遙感的定義與分類.ppt

1、3.4遙感的定義和分類，3.4.1遙感的定義3.4.2遙感的分類，遙感圖像的幾何校正是對(duì)成像過程中產(chǎn)生的各種誤差進(jìn)行校正，包括幾何粗校正和精校正。幾何粗校正用于系統(tǒng)誤差校正，需要將傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)、衛(wèi)星姿態(tài)參數(shù)和傳感器位置代入理論校正公式。幾何粗校正通常由數(shù)據(jù)提供者或地面接收站進(jìn)行。遙感應(yīng)用中使用的圖像通常通過幾何粗校正進(jìn)行處理。2幾何校正，幾何粗校正后的遙感圖像仍存在隨機(jī)誤差和一些未知的系統(tǒng)誤差，需要進(jìn)行幾何精校正。幾何精度校正是指消除圖像中的幾何失真并生成符合特定地圖投影的新圖像的過程。精確的幾何校正需要使用地面控制點(diǎn)和適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型。幾何校正和幾何精度校正分為兩個(gè)過程：空間插值：在圖像像素

2、坐標(biāo)和地面控制點(diǎn)之間建立數(shù)學(xué)模型，利用該數(shù)學(xué)模型將待校正圖像的坐標(biāo)校正到輸出圖像中。亮度插值：確定輸出圖像像素的亮度值。幾何校正，下面的圖是一個(gè)失真的情況，如何糾正它？2幾何校正，兩幅圖像的幾何失真之間的關(guān)系可以用解析公式來描述。有兩種情況：1 .h1(x，y)，h2(x，y)是已知的；2.h1(x，y)，h2(x，y)未知。假設(shè)f(x，y)是未失真的原始圖像，g(x，y)是f(x，y)失真的結(jié)果。假設(shè)恢復(fù)的圖像像素是參考坐標(biāo)系中等距網(wǎng)格的交點(diǎn)，從網(wǎng)格交點(diǎn)的坐標(biāo)(x，y)開始，根據(jù)：2的幾何校正，已知畸變圖像上每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)的坐標(biāo)(x，y)可以根據(jù)(x，y)的函數(shù)關(guān)系計(jì)算。(，)=h1(x，y)，

3、h2(x，y).因?yàn)?，)通常不一定是整數(shù)，所以它不會(huì)與g(x，y)中的任何點(diǎn)重合。找出g(x，y)中最靠近(，)的點(diǎn)(x1，y1)，讓f(x，y)=g(x1，y1)，也就是說，讓g(x1，y1)逐點(diǎn)進(jìn)行，直到整個(gè)圖像的幾何失真得到校正。在函數(shù)關(guān)系未知的情況下，h1(x，y)和h2(x，y)可以通過多項(xiàng)式、2個(gè)幾何校正、2個(gè)幾何校正近似為：在函數(shù)h1(x，y)和h2(x，y)未知的情況下，函數(shù)h1(x，y)和H2 (x，y)通常由參考圖像和幾何失真圖像上具有相同名稱的多對(duì)像素的坐標(biāo)確定。太陽上、下輻射地形因子的傳感器誤差；在利用遙感圖像進(jìn)行地表遙感研究時(shí)，可能有必要對(duì)這些干擾因素的輻射進(jìn)行校正

4、，使遙感圖像能夠盡可能地反映地物的差異。3、輻射校正、光學(xué)相機(jī)內(nèi)部輻射誤差使用鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)存在邊緣變暗現(xiàn)象，相機(jī)表面的邊緣部分比中心部分暗。原因：透鏡中心和邊緣的透射光強(qiáng)度不一致，導(dǎo)致同一種地物在圖像不同位置的灰度值不同。校正方法：在這種光學(xué)系統(tǒng)中，圖像上每個(gè)像點(diǎn)的光強(qiáng)分布符合以下規(guī)律：Ep=Eo cos4，即光軸到攝影平面邊緣的視角。插圖，3輻射校正，傳感器端的輻射校正在具有掃描模式的傳感器中，傳感器收集的電磁波信號(hào)需要通過光電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并進(jìn)行記錄。信號(hào)在量化后變成離散的灰度級(jí)，傳感器端的輻射校正是將具有相對(duì)重要性的離散亮度值轉(zhuǎn)換成具有物理重要性的輻射或反射率的過程。由傳感器端輻

