīng)的構(gòu)象方程。上精校正在粗校正的基礎(chǔ)上，再由用戶根據(jù)使用的目的不同或投影及比例尺不同，進一步做幾何精校正?！編缀尉Ｕ锌刂泣c的采樣方