-2遙感圖像的種類與特性課件

3.2遙感圖像的種類與特性3.2.1遙感圖像的種類3.2.2遙感圖像的基本屬性3.2.3光學(xué)攝影像片特性3.2.4光機(jī)掃描圖像特性3.2.5固體自掃描圖像特性3.2.6成像雷達(dá)圖像特性3.2.1遙感圖像的種類幾個(gè)概念：影像:由地物反射或自身發(fā)射的電磁輻射,通過成像系統(tǒng)處理后產(chǎn)生與原物相似的形象。遙感影像:由遙感器對(duì)地球表面攝影或掃描獲得的影像。遙感圖像:遙感影像經(jīng)過處理或再編碼后產(chǎn)生的與原物相似的形象。光學(xué)攝影成像的二維連續(xù)的圖像----像片(Photograph).

掃描成像的一維連續(xù)一維離散或二維離散的圖像----圖像

(Image)。

按成像遙感器成像方式和工作波長的遙感圖像分類表成像方式工作波段實(shí)例光學(xué)攝影像片常規(guī)攝影像片黑白全色像片(可見光)天然彩色像片(可見光)航空像片航天像片非常規(guī)攝影像片黑白紅外像片(近紅外)彩色紅外像片(近紅外)紫外像片(紫外)多波段像片(紫外-近紅外)全景像片(可見光-近紅外)掃描圖像電子掃描圖像電視攝像圖像(可見光)RBV圖像

光機(jī)掃描圖像紅外掃描圖像(中、遠(yuǎn)紅外)多波段掃描圖像(紫外-遠(yuǎn)紅外)超多波段掃描圖像(可見光-近紅外)熱紅外圖像MSS、TM圖像成像波譜儀圖像固體自掃描圖像固體自掃描圖像(可見光-近紅外)HRV圖像

天線掃描圖像成像雷達(dá)圖像（微波）合成孔徑雷達(dá)圖像

既能體現(xiàn)影像特征又能揭示影像的信息內(nèi)涵

㈠.波譜特性（波譜分辨率、輻射分辨率）影像灰度或色彩差異——遙感圖像上波譜特性差異。實(shí)為其響應(yīng)(感測)波段內(nèi)電磁輻射能量大小的反映。黑白全色像片天然彩色像片反映地物對(duì)可見光的反射能量黑白紅外像片彩色紅外像片反映地物在部分可見光和攝影紅外波的反射能量熱紅外圖像反映地物在熱紅外波段的熱輻射能量(輻射溫度)成像雷達(dá)圖像反映地物對(duì)人工發(fā)射微波后向散射回波的強(qiáng)度多波段、超多波段圖像其灰度是其各自響應(yīng)波段輻射能量大小的反映——是從形態(tài)學(xué)方面識(shí)別地物、測繪地圖、建立解譯標(biāo)志、圖像幾何校正及增強(qiáng)處理的重要依據(jù)涉及：成像遙感器的空間分辨率；圖像投影性質(zhì)、比例尺、幾何畸變等

㈡.空間特性（幾何特性）1.空間分辨率指圖像能分辨具有不同反差、相距一定距離相鄰目標(biāo)的能力。表示方法：⑴.影像分辨率：指用顯微鏡觀察時(shí),1mm寬度內(nèi)能分辨出的相間排列的黑白線對(duì)數(shù)。影響因素:感光材料(顯示器)分辨率、影像比例尺、相鄰地物間的反差⑵.地面分辨率：指遙感影像上能分辨的地物間的最小距離。（非識(shí)別）分辨率：2米，地面上每2米的物品在影像中占1個(gè)像素，相當(dāng)于視角高度約為1.8km分辨率：1米，地面上每1米的物品在影像中占1個(gè)像素，相當(dāng)于視角高度約為500m分辨率：0.5米，地面上每0.5米的物品在影像中占1個(gè)像素，相當(dāng)于視角高度約為300m分辨率：12.5厘米，地面上每12.5厘米的物品在影像中占1個(gè)像素，相當(dāng)于視角高度約為80m分辨率：10厘米，地面上每10厘米的物品在影像中占1個(gè)像素，相當(dāng)于視角高度約為60m，或20樓的高度2.影像比例尺指影像上某一線段的長度與地面上相應(yīng)地物的水平距離的比值。理想條件下：由遙感光學(xué)系統(tǒng)的焦距和遙感平臺(tái)的航高之比確定，即f/H。注意：受中心投影性質(zhì)所限，不同于垂直投影，受地形起伏及在像幅的位置影響，圖像各處比例尺可能不一致。（2）.多中心投影（掃描中心投影）光機(jī)掃描影像為逐點(diǎn)行式掃描成像，每個(gè)像點(diǎn)都有各自的投影中心，但同一掃描線上各像元成像時(shí)間相差甚小，可認(rèn)為每一掃描行有一個(gè)投影中心，光機(jī)掃描影像為多中心投影。（3）.旋轉(zhuǎn)斜距投影