5、射校正的反射率稱為行星反射率或大氣頂部反射率。3輻射校正，傳感器端的輻射校正在遙感應(yīng)用中，DN值圖像通常通過以下公式轉(zhuǎn)換成具有物理意義的輻射圖像。3輻射校正-大氣校正，大氣校正傳感器接收的信息可分為兩部分。首先，過程輻射信息通常被認(rèn)為是無用的信息；另一方面，到達(dá)地表后，太陽的向下輻射被地面反射，一些輻射穿過大氣層到達(dá)傳感器，攜帶目標(biāo)的有效信息。路徑輻射：在太陽輻射通過大氣下降的過程中，被大氣分子、氣溶膠和粒子散射，一些散射的輻射直接到達(dá)傳感器，稱為路徑輻射。3輻射校正-大氣校正，太陽輻射受大氣吸收和散射的影響，在下降過程中通過大氣到達(dá)表面，并從表面反射到達(dá)傳感器。大氣校正：從傳感器接收的信號(hào)中

6、消除大氣效應(yīng)的影響，提取地表反射輻射的有用信息。1、遙感圖像增強(qiáng)處理，圖像增強(qiáng)是利用一系列技術(shù)來提高圖像的視覺效果，或?qū)D像轉(zhuǎn)換成更適合于人或機(jī)器分析處理的形式。圖像增強(qiáng)是指綜合全面地提高圖像質(zhì)量，解決圖像因噪聲、模糊和對(duì)比度降低而退化等三類問題。圖像增強(qiáng)不是估計(jì)圖像的實(shí)際退化過程和因素并對(duì)其進(jìn)行校正，而是考慮圖像退化的一般性質(zhì)并對(duì)其進(jìn)行校正，以提高一般或平均圖像質(zhì)量并提高分辨率。1遙感圖像增強(qiáng)處理，點(diǎn)操作：一種通過改變圖像像素的亮度值來改變圖像像素的對(duì)比度，從而改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。因?yàn)榱炼戎凳禽椛鋸?qiáng)度的反映，所以也叫輻射增強(qiáng)。鄰域操作：如果當(dāng)前像素的亮度值根據(jù)每個(gè)像素周圍的幾個(gè)像素值

7、進(jìn)行修改，這稱為鄰域處理。鄰域處理分為窗口處理和模板處理。對(duì)比度增強(qiáng)，對(duì)比度增強(qiáng)的理論基礎(chǔ)每幅圖像可以得到其像素亮度值的直方圖，觀察直方圖的形狀，并粗略分析圖像質(zhì)量。一般來說，對(duì)于包含大量像素的圖像，像素亮度值應(yīng)該符合統(tǒng)計(jì)分布規(guī)律，即假設(shè)像素亮度是隨機(jī)分布的，直方圖應(yīng)該是正態(tài)分布。在實(shí)踐中，如果圖像的直方圖接近正態(tài)分布，則意味著圖像中像素的亮度接近隨機(jī)分布，這是一種適合統(tǒng)計(jì)分析的圖像。當(dāng)觀察直方圖形狀時(shí)，發(fā)現(xiàn)直方圖的峰值偏向亮度坐標(biāo)軸的左邊，這意味著圖像是暗的；峰值偏向坐標(biāo)軸右側(cè)，這意味著圖像很亮；峰值上升太陡、太窄，表明圖像的高密度值過于集中。所有上述情況都反映了圖像對(duì)比度低和圖像質(zhì)量差。2

8、對(duì)比度增強(qiáng)，2對(duì)比度增強(qiáng)，為了提高圖像的對(duì)比度，有必要改變圖像像素的亮度值?；叶茸儞Q是將一個(gè)灰度區(qū)間映射到另一個(gè)灰度區(qū)間的變換，這種變換必須符合一定的數(shù)學(xué)規(guī)則，即在運(yùn)算過程中有一個(gè)變換函數(shù)。對(duì)比度增強(qiáng)可以調(diào)整圖像的灰度動(dòng)態(tài)范圍或?qū)Ρ榷龋箞D像清晰、鮮明，是圖像增強(qiáng)的重要手段之一。對(duì)比度增強(qiáng)：線性變換(包括分段線性變換)、非線性灰度變換、直方圖調(diào)整、2對(duì)比度增強(qiáng)-線性變換，線性變換是根據(jù)線性關(guān)系將圖像亮度值范圍擴(kuò)大或壓縮到指定范圍，提高圖像對(duì)比度。2對(duì)比度增強(qiáng)-線性變換，原始圖像f(i，j)的灰度范圍是a，b，線性變換后的圖像g(i，j)的范圍是a，b，其具有以下關(guān)系3空間域過濾。在圖像成像過程

