《遙感導(dǎo)論》全套課件

遙感導(dǎo)論教材與參考教材教材

《遙感導(dǎo)論》梅安新主編高等教育出版社參考教材1、韋玉春《遙感數(shù)字圖像處理教程》

科學(xué)出版社2、閭國楷《遙感概論》

高等教育出版社3、孫家柄《遙感原理、方法和應(yīng)用》

測繪出版社4、趙應(yīng)時《遙感應(yīng)用分析原理與方法》

科學(xué)出版社參考學(xué)術(shù)期刊1.遙感學(xué)報2.遙感技術(shù)與應(yīng)用3.中國圖像圖形學(xué)報4.PE&RS(PhotogrammetricEngineering&Remotesensing)5.InternationalJournalofRemoteSensing6.RemoteSensingEnvironment課程目錄第一章緒論第二章電磁輻射與地物光譜特征第三章遙感成像原理與遙感圖像特征第四章遙感圖像處理第五章遙感圖像目視解譯與制圖第六章遙感數(shù)字圖像計算機解譯第一章

緒論§1遙感的基本概念§2遙感系統(tǒng)★§3遙感的類型★§4遙感的特點★§5遙感的發(fā)展簡史注：本幻燈片中★代表重點■代表難點

遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一門綜合性探測技術(shù)。

遙感技術(shù)與現(xiàn)代物理學(xué)、空間技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)學(xué)和地理學(xué)密切相關(guān)。遙感技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，成為地球環(huán)境資源的調(diào)查和規(guī)劃不可缺少的有效手段?！?遙感的基本概念（1）遙感

remotesensing

不直接接觸物體，從遠處通過探測儀器接收來自目標(biāo)地物的電磁波信息，經(jīng)過對信息的處理，判別出目標(biāo)地物的屬性的技術(shù)。遙感的過程衛(wèi)星傳感器信息接收、處理用戶制圖實況調(diào)查分析判斷物體利用遙感進行測繪制圖的過程（2）遙感數(shù)據(jù)

太陽輻射與地面發(fā)生作用后被反射到傳感器，傳感器將這部分能量記錄下來，傳回地面，即為遙感數(shù)據(jù)

遙感數(shù)據(jù)實例遙感數(shù)據(jù)示例本圖為TM圖像；黃河入海口，反映泥沙堆積；拍攝時間為1990年。Quickbird影像海港河北農(nóng)大東校區(qū)Quickbird影像(0.61m)農(nóng)大西校區(qū)（Quickbird影像）遙感系統(tǒng)組成

（1）目標(biāo)物的電磁波信息（2）信息的獲?。?）信息的接收（4）信息的處理（5）信息的應(yīng)用§2遙感系統(tǒng)(1)目標(biāo)物的電磁波信息任何地物都具有發(fā)射、反射和吸收電磁波的性質(zhì)不同地物發(fā)射、反射和吸收電磁波的能力不同

(2)信息的獲取

儀器：傳感器——接收記錄電磁波特征的儀器如：掃描儀、攝影機、雷達等

遙感平臺——裝載傳感器的平臺如：飛機、衛(wèi)星、航天飛機等(3)信息的接收

存儲：膠片、數(shù)字磁介質(zhì)接收：地面接收站(4)信息的處理

目的：消除誤差、方便應(yīng)用方法：信息恢復(fù)、誤差校正、投影變換、信息分類、信息的融合等(5)信息的應(yīng)用應(yīng)用：制圖；地質(zhì)應(yīng)用；水資源、土地資源調(diào)查；軍事應(yīng)用等§3遙感的類型（1）按遙感平臺分

地面遙感：車載、手提

航空遙感：飛機、氣球

航天遙感：衛(wèi)星、航天飛機、空間站

航宇遙感：星際飛船（2）按傳感器探測波段分★紫外遙感：

0.05～0.38um

可見光遙感：

0.38～0.76um

紅外遙感：

0.76～1000um

微波遙感：

1mm～10m

多光譜遙感：可見光和近紅外，多個波段（3）按傳感器工作方式★主動遙感：傳感器自己發(fā)射自己接收。如雷達。被動遙感：傳感器自己不發(fā)射，接收地物發(fā)射或反射的能量。（4）按遙感大的應(yīng)用領(lǐng)域

大氣遙感、陸地遙感、海洋遙感（5）按具體的應(yīng)用領(lǐng)域：

資源遙感、農(nóng)業(yè)遙感、林業(yè)遙感、地質(zhì)遙感、氣象遙感、城市遙感等

§4遙感的特點（1）大面積同步觀測

一副landsat影像：185km×185km

一副氣象衛(wèi)星影像：1/3個地球面積優(yōu)點：可以發(fā)現(xiàn)一些重要目標(biāo)地物空間分布宏觀規(guī)律（2）時效性對同一目標(biāo)短時間內(nèi)可重復(fù)探測，周期短

太陽同步衛(wèi)星：每天兩次

landsat：16天

spot：26天

優(yōu)點：利于對目標(biāo)進行監(jiān)測勞斯維加斯,1992勞斯維加斯,1986勞斯維加斯,1972（3）數(shù)據(jù)的綜合性和可比性

綜合性自然信息：地形、地貌、土壤、水文、植被人文信息：土地利用、城市化可比性

同一數(shù)據(jù)源可比不同數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)可比，如landsat與spot數(shù)據(jù)（4）經(jīng)濟性如亞馬遜流域的熱帶雨林地形圖用常規(guī)方法，需花70億美元，100年時間，而用側(cè)視雷達，不到一年就完成了1：40萬的雷達圖像，費用要小的多。