Sab--側(cè)視雷達(dá)圖像影像面

ab--在陰極射線管屏幕上光點(diǎn)掠過的軌跡光點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間取決于雷達(dá)發(fā)出微波到接收到回波間的時(shí)間間隔，由于微波傳播速度固定∴雷達(dá)影像實(shí)際為斜距的投影，投影性質(zhì)為旋轉(zhuǎn)斜距投影畸變（distortion）：嚴(yán)重不正常地變化，既可以指外在的，又可以指內(nèi)在的?！粑锢韺W(xué)之畸變——物體上的直線經(jīng)過透鏡成像后變成彎曲的現(xiàn)象?；兪怯捎谕哥R的放大率隨光束和主軸間所呈角度改變而引起的。光線離主軸越遠(yuǎn)，畸變?cè)酱?。◆攝影之畸變——拍攝四方形物體時(shí)，使周圍拍成卷翹或膨鼓的現(xiàn)象?！暨b感學(xué)之畸變——在一般的光學(xué)系統(tǒng)中，只要畸變引起的圖像變形不為人眼所察是可以允許的，允許的畸變值約為4%。但若需圖像特性來測定物體尺寸的光學(xué)系統(tǒng)，如航空測量鏡頭等，畸變則直接影響測量精度，必須對(duì)其嚴(yán)加校正，使畸變小到萬分之一甚至十萬分之幾。

影像幾何畸變攝影畸變—地形

㈢.時(shí)間特性

遙感影像是成像瞬間地物電磁輻射能量的記錄，而地物具有時(shí)相變化：自然變化過程：即發(fā)生--發(fā)展--演化過程節(jié)律：即事物的發(fā)展在時(shí)間序列上表現(xiàn)出某種周期性重復(fù)的規(guī)律--亦即地物的波譜特性隨時(shí)間的變化而變化。所以：遙感影響的時(shí)間特性與遙感器時(shí)間分辨率;成像季節(jié)及時(shí)間有關(guān)。3.2.3光學(xué)攝影像片特性一、幀幅式攝影像片特性二、全景式攝影像片特性（一）幀幅式航空像片種類航空像片

--航空攝影獲取的反映地面特征的影像像片航空攝影

--指運(yùn)用安裝在航空平臺(tái)上的幀幅式航空攝影機(jī)對(duì)地面進(jìn)行光學(xué)成像,用感光膠片直接記錄地物反射的0.3~1.3μm

波段電磁波,并取得像片的整個(gè)過程按工作波段和所使用的膠片，可分為：全色黑白天然彩色紅外黑白紅外彩色多波段航空像片……（二）幀幅式航空像片的地面覆蓋與影像重疊

面積航空攝影：由許多平行直線性航線組成

為保證連續(xù)覆蓋和像對(duì)立體觀察--相鄰像片間需要有部分影像重疊：航向重疊：沿航向方向的影像重疊，重疊率＞60％

——具有此種重疊關(guān)系的兩張相鄰像片稱立體像對(duì)旁向重疊：兩條相鄰航線間的影像重疊，重疊率20~30％。地形起伏越大，重疊率相應(yīng)要加大。中心投影與垂直投影的比較◆兩種投影方式比較，當(dāng)投影面傾斜時(shí)，像片各部分的比例尺變化不同，像片各部分的位移量（徑向距離）不等（傾斜誤差）

二者等比例與不等比例之縮小兩種投影方式比較，當(dāng)?shù)匦纹鸱鼤r(shí)，物體的像點(diǎn)位移稱為“投影誤差”二者投影點(diǎn)相對(duì)位置變化比較

主比例尺：以航測高差儀記錄的像底點(diǎn)的航高（航攝技術(shù)鑒定書提供）計(jì)算的比例尺?！ǔＲ灾鞅壤叽硐衿壤?。像點(diǎn)位移(δh)(投影差):由中心投影造成，在地面上平面坐標(biāo)相同但高程不同的點(diǎn)，在像平面上的像點(diǎn)坐標(biāo)不同--這種像點(diǎn)位置的移動(dòng)，稱像點(diǎn)位移。影像畸變2.地形起伏引起的像點(diǎn)位移與影像畸變基準(zhǔn)面像平面3.空間分辨率航片影像分辨率一般在25~100線對(duì)/mm

地面分辨率（m）4.航片立體觀察是目視解譯的一種重要手段。在滿足立體觀察條件時(shí)，可以將二維影像轉(zhuǎn)化為三維空間的光學(xué)立體模型，突出地物的空間特性，使人眼易于辨認(rèn)地物和確定空間位置。(需立體鏡等儀器) 航片以色調(diào)或色彩以及由它們組合的形態(tài)特征反映地物對(duì)可攝影波段(0.3-1.3μm）電磁波的反射特征影像色調(diào)或色彩是地物反射波譜特性的表征，是從波譜學(xué)角度識(shí)別地物的重要解譯標(biāo)志。黑白全色航片黑白紅外航片天然彩色片彩色紅外片多波段航片㈣.航空像片的波譜特性PanchromaticBlackandWhiteInfraredNormalColorFalse-colorInfrared1.黑白全色航片：消色物體——與物體本色一致或接近彩色物體——與物體本色有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系2.黑白紅外航片：色調(diào)取決于地物對(duì)近紅外波的反射程度，與人眼對(duì)物體的感受無關(guān)強(qiáng)反射近紅外地物--健康植物--明亮的淺色調(diào)強(qiáng)吸收近紅外地物--水體--暗(黑)色調(diào)PanchromaticBlackandWhiteInfrared黑白全色黑-白紅外（美，哈德遜河）地物影像色調(diào)一般規(guī)律3.天然彩色片--真彩色影像色彩與地物原色一致4.彩色紅外片--假彩色其色彩只具象征性,而非地物原色