9、中，由于各種因素，可能會(huì)出現(xiàn)噪聲或圖像不清晰。當(dāng)前像素和周圍像素之間的對(duì)比度關(guān)系可用于增強(qiáng)圖像，即空間域?yàn)V波。3空間域過濾。在圖像成像過程中，由于各種因素，可能會(huì)出現(xiàn)噪聲或圖像不清晰。當(dāng)前像素和周圍像素之間的對(duì)比度關(guān)系可用于增強(qiáng)圖像，即空間域?yàn)V波。3空間域?yàn)V波，圖像信息的空間頻率被定義為圖像的任何部分的每單位距離的亮度值的變化數(shù)。如果該區(qū)域的圖像亮度值變化較小，則為低頻區(qū)域；如果該區(qū)域圖像的亮度值變化很大，則是高頻區(qū)域；否則，它就是中頻區(qū)域。低頻信息表示圖像背景和地面物體的主體信息。高頻區(qū)域代表地面物體的結(jié)構(gòu)和輪廓。低頻意味著平滑的圖像結(jié)構(gòu)，而高頻意味著粗糙的圖像結(jié)構(gòu)。低頻、中頻和高頻的劃分是

10、人為的。3空間域?yàn)V波，可以通過改變圖像的空間頻率成分來增強(qiáng)圖像信息的頻率特性。濾波是圖像增強(qiáng)技術(shù)之一，它是通過增強(qiáng)或抑制某些圖像頻率來實(shí)現(xiàn)的。圖像濾波分為兩種方法：空間域?yàn)V波和頻率域?yàn)V波。空間域?yàn)V波在空間域中的實(shí)現(xiàn)。頻域?yàn)V波在頻域中的實(shí)現(xiàn)。7、色彩增強(qiáng)處理和色彩變換，人眼對(duì)黑白圖像的灰度分辨率和色差有很大不同。彩色分辨率可以達(dá)到一百倍以上的灰度分辨率。7、顏色增強(qiáng)處理和顏色變換，圖像顏色視覺三色假設(shè)：三色是這樣三種顏色，它們相互獨(dú)立，并且沒有一種可以通過混合其他兩種顏色而產(chǎn)生。它們是完整的，也就是說，所有其他的顏色都可以通過以不同的比例組合三原色來獲得。任何顏色都可以由紅色、綠色和藍(lán)色產(chǎn)生，而

11、RGB被稱為彩色光的三原色。色彩增強(qiáng)處理和色彩轉(zhuǎn)換。顏色增強(qiáng)技術(shù)利用人眼的視覺特性，將灰度圖像轉(zhuǎn)換成彩色圖像，或者改變彩色圖像現(xiàn)有的顏色分布，以提高圖像的分辨率。顏色增強(qiáng)方法可以分為偽彩色增強(qiáng)和偽彩色增強(qiáng)。7色彩增強(qiáng)處理-偽彩色增強(qiáng)，偽彩色增強(qiáng)：它是一種根據(jù)線性或非線性映射函數(shù)將黑白圖像的不同灰度轉(zhuǎn)換成不同顏色以獲得彩色圖像的技術(shù)。偽彩色增強(qiáng)方法主要包括密度分割等方法。遙感圖像應(yīng)用技術(shù)及其在資源調(diào)查中的應(yīng)用。土地資源是指在可預(yù)見的未來，人類已經(jīng)使用并能夠使用的土地。土地資源是人類生產(chǎn)和生活的基礎(chǔ)。遙感是宏觀監(jiān)測(cè)土地利用的有效手段。土地資源數(shù)據(jù)可以通過遙感信息源獲取，包括不同類型土地資源的數(shù)量、質(zhì)量、分布和利用情況。案例、案例、案例6遙感影像應(yīng)用技術(shù)、土地資源退化遙感調(diào)查土地荒漠化、土壤鹽漬化、土壤侵蝕、風(fēng)蝕等。工礦區(qū)土地破壞與治理。合成孔徑雷達(dá)圖像探測(cè)地面沉降光學(xué)圖像監(jiān)測(cè)煤矸石土地占用。案例，6遙感圖像應(yīng)用技術(shù)，水資源調(diào)查中的河流湖泊動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，積雪地下水監(jiān)測(cè)，水質(zhì)管理，土壤水分監(jiān)測(cè)，6遙感圖像應(yīng)用技術(shù)，漁業(yè)資源調(diào)查中的草地資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，海面溫度遙感反演，葉綠素濃度遙感估算，6遙感圖像應(yīng)用技術(shù)， 遙感與環(huán)境評(píng)價(jià)熱紅外遙感地表異常監(jiān)測(cè)水環(huán)境遙感水污染石油污染：大氣環(huán)境微波遙感沙塵暴遙感監(jiān)測(cè)案例：非法污染物排放監(jiān)測(cè)6遙感圖像應(yīng)用技術(shù)遙感在災(zāi)害監(jiān)測(cè)