（5）多波段性遙感常用的光譜波段包括紫外線、可見光、紅外線和微波等。?SpaceImaging?SpaceImagingGreenReflectanceNIRReflectance多波段圖像：多波段影像是用多波段傳感器對同一目標(biāo)一次同步攝影或掃描獲得的若干幅不同波段的影像。紅綠藍§5遙感的發(fā)展簡史1962，國際環(huán)境遙感討論會，美國海軍研究局的艾弗林·普魯伊特,首次提出遙感（remotesensing）一詞，沿用至今。照相機、氣球、飛機構(gòu)成初期遙感技術(shù)系統(tǒng)。遙感的發(fā)展大致經(jīng)歷了兩個階段：空中攝影遙感階段和航天遙感階段。（1）空中攝影測量階段1858，陶納喬法國巴黎的鳥瞰相片。1860，布萊克和金乘氣球拍攝了美國波士頓市照片。1903，賴特兄弟發(fā)明了飛機，促進了航空遙感發(fā)展一戰(zhàn)期間，航空攝影成了軍事偵察的重要手段二戰(zhàn)時期的航空偵察促進了航空遙感的發(fā)展。同時微波雷達和紅外技術(shù)的應(yīng)用，使遙感探測的電磁波段得到了擴展。1924年，彩色膠片的出現(xiàn)，使得航空攝影記錄的地面目標(biāo)信息更為豐富。第一次世界大戰(zhàn)時的航空攝影Figure1在飛機上向下攝影Figure2第一次世界大戰(zhàn)，空中攝影戰(zhàn)壕相片二戰(zhàn)時的空中攝影測量Figure2第二次世界大戰(zhàn)時垂直拍攝的v2導(dǎo)彈發(fā)射裝置（2）航天遙感階段（1957－）1957年10月4日，蘇聯(lián)第一顆人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功，標(biāo)志著人類從空間觀測地球和探索宇宙奧秘進入新紀(jì)元。1959年9月美國發(fā)射的“先驅(qū)者2號”探測器拍攝了地球云圖，同年10月蘇聯(lián)的月球3號航天器拍攝了月球背面的照片。真正從航天器上對地球進行長期觀測是從1960年美國發(fā)射TIROS-l和NOAA-1太陽同步氣象衛(wèi)星開始的。從此，航天遙感取得了重大進展。同時，航空遙感仍繼續(xù)發(fā)展。第一顆人造地球衛(wèi)星SputnikI(前蘇聯(lián))October4,1957

Apollo8于1968年圣誕期間經(jīng)過月球表面拍攝到的地球照片1972年ERTS-1地球資源技術(shù)衛(wèi)星發(fā)射（后改名為Landsat-1）(地球資源技術(shù)衛(wèi)星)，裝有MSS(多光譜掃描器)傳感器，分辨率79米標(biāo)志著遙感進入新階段；1982年Landsat-4發(fā)射，裝有TM傳感器，分辨率提高到30米1986年SPOT-1發(fā)射，裝有PAN和XS傳感器，分辨率提高到10米1991ERS-1發(fā)射，裝有SAR1995年RADARSAT發(fā)射，裝有SAR1999年IKONOS發(fā)射，分辨率提高到1米。Ikonos1mpanchromaticimagery2000天安門廣場，IKONOS2（融合圖象）福衛(wèi)二號資源二號ASTER印度星軍事領(lǐng)域地學(xué)領(lǐng)域環(huán)境領(lǐng)域測繪領(lǐng)域農(nóng)林領(lǐng)域§

6遙感數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域1）在軍事方面的應(yīng)用：

進行立體偵察，獲取敵方情報。

（1）利用紅外遙感識別偽裝。二戰(zhàn)期間，英國利用紅外彩色航攝，探出了德國在法阿拉斯北部V-1武器制造基地，而用黑白航攝進行了兩周的偵察，均未發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。（2）軍事偵察。偵察衛(wèi)星不侵犯領(lǐng)空，范圍廣，速度快。現(xiàn)在的大鵬（大鳥）偵察衛(wèi)星，分辨率可達0.3米?，F(xiàn)在正向全天候、高分辨率實時傳輸發(fā)展。2）.在地學(xué)方面的應(yīng)用：

遙感為地質(zhì)、地理、環(huán)境科學(xué)等方面的勘測提供了新的手段和最新資料，為地球宏觀規(guī)律的研究，地球環(huán)境的監(jiān)測和評價，自然資源的開發(fā)和利用創(chuàng)造了有利的條件。

（1）識別地質(zhì)構(gòu)造和巖石、進行礦床勘探。在非洲撒哈拉沙漠發(fā)現(xiàn)2500km的斷裂帶，雅魯藏布江深斷裂帶的走向和延伸研究等。（2）測定海岸地形，淺海海底地貌，海面溫度等。（3）資源調(diào)查如水資源調(diào)查，我國青藏高原在過去300年來先后進行過150多次探險考察，共查出500多個湖泊，而近年來利用航空像片、衛(wèi)星影像判讀，不僅對湖泊的面積，形狀進行了修正定位，還補充了300多個湖泊。3）.在環(huán)境方面的應(yīng)用：

（1）監(jiān)測水污染。利用紅外遙感，可區(qū)分出正常水和污染水。（2）大氣污染監(jiān)測。利用紅外遙感、微波等，可獲得大氣的成分、溫度、密度資料。4）.在測繪方面的應(yīng)用：(1)制作地形圖?？溌∮煤綌z，20年完成了9％的國土測圖，而用雷達，90天就完成了全國測圖。

(2)更新地形圖。

(3)編制各種類型的專題地圖和影像地圖。5）.在農(nóng)林方面的應(yīng)用：

（1）資源調(diào)查。制作土地類型圖，土地利用現(xiàn)狀圖，土壤類型圖，進行森林資源、草場資源和土地資源清查評價。（2）資源動態(tài)監(jiān)測。草場退化、森林減少、土壤沙化和鹽漬化，水土流失等的監(jiān)測。（3）作物估產(chǎn)。利用遙感可以確定作物種植面積，根據(jù)遙感數(shù)據(jù)及實地調(diào)查取樣，建立模式，確定單產(chǎn)，進行總產(chǎn)預(yù)報。（4）病蟲害、火災(zāi)監(jiān)測預(yù)報。病蟲害可引起植物的波譜特性發(fā)生變化，利用遙感可以監(jiān)測到病蟲害的范圍和程度。（5）生產(chǎn)管理。

§7遙感的發(fā)展的主要表現(xiàn)1）.遙感平臺方面:

（1）地面、航空和航天多層次的遙感平臺（2）平臺穩(wěn)定性不斷提高，軌道參數(shù)更精確。

不同高度、不同用途的衛(wèi)星構(gòu)成了對地球多角度、多周期的觀測。2）.傳感器方面:(1)探測的波段范圍不斷延伸，波段分割越來越細;(2)三維實時成像成為可能。激光測距與遙感成像的結(jié)合(3)空間分辨率不斷提高(4)光譜分辨率不斷提高3）.遙感信息的處理方面:(1)數(shù)字圖像處理軟件不斷豐富，

ERDAS,ENVI,PCI(2)新方法不斷引入。如分形理論、小波變換、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等方法引入遙感模式識別。(3)更重視多源數(shù)據(jù)的融合