NormalColorFalse-colorInfrared5.多波段航片取決地物對(duì)相應(yīng)通道工作波段的電磁波反射程度，與地物色彩有關(guān)。（五）幀幅式航片影像質(zhì)量評(píng)定黑白航片：清晰、黑度適中、反差正常、色調(diào)層次豐富、色調(diào)均勻、無黑斑與云影、無傷痕。彩色航片：色別清晰、色差正常、地物各部分明度變化明顯、色彩豐富、飽和度較高。應(yīng)能識(shí)別與地物無關(guān)的影像，如指紋、灰塵造成的白色斑點(diǎn)等。二.全景式攝影像片特性

優(yōu)點(diǎn)：影像分辨率極高、整幅影像光強(qiáng)相同缺點(diǎn)：兩側(cè)邊緣幾何畸變較大，地物影像幾何形狀嚴(yán)重失真。㈠.全景像片的空間特性1.投影性質(zhì)與影像畸變投影性質(zhì)：全景影像沿縫隙方向的一維中心投影影像畸變：全景畸變＋掃描位置畸變＋像移補(bǔ)償畸變?nèi)皵z影機(jī)攝影畸變—尺度（上下比例，左）與角度（右）與航向(xx’)平行的各條橫線間的比例尺不同，但每條橫線上比例尺相同;航跡上的主橫線比例尺最大,向兩側(cè)對(duì)稱狀變小;與航向垂直的縱線上各點(diǎn)比例尺不同，向兩側(cè)對(duì)稱狀變小。3.地面分辨率∵斜距隨掃描角變化∴不同掃描角處影像地面分辨率不同→同一面積像平面覆蓋的地面面積不同。2.比例尺4.地面的連續(xù)覆蓋⊥航跡方向--由縫隙掃描完成∥航跡方向--由平臺(tái)運(yùn)行完成取決于所用膠片類型和特性如:國土衛(wèi)星地物像機(jī)使用的：黑白全色膠片(0.4~0.7μm)：色調(diào)特征與全色黑白航片相似彩紅外反轉(zhuǎn)片(0.5~0.8μm)：色調(diào)特征與彩紅外航片相似

㈡.全景像片的波譜特性遙感藝術(shù)欣賞——

GoogleEarth拍攝的奇特地貌照GoogleEarth的影像是衛(wèi)星影像與航拍的數(shù)據(jù)整合.衛(wèi)星影像部分：QuickBird（快鳥）、LANDSAT-7等；航拍部分：BlueSky公司（英國公司，以航拍、GIS/GPS相關(guān)業(yè)務(wù)為主）、Sanborn公司、美國公DigitalGlobe公司的QuickBird（快鳥）、美國IKONOS及法國的SPOT5。圖中的造型好像是一個(gè)人，他頭戴印第安頭飾，耳朵里卻塞著耳機(jī)。這一地質(zhì)奇跡位于加拿大的艾伯塔省，其google坐標(biāo)是(50.010083,-110.113006)。在當(dāng)?shù)?，他被稱為“荒原守護(hù)圣”，據(jù)稱，這個(gè)“守護(hù)神”乃是大自然的杰作。這個(gè)巨大的人造湖只有從高空才能看出端倪，是不是像一個(gè)人呢？它位于巴西東部城市巴魯附近，google坐標(biāo)為(-21.805149,-49.089977)。

這座“心形島”位于意大利半島附近的亞得里亞海域，名為Galesnjak，該島面積僅有10.9萬平米，沒有人居住。

這一“指紋”發(fā)現(xiàn)于英國的布萊頓霍夫市的霍夫公園，直徑約30米。

澳大利亞的平面造型設(shè)計(jì)師“創(chuàng)造”了第一套“地圖字母”。位于英國貝德福德郡Whipsnade動(dòng)物園的一頭巨獅子。

從Google地圖中看到的一些景象簡直是匪夷所思，例如，一架噴氣戰(zhàn)斗機(jī)居然停在巴黎附近一個(gè)看上去像居民區(qū)的地方，該地google坐標(biāo)為(48.825183,2.1985795)。

位于加州的美國海軍建筑，幾個(gè)樓正好拼成“納粹十字”，由于公眾的反對(duì)，海軍不得不撥出60萬美金，專門對(duì)建筑的造型進(jìn)行改觀。

火狐創(chuàng)辦初期，一些忠實(shí)的火狐粉絲為了給網(wǎng)站造勢(shì)，他們組織起來在美國俄勒岡州阿米提的田野中，再現(xiàn)了這個(gè)獨(dú)特的火狐logo。地