遙感數(shù)據(jù)的處理方法以及遙感數(shù)據(jù)的挖掘還需進一步研究4）.遙感應(yīng)用方面(1)監(jiān)測全球變化。如全球氣候變暖、厄爾尼諾現(xiàn)象、全球沙漠化及海洋冰山漂流等，。(2)海洋漁業(yè)與海上交通的研究，遙感起了重要作用(3)礦產(chǎn)、土地、森林資源等的調(diào)查及農(nóng)作物估產(chǎn)(4)解決環(huán)境變化如城市化、沙漠化、土地退化、鹽漬化等方面(5)災(zāi)害監(jiān)測如水災(zāi)、火災(zāi)、農(nóng)作物病蟲害等預(yù)測預(yù)報(6)近十幾年的國際重大軍事行動

經(jīng)過近30多年的發(fā)展，遙感技術(shù)已廣泛滲透到國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，對于推動經(jīng)濟建設(shè)、社會進步、環(huán)境的改善和國防建設(shè)起到重大作用§8中國遙感事業(yè)的發(fā)展1970年4月24日，發(fā)射了第一顆人造地球衛(wèi)星（東方紅1號），后又相繼發(fā)射FY-1和FY-2氣象衛(wèi)星。1999年10月14日，中國－巴西地球資源遙感衛(wèi)星CBERS-1的成功發(fā)射，使我國擁有了自己的資源衛(wèi)星。1986年建成了遙感衛(wèi)星地面站，可以接收landsat，spot，radarsat，cbers等7顆遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)。信息處理方面，軟件向國產(chǎn)化邁進。PHOTO,MAPPER等第二章

電磁輻射與地物光譜特征§1電磁波譜與電磁輻射§2太陽輻射及大氣對輻射的影響★§3地球輻射及地物光譜★§4微波與地物的作用§1電磁波譜及電磁輻射1、基本概念（1）電磁波：電磁振蕩在空間傳播，就是電磁波。

按電磁波波長，依次排列制成的圖表叫電磁波譜。γ射線—X射線—紫外線—可見光—紅外線—微波—無線電波（2）電磁波譜2、電磁波的性質(zhì)（1）描述電磁波特性的指標(biāo)：波長、頻率、振幅、位相等（2）電磁波的性質(zhì)①橫波；②光速傳播；滿足f·λ=c；③波粒二象性；④與物質(zhì)發(fā)生作用時會有反射、吸收、透射、散射等3、常用的電磁波譜段紫外線，0.01～0.38μm，對油污敏感，近紫外常用可見光：0.38～0.76μm，光學(xué)攝影，多光譜攝影，掃描方式紅外線：0.76～1000μm，近紅外、中紅外、遠紅外和超遠紅外。微波：1mm～1m，穿透性好，不受云霧的影響?！?太陽輻射及大氣對輻射的影響一、太陽輻射1、太陽輻射：太陽是遙感主要的輻射源，又叫太陽光2、在大氣上界和海平面測得的太陽輻射曲線由太陽光譜曲線可以看出：太陽光譜是連續(xù)光譜；太陽輻射的能量主要集中在可見光，占太陽輻射總能量的46%，最大輻射強度位于波長0.47μm左右；到達地面的太陽輻射主要集中在0.3～3.0μm波段，包括近紫外、可見光、近紅外和中紅外；太陽輻射經(jīng)過大氣層有很大的衰減；各波段的衰減是不均衡的。二、大氣吸收1、大氣結(jié)構(gòu)從地面到大氣上界，大氣的結(jié)構(gòu)分層為：對流層：

7～12km,天氣變化頻繁，航空遙感平流層：12～50km，底部為同溫層（航空遙感活動層），電離層：50～1000km，O2、N2受紫外線照射而電離，對遙感波段是透明的，是陸地衛(wèi)星活動空間。大氣外層：800～35000km,空氣極稀薄，對衛(wèi)星基本上沒有影響。2、大氣成分

大氣主要由氣體分子、懸浮的微粒、水蒸氣、水滴等組成。

氣體：N2，O2，H2O，CO2，CO，CH4，O3

懸浮微粒：塵埃3、大氣的吸收作用大氣的吸收作用：大氣中的各種成分對太陽輻射有選擇性吸收，形成太陽輻射的大氣吸收帶（如下表）。O2吸收帶<0.2μm，0.155μm最強O3吸收帶0.2～0.36μm，0.6μmH2O吸收帶0.5～0.9μm,0.95～2.85μm，6.25μmCO2吸收帶1.35～2.85μm,2.7μm,4.3μm,14.5μm塵埃吸收量很小4、大氣散射（1）概念：太陽輻射在傳播過程中由于大氣微粒而使傳播方向改變，向各個方向散開，稱為大氣散射。（2）特點1）只改變傳播方向，不轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。2）大氣的散射是太陽輻射衰減的主要原因之一。3）散射主要發(fā)生在可見光區(qū)。（3）大氣散射的類型大氣發(fā)生的散射主要有三種：

瑞利散射：d<<λ

米氏散射：d

≈λ

非選擇性散射：d>>λ

d：指大氣微粒直徑；λ—波長

瑞利散射發(fā)生條件：（d<<λ）,主要是由大氣中的分子和原子引起的，如CO2,O2等。瑞利散射的強度與波長的四次方成反比。波長越長，散射越小。對可見光，瑞利散射非常明顯。而紅外和微波可認為幾乎不受瑞利散射影響。為什么無云的天空呈現(xiàn)藍色？為什么早霞和夕陽呈現(xiàn)橘紅色？米氏散射發(fā)生條件：d≈λ，主要由于大氣中的微粒如煙，塵埃，小水滴和氣溶膠引起。米氏散射與波長的二次方成反比，且散射向前比向后強。主要發(fā)生在紅外波段。無選擇性散射發(fā)生條件：大氣中的微粒直徑遠大于輻射波長

d>>λ，如云霧。散射強度與波長無關(guān)，即任何波長的反射強度相同。？？？為什么云霧呈白色5、大氣窗口概念：太陽輻射通過大氣時，受到大氣衰減作用較輕、透射率較高的波段叫大氣窗口。大氣窗口波段透射率/%應(yīng)用舉例紫外可見光近紅外0.3～1.3μm＞90TM1-4、SPOT的HRV近紅外1.5～1.8μm80TM5（可探測植物含水量）近-中紅外2.0～3.5μm80TM7中紅外3.5～5.5μmNOAA的AVHRR遠紅外8～14μm60～70TM6微波0.8～2.5cm100Radarsat（全天候全天時觀測，不受云霧天氣影響）大氣窗口的主要波段有§3太陽輻射與地物的作用1、太陽輻射與地表的相互作用

太陽輻射到達地表后，一部分反射，一部分吸收，一部分透射

地表反射的太陽輻射成為遙感記錄的主要輻射能量。2、地物的反射率反射率（ρ）：地物的反射能量與入射總能量的比，即ρ=(Pρ/P0)×100%。(1)地物在不同波段的反射率是不同的。(2)反射率與地物的表面顏色、粗糙度和濕度等有關(guān)，總小于1。(3)反射率是可以測定的。(4)反射率的大小在影像上表現(xiàn)為影像的色調(diào)不同。IKONOS全色圖像反射率高…反射率低3.地物的反射物體的反射分為以下三種情況：鏡面反射(…)漫反射(…)

不論入射方向如何，其反射出來的能量在各個方向是一致的。實際地物反射(…)

一般地物的反射近似漫反射，但各個方向反射的能量大小不同。4.地物的反射光譜地物的反射光譜指地物反射率隨波長變化的曲線。5、幾種地物的發(fā)射光譜曲線

植被光譜曲線土壤光譜曲線水體光譜曲線巖石光譜曲線（1）植被反射波譜曲線植被反射波譜曲線特點1）在綠光附近有反射率波峰，兩側(cè)藍光和紅光附近有兩個吸收帶。

2）在近紅外波段有一反射的“陡坡”，近紅外波段的反射率比可見光大許多。

3）1.3～2.5um，受含水量的影響，反射率降低。植物光譜特征曲線與植物種類、季節(jié)、病蟲害影響、含水量多少等有關(guān)系（2）土壤反射波譜曲線（3）水體反射波譜曲線1）反射主要在藍綠波段。2）近紅外波段吸收較強，基本無反射。3）當(dāng)水中含有其他物質(zhì)時，反射光譜曲線會發(fā)生變化。（4）巖石反射波譜曲線不同地物反射光譜曲線比較6、地物反射率的測定§4微波與地物的作用在電磁波譜中，波長在1mm～1m范圍的波稱微波。微波遙感特性：

(1)能全天候、全天時工作(…)；

(2)對某些地物具有特殊的波譜特征；

(3)對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透能力

(4)對海洋遙感具有特殊意義(…)(5)分辨率較低，但特征明顯(…)。第三章

遙感數(shù)據(jù)

第一節(jié)傳感器第二節(jié)遙感數(shù)據(jù)的分辨率第三節(jié)航空遙感數(shù)據(jù)第四節(jié)地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)第五節(jié)海洋衛(wèi)星數(shù)據(jù)第六節(jié)氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)§1傳感器1、定義：傳感器是收集、探測、記錄地物電磁波輻射信息的工具。它的性能決定遙感的能力，即傳感器對電磁波段的響應(yīng)能力、傳感器的空間分辨率及圖像的幾何特征、傳感器獲取地物信息量的大小和可靠程度2、傳感器的分類按工作方式分

主動方式傳感器：側(cè)視雷達、激光雷達、微波輻射計

被動方式傳感器：航空攝影機、多光譜掃描儀（MSS）、TM、ETM(1,2)、HRV、紅外掃描儀等3、攝影型傳感器

航空攝影機：是空中對地面拍攝像片的儀器，它通過光學(xué)系統(tǒng)采用膠片或磁帶記錄地物的反射光譜能量。記錄的波長范圍以可見光~近紅外為主。4、掃描方式傳感器光機掃描儀用光學(xué)系統(tǒng)接收來自目標(biāo)地物的輻射，并分成幾個不同的光譜段，使用探測儀器把光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，同時發(fā)射信號回地面，如MSS、TM等。分為紅外掃描儀和多光譜掃描儀。推帚式掃描儀用平行排列的CCD探測桿收集地面輻射信息，每根探測桿由3000/6000個CCD元件呈一字排列，負責(zé)收集某一波段的地面輻射信息，是推帚式掃描成像。

光/機掃描成像光學(xué)/機械掃描系統(tǒng)——對目標(biāo)地物的逐點掃描LensScanmirrorSensorpathSeparatebandsDichroicmirrors固體自掃描——可同時掃描若干個像元固體自掃描成像5、微波遙感的傳感器主動微波遙感(…)

是指通過向目標(biāo)地物發(fā)射微波并接受其后向輻射信號來實現(xiàn)對地觀測的遙感方式。主要傳感器為雷達雷達側(cè)視雷達合成孔徑側(cè)視雷達被動微波遙感（…)雷達（Radar-RadioDirectionandRange）意為無線電測距和定位。

雷達是由發(fā)射機通過天線在很短的時間內(nèi)，向目標(biāo)地物發(fā)射一束很窄的大功率電磁波脈沖，然后用同一天線接收目標(biāo)地物反射的回波信號而進行顯示的一種傳感器。側(cè)視雷達

側(cè)視雷達的天線與遙感平臺的運動方向形成角度，朝向一側(cè)或兩側(cè)傾斜安裝，向側(cè)下發(fā)射微波，接收回波信號（包括振幅、位相、極化）側(cè)視雷達的分辨率可分為：

距離分辨率（垂直于飛行的方向）

方位分辨率（平行于飛行的方向）側(cè)視雷達的工作原理合成孔徑雷達合成孔徑側(cè)視雷達是利用遙感平臺的前進運動，將一個小孔徑的天線安裝在平臺的側(cè)方，以代替大孔徑的天線，提高方位分辨率的雷達。遙感平臺在勻速前進運動中，以一定的時間間隔發(fā)射一個脈沖信號，天線在不同的位置上接收回波信號，并記錄和儲存下來?！?遙感數(shù)據(jù)的分辨率圖像的空間分辨率：指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時視場，或地面物體能分辨的最小單元。波譜分辨率：傳感器能分辨的最小波長間隔。間隔越小，波譜分辨率越高。幾種常見影像的空間分辨率遙感數(shù)據(jù)類型分辨率/m應(yīng)用★ETM660地面熱性質(zhì)調(diào)查★ETMPan15規(guī)劃、管理★ETM1~5，730★Radarsat-SAR1Landsat-MSS4-780陸地資源調(diào)查SPOT-HRVPan10立體量測Seasat-SAR10JERS-VNR30★quickbird0.61★ikonos1§3航空遙感影像

一、航空攝影的分類二、航空像片的感光片性能三、航空像片的特性四、航空像片的分辨率五、彩色紅外像片六、黑白像片的色調(diào)七、光機掃描航空圖像

八、多光譜影像一、航空攝影的分類按照航攝傾角分類(…)

垂直航空攝影（<3°）傾斜航空攝影（>3°）按攝影實施方式分類(…)

單片攝影航線攝影:航向重疊一般大于60%

面積攝影:旁向重疊一般應(yīng)為15-30%。航向重疊60%旁向重疊15~30%航向Strip3Strip2Strip1單片攝影按感光片和所用波段分類(…)普通黑白攝影黑白紅外攝影天然彩色攝影彩色紅外攝影按比例尺分類(…)

大比例尺航空攝影：所獲像片比例尺大于1／1萬

中比例尺航空攝影：像片比例尺為1／1萬～1／3萬

小比例尺航空攝影：像片比例尺為1／3萬～1／l0萬

超小比例尺航空攝影：比例尺為1／10萬～1／25萬西寧黑白攝影，航攝比例尺1:3000，航攝日期：2001年6月

（立體象對—左、右片）彩色攝影--濟南泉城廣場北京市天然彩色航片彩紅外航攝像片--溫州地區(qū)

航攝比例尺1:10000，航攝日期：2000年12月云南澄江彩紅外航片彩色紅外膠片二灘彩紅外航片彩紅外模擬天然彩色影像二灘彩紅外航片交換紅綠波段北京北郊數(shù)碼航空影像哈蘇+飛思數(shù)碼相機

直接數(shù)碼成像，方便計算機處理，較常規(guī)航攝成本低廉，在城鎮(zhèn)邊緣土地資源調(diào)查應(yīng)用中有廣闊前景，是今后發(fā)展的方向。GT500航攝彩色數(shù)碼影像真彩色攝影假彩色攝影二、航空像片的感光片性能感光材料是膠片(…)和印像紙的通稱。由感光乳劑層和片基組成。黑白片有單層感光乳劑，彩色片有三層感光乳劑。感光材料的性能指標(biāo)：（1）感光度：感光的快慢程度。（2）反差：膠片明亮部分與陰暗部分的密度差（3）分辨率：對景物細微部分的表現(xiàn)能力，用線對數(shù)/mm表示。航攝選用感光度高、反差適中、有較高分辨率的感光材料。三、航空像片的特性1）航片屬于中心投影。比例尺與f和H有關(guān)航片的比例尺：1／M=f/H2）中心投影上，一般情況下點的像還是點，線的像還是線，面的像還是面。3）地形的起伏和投影面的傾斜會引起航片上像點的位置的變化，叫像點位移。投影面傾斜的影響地形起伏的影響四、航空相片的分辨率用單位距離內(nèi)能分辨的線寬與間隔相等的平行細線的數(shù)目來表示。主要取決于航攝相機的鏡頭分辨率和感光乳劑的分辨率。但景物的反差、大氣的光學(xué)條件、飛機的震動也影響航片的分辨率。五、彩色紅外像片由地物反射的光線進入攝影機鏡頭，使彩色紅外感光底片產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，由該底片印出的像片稱為彩紅外像片。彩色紅外感光片沒有感藍層和黃濾色層，有感綠、感紅和感紅外層。因此不受大氣散射藍光的影響，像片清晰度很高，適合城市航空攝影。植被在彩紅外像片上表現(xiàn)為不同程度的品紅到紅色。因為近紅外段的光譜反射率遠遠高于它在可見光波段的光譜反射率。水在彩紅外像片上表現(xiàn)為藍到青色(清水呈藍色，濁水呈青色)。城市呈現(xiàn)內(nèi)部有縱橫紋理的青色。在彩紅外航片上(…)：彩色紅外像片天然彩色像片六、黑白像片的色調(diào)

黑白像片上某一部分的黑白深淺的程度稱為色調(diào)，它能反映物體反射率的大小。影響航空像片色調(diào)的因素：地物表面亮度（取決于攝影時的照度和地物自身的亮度系數(shù)）；感光材料（攝影時應(yīng)選取感光度高、反差系數(shù)適中、分辨率較高的感光片）；攝影技術(shù)（包括曝光量的選擇、感光片的沖洗以及印像、放大技術(shù)）。七、光機掃描航空圖像光學(xué)機械掃描成像儀是借助于遙感平臺沿航向運動和儀器本身光學(xué)機械舷向掃描來獲取地面航向條帶圖像的一種儀器，簡稱光機掃描儀。目前常用的有紅外掃描儀和多光譜段掃描儀。光機掃描儀的工作波長范圍比攝影機寬得多，可達0.3～14μm(包括近紫外、可見光、近紅外、中紅外和遠紅外)。高光譜航空遙感成為航空遙感的全新技術(shù)。

八、多光譜影像

多光譜影像是用多波段遙感器對同一目標(biāo)（或地區(qū)）一次同步攝影或掃描獲得的若干幅波段不同的影像。CenturyCity,LosAngeles

Four70-mmHasselbladCamerasArrangedtoObtainMultibandVerticalAerialPhotographyTM1(0.45-0.52)藍波段2(0.52-0.60)綠波段3(0.63-0.69)紅波段4(0.76-0.90)近紅外波段5(1.55-1.75)近紅外波段7(2.08-2.35)近紅外波段真彩色：TM321假彩色TM432TM741§4地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)

一、Landsat數(shù)據(jù)二、SPOT數(shù)據(jù)三、IKONOS數(shù)據(jù)四、QUICKBIRD數(shù)據(jù)五、CBERS數(shù)據(jù)六、JERS數(shù)據(jù)七、IRS數(shù)據(jù)以探測陸地資源為目的的衛(wèi)星叫陸地資源衛(wèi)星。目前，主要的陸地資源衛(wèi)星有：（1）美國陸地衛(wèi)星(Landsat)；（2）法國陸地觀測衛(wèi)星(SPOT)；（3）歐空局地球資源衛(wèi)星(ERS)；（4）俄羅斯鉆石衛(wèi)星(ALMAZ)；（5）日本地球資源衛(wèi)星(JERS)；（6）印度遙感衛(wèi)星(IRS)；（7）中-巴地球資源衛(wèi)星（CBERS）。一、Landsat數(shù)據(jù)陸地衛(wèi)星Landsat，1972年發(fā)射第一顆，共發(fā)射了7顆，產(chǎn)品主要有MSS,TM,ETM，屬于中高度、長壽命的衛(wèi)星。陸地衛(wèi)星的運行特點：（1）近極地、近圓形的軌道；（2）軌道高度為700～900km；（3）運行周期為99～103min/圈；（4）軌道與太陽同步。1、Landsat衛(wèi)星的傳感器★(1)MSS：多光譜掃描儀，5個波段。(2)TM

：主題繪圖儀，7個波段。(3)ETM+：增強主題繪圖儀，8個波段2、Landsat數(shù)據(jù)系列衛(wèi)星名稱發(fā)射日期遙感數(shù)據(jù)Landsat-11972.7.23MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-21975.1.22RBV1,RBV2,RBV3Landsat-31978.3.5MSS4,MSS5,MSS6,MSS7Landsat-41982.7.16RBV1,RBV2,RBV3Landsat-51984.3.1MSS4,MSS5,MSS6,MSS7,MSS8Landsat-61993.10.5RBV全色波段Landsat-71999.4.15MSS1,MSS2,MSS3,MSS4(與MSS4-MSS7相同)Landsat-8

TM1-TM7七個波段3、MSS的波譜段通道號光譜段顏色波長范圍/umMSS4綠0.5~0.6MSS5紅0.6~0.7MSS6紅~近紅外0.7~0.8MSS7近紅外0.8~1.1MSS8遠紅外10.4~12.64、TM數(shù)據(jù)(…)的波譜段TM數(shù)據(jù)是第二代多光譜段光學(xué)——機械掃描儀，是在MSS基礎(chǔ)上改進和發(fā)展而成的一種遙感器。TM采取雙向掃描，提高了掃描效率，縮短了停頓時間，并提高了檢測器的接收靈敏度。TM數(shù)據(jù)(…)的波譜段★TM10.45~0.52μm藍綠波段TM20.52~0.60μm綠紅波段TM30.63~0.69μm紅波段TM40.76~0.90μm近紅外波段TM51.55~1.75μm近紅外波段TM610.4~12.5μm熱紅外波段TM72.08~2.35μm近紅外波段5、ETM數(shù)據(jù)(…)的波譜段★ETM數(shù)據(jù)是第三代推帚式掃描儀，是在TM基礎(chǔ)上改進和發(fā)展而成的一種遙感器。ETM10.45~0.52μm藍綠波段ETM20.52~0.60μm綠紅波段ETM30.63~0.69μm紅波段ETM40.76~0.90μm近紅外波段ETM51.55~1.75μm近紅外波段ETM610.4~12.5μm熱紅外波段ETM72.08~2.35μm近紅外波段ETM8（PAN）0.52~0.90μm可見光—近紅外6、landsat參考網(wǎng)站

教學(xué)活動：上網(wǎng)查資料，了解Landsat衛(wèi)星的最新動態(tài)。/////二、SPOT數(shù)據(jù)1978年起，以法國為主，聯(lián)合比利時、瑞典等歐共體某些國家，設(shè)計、研制了一顆名為“地球觀測實驗系統(tǒng)”(SPOT)的衛(wèi)星，也叫做“地球觀測實驗衛(wèi)星”。

SPOT1，1986年2月發(fā)射，至今還在運行。

SPOT2，1990年1月發(fā)射，至今還在運行。

SPOT3，1993年9月發(fā)射，1997年11月14日停止運行。

SPOT4，1998年3月發(fā)射，至今還在運行。

SPOT5,2002年5月4日凌晨當(dāng)?shù)貢r間1時31分，在法屬圭亞那衛(wèi)星發(fā)射中心由阿里亞娜4號火箭運載成功發(fā)射。中等高度（832km)圓形近極地太陽同步軌道。主要成像系統(tǒng):高分辨率可見光掃描儀（HRV，HRG），VEGETATION，HRS。SPOT衛(wèi)星的軌道參數(shù)標(biāo)稱軌道高度832km軌道傾角98.7°運行一圈的周期101.46min日繞總?cè)?shù)14.19圈重復(fù)周期26d降交點地方太陽時10:30(±15min)HRV地面掃描寬度60km舷向每行像元數(shù)3000/6000個SPOT衛(wèi)星的運行軌道HRV裝備SPOT衛(wèi)星群的組合SPOT的HRV波譜段

光譜段

光譜特性

分辨率0.50~0.59μm

綠20m0.61~0.68μm

紅20m0.79~0.89μm

近紅外20m0.51~0.73μm

綠—紅全波段10mSPOT的HRG、HRS波譜段

光譜段/μm

光譜特性

分辨率/m0.50~0.58

綠200.61~0.67

紅200.78~0.89

近紅外200.49~0.715綠~紅全波段5SPOT5衛(wèi)星上HRG（高分辨率幾何裝置）與HRV基本相同。

HRS是SPOT5特有的一個高分辨率立體成像裝置，工作波段0.48～0.71μm。三、IKONOS數(shù)據(jù)

自從l994年3月lO日美國克林頓政府頒布關(guān)于商業(yè)遙感數(shù)據(jù)銷售新政策以來，解禁了過去不準(zhǔn)10~1m級分辨率圖像商業(yè)銷售，使得高分辨率衛(wèi)星遙感成像系統(tǒng)迅速發(fā)展起來。美國空間成像公司(Space-Imaging)的IKONOS衛(wèi)星是最早獲得許可之一。經(jīng)過5年的努力，于1999年9月24日空間成像公司率先將IKONOS-2高分辨率(全色1m，多光譜4m)衛(wèi)星，由加州瓦登伯格空軍基地發(fā)射升空。

具有太陽同步軌道，傾角為98.1°。設(shè)計高度681km(赤道上)，軌道周期為98.3min，下降角在上午10:30，重復(fù)周期l～3d。攜帶一個全色1m分辨率傳感器和一個四波段4m分辨率的多光譜傳感器。傳感器由三個CCD陣列構(gòu)成三線陣推掃成像系統(tǒng)。全色光譜（分辨率1m）響應(yīng)范圍：

0.15～0.90μm而多光譜（分辨率4m）響應(yīng)波段同landsat-TMMSI-10.45～0.52μm藍綠波段

MSI-20.52～0.60μm綠紅波段

MSI-30.63～0.69μm紅波段

MSI-40.76～0.90μm近紅外波段IKONOS衛(wèi)星的外形IKONOS衛(wèi)星圖像IKONOS圖像地區(qū)：上海浦東分辨率：

1m采集時間：

2000年

3月26日http//四、QuickBird數(shù)據(jù)美國DigitalGlobe公司的高分辨率商業(yè)衛(wèi)星，于2001年10月18日在美國發(fā)射成功。衛(wèi)星軌道高度450km,傾角98°,衛(wèi)星重訪周期1～6d（與緯度有關(guān)）。QuickBird圖像，目前是世界上分辨率最高的遙感數(shù)據(jù)，為0.61m，幅寬16.5km。可應(yīng)用于制圖、城市詳細規(guī)劃、環(huán)境管理、農(nóng)業(yè)評估。QuickBird數(shù)據(jù)的光譜段數(shù)據(jù)類型

波段范圍/μm分辨率/m多波段藍：0.45~0.522.44綠：0.52~0.602.44紅：0.63~0.692.44近紅外：0.76~0.902.44全波段0.45~0.900.61Quickbird傳感器為推掃式成像掃描儀QuickBird傳感器結(jié)構(gòu)圖QuickBird影像圖多光譜影像分辨率2.8mQuickBird影像圖華盛頓紀(jì)念碑quikbirdQuickBird數(shù)據(jù)參考網(wǎng)站教學(xué)活動：上網(wǎng)查資料，了解QuickBird衛(wèi)星的最新動態(tài)。

Http://Http://Http://五、CBERS數(shù)據(jù)特點數(shù)據(jù)來源：中巴地球資源衛(wèi)星。太陽同步極地軌道。傳感器(…)：

CBERS具有三臺成像傳感器：高分辨率CCD像機(CCD)、紅外多譜段掃描儀(IR-MSS)、廣角成像儀(WFI)。CBERS數(shù)據(jù)CBERS計劃是中國和巴西為研制遙感衛(wèi)星合作進行的一項計劃。CBERS采用太陽同步極軌道。軌道高度778km軌道，傾角是98.5°。每天繞地球飛行14圈。衛(wèi)星穿越赤道時當(dāng)?shù)貢r間總是上午10:30，這樣可以在不同的天數(shù)里為衛(wèi)星提供相同的成像光照條件。衛(wèi)星重訪地球上相同地點的周期為26天。

于1997年10月發(fā)射CBERS-l；1999年10月發(fā)射CBERS-2。衛(wèi)星設(shè)計壽命為2年。三臺成像傳感器為：廣角成像儀(WFI)、高分辨率CCD像機(CCD)、紅外多譜段掃描儀(IR-MSS)。以不同的地面分辨率覆蓋觀測區(qū)域：WFI的分辨率可達256m，IR-MSS可達78m和156m，CCD為19.5m。

CBERS數(shù)據(jù)CBERS衛(wèi)星傳感器CBERS衛(wèi)星系統(tǒng)數(shù)據(jù)權(quán)限平臺（DCP）監(jiān)控站CBERS衛(wèi)星數(shù)據(jù)接收站測控中心圖像處理中心任務(wù)中心CBERS的CCD光譜段

高分辨率CCD像機具有與陸地衛(wèi)星的TM類似的幾個譜段(5個譜段)，其星下點分辨率為19.5m，高于TM；覆蓋寬度為113km。

B1:0.45～0.52μm，藍。

B2:0.52～0.59μm，綠。

B3:0.63～0.69μm，紅。

B4:0.77～0.89μm，近紅外。

B5:0.51～0.73μm，全波段。CBERS的IRMSS光譜段

紅外多光譜掃描儀IRMSS(4個譜段)，覆蓋寬度為119.5km。

B6:0.50～1.10μm，藍綠～近紅外,分辨率77.8m。

B7:1.55～1.75μm，近紅外相當(dāng)于TM5,分辨率為77.8m。

B8:2.08～2.35μm，近紅外相當(dāng)于TM7,分辨率為77.8m。

B9:10.4～12.5μm，熱紅外相當(dāng)于TM6,分辨率為156m。CBERS的WFI光譜段

廣角成像儀WFI(2個譜段)，覆蓋寬度890km。

B10:0.63～0.69μm，紅,分辨率為256m。

B11:0.77～0.89μm，近紅外,分辨率為256m。

教學(xué)活動：上網(wǎng)查資料，了解CBERS衛(wèi)星的最新動態(tài)。

結(jié)束CBERS參考網(wǎng)站返回六、JERS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)來源：日本地球資源衛(wèi)星。近圓形、近極地、太陽同步、中等高度軌道。是一顆將光學(xué)傳感器和合成孔徑雷達系統(tǒng)置于同一平臺上的衛(wèi)星，主要用途是觀測地球陸域，進行地學(xué)研究等。共有3臺遙感器：可見光近紅外輻射計（VNR）、短波紅外輻射（SWIR）、合成孔徑雷達（SAR）。JERS-1SAR傳感器合成孔徑雷達(SAR)SAR是一套多波束合成孔徑雷達，工作頻率為5.3GHz，屬C頻段，HH極化。SAR掃描左側(cè)地面。它有5種工作模式，5種模式的照射帶分別為：500km,300km,200km,300km與500km，800km。地面分辨率分別為28m×25m，28m×25m，9m×l0m，30m×35m與55m×32m，28m×31m。JERSImage地點：美國內(nèi)華達州JERS圖像JERS數(shù)據(jù)參考網(wǎng)站http://www.eorc.nasda.go.jp/http://www.eoc.nasda.go.jp///http://www.ersdac.or.jp//

第四章遙感圖像處理

三原色：若三種顏色任何一種都不能由其它兩種混合產(chǎn)生，這三種顏色按一定比例混合，可以形成各種顏色，則稱之為三原色。

1、加色法與減色法：

互補色：若兩種顏色混合產(chǎn)生白色或灰色，這兩種顏色稱為互補色。綠是品紅的補色，藍是黃的補色加色法：采用紅、綠、藍三種色光為基色，按比例混合疊加產(chǎn)生其它色彩的方法。

減色法：從自然光（白光）中減去一種或兩種基色光而產(chǎn)生色彩的方法。一、遙感光學(xué)原理與光學(xué)處理加色法三原色減色法三原色黑白圖像彩色圖像TMTM1藍波段TM2綠波段TM3紅波段TM4近紅外波段TM5近紅外波段TM7近紅外波段真彩色？：TM321假彩色TM432TM7412、顏色的性質(zhì)顏色的性質(zhì)由明度、色調(diào)、飽和度來描述

色調(diào)（Hue）（相互區(qū)分）明度（Lightness）（明亮程度）飽和度（Saturation）（純潔程度）改變像素的色彩值：色調(diào)色彩三要素：H色調(diào)、S飽和度、L明度原圖H色調(diào)﹙Hue﹚改變像素的色彩值：飽和度色彩三要素：H色調(diào)、S飽和度、L明度原圖S飽和度：灰階←→鮮艷改變像素的色彩值：明度色彩三要素：H色調(diào)、S飽和度、L明度原圖L明度(lightness)：很暗←→很亮不同色調(diào)的亮度變化相同色調(diào)的亮度變化最亮最暗亮暗3、顏色空間RGB空間CMYK空間HLS空間（1）RGB空間R：700nm，G：546.1nm，B：435.8nm可生成256×256×256種顏色；與顯示器和掃描儀等設(shè)備密切相關(guān)（2）CMYK空間

是彩色膠片的染料和油墨所形成的空間

CMYK空間覆蓋的顏色范圍比RGB空間窄，但有些卻超出了RGB空間范圍。RGB空間CMY顏色模型（3）HLS空間，HLS模型明度為豎軸飽和度為橫軸色調(diào)圈色度圖☆數(shù)字圖像：將某一特定波長范圍內(nèi)地物的發(fā)射或反射能量做等間隔的量化，形成的一幅以數(shù)字形式表示每個像元明暗特征的圖像?！顢?shù)字圖像直方圖：以每個像元為統(tǒng)計單元，表示圖像中各亮度值或亮度區(qū)間出現(xiàn)頻率的分布圖。

二、數(shù)字圖像與數(shù)字圖像直方圖直方圖數(shù)字圖像1、數(shù)字圖像圖像信息頭文件信息（記錄數(shù)據(jù)的屬性，如行列數(shù)、波段數(shù)、獲取時間、軌道參數(shù)等）(0,0)nColumnsnRows(r,c)nBands

多波段圖像的存儲和分發(fā)方式：按波段順序(BSQ).

Bandsequential逐行按波段次序(BIL).Bandinterleavedbyline每個像元按波段次序(BIP)Bandinterleavedbypixel2、圖像直方圖由直方圖可以判斷影像質(zhì)量三、輻射畸變1大氣的吸收和散射，減弱了原信號的強度。2散射光直接進入傳感器——程輻射度。3散射光經(jīng)地物反射后進入傳感器。

用戶輻射校正通常是消除程輻射度的影響大氣影響的粗略校正（數(shù)字圖像的輻射校正）

☆校正目的：消除程輻射度的影響程輻射度主要來自米氏散射，散射強度隨波長增大而減小，到紅外波段接近于零

☆校正方法

(1)紅外波段直方圖最小值去除法：

在紅外波段，潔凈水體和地物陰影的反射率為零，影像像元值應(yīng)為零，若不為零，則是程輻射度的影響。認為程輻射度對整幅影像的影響相同，因此圖像上每個像元都減去這個數(shù)值即可消除程輻射度的影響。

可見光波段1、可見光波段2和紅外波段都減去Lp5(2)回歸分析法：將影像范圍內(nèi)各個像元在可見光與紅外波段的亮度值為縱橫坐標(biāo)，建立回歸方程，其截距即為各個波段應(yīng)減去的亮度值。

四、遙感數(shù)字圖像的幾何校正

1.遙感影像幾何變形的原因(1)遙感平臺位置和運動狀態(tài)變化的影響①航高②航速③俯仰④翻滾⑤偏航俯仰翻滾偏航(2)地形起伏引起的影響(3)地球表面曲率的影響(4)大氣折光引起的影響

因為多數(shù)衛(wèi)星在軌道運行的降段接收圖像，即衛(wèi)星自北向南運動，這時地球自西向東自轉(zhuǎn)。相對運動的結(jié)果，使衛(wèi)星的星下位置逐漸產(chǎn)生偏離。偏離方向如圖所示，所以衛(wèi)星圖像經(jīng)過校正后成為圖C的形態(tài)。(5)地球自轉(zhuǎn)引起的影響(a)獲得圖像（b）實際對應(yīng)的地面位置（c）影像變形2.遙感圖像幾何糾正3糾正方法①建立變換前后兩圖像像元坐標(biāo)之間的關(guān)系

(x,y)為糾正前影像的圖像坐標(biāo)，(u,v)為糾正后影像的像元坐標(biāo)例：二次多項式：②選擇控制點。量取控制點的影像坐標(biāo)(x,y)和實際坐標(biāo)(u,v)控制點數(shù)目：

NUM>(n+1)(n+2)/2-----n：二元多項式的次數(shù)控制點應(yīng)在圖像上均勻分布控制點在圖像上應(yīng)能精確定位。③利用最小二乘法求解方程組真值與變換值之差的平方和為最小為使最小，根據(jù)數(shù)值分析中求極值原理，需用上式對各個未知參數(shù)求偏導(dǎo)數(shù)。經(jīng)整理得6個聯(lián)立得方程組(式1）寫成矩陣形式為解方程，可以得出的值。同理可以解出的值。一般都不是整數(shù)，需插值

插值求的灰度值（亮度值）。通常有兩種方法：最臨近點法雙線性內(nèi)插法ⅰi最臨近法式中int為取整（不是四舍五入）。

ⅱ雙線性內(nèi)插法雙線性內(nèi)插比最臨近法雖然計算量增加，但精度明顯增加④圖像重采樣原始影像糾正后影像五遙感數(shù)據(jù)的鑲嵌處理數(shù)字影像鑲嵌(Mosaicking)是將兩幅或多幅數(shù)字影像拼在一起，構(gòu)成一幅整體圖像的技術(shù)過程。

（1）每幅圖像幾何校正，規(guī)劃至統(tǒng)一坐標(biāo)系（2）圖像裁剪，去掉重疊部分（3）拼接1.數(shù)字影像鑲嵌步驟：

（1）把待拼接的圖像先小波分解，分解為不同頻帶的小波分量。（2）然后在不同的尺度下選擇不同的灰度值修正影響范圍，把兩幅圖像按不同尺度下的小波分量先拼接起來。（3）然后再用灰度算法，恢復(fù)整個圖像,這樣拼接的結(jié)果可以很好地兼顧清晰度和光滑度兩個方面的要求。2.消除拼接縫的算法第五章遙感圖像處理Ⅱ

本章內(nèi)容（1）數(shù)字圖像增強

對比度增強、空間濾波、彩色變換圖像運算、多光譜變換（2）多源信息復(fù)合遙感信息的復(fù)合遙感與非遙感信息的復(fù)合

一、數(shù)字圖像的對比度增強對比度增強方法

（1）線性拉伸：效果:整幅圖像的質(zhì)量改善。

（2）分段線性拉伸：效果:局部亮度區(qū)間質(zhì)量改善。

（3）非線性拉伸：指數(shù)拉伸和對數(shù)拉伸

(1)線性拉伸inputoutput02552550

inputoutput02552550(1)線性拉伸y=kx(2)分段線形拉伸(3)指數(shù)增強:(4)對數(shù)增強:二、空間濾波（spatialfiltering）

其理論基礎(chǔ)是空間卷積

目的：改善影像質(zhì)量，包括去除噪聲與干擾，影像邊緣增強、去模糊等。主要方法：

☆圖像平滑：均值平滑，中值平滑☆圖像銳化（線狀地物提取、邊緣檢測）：Rw1w2w3w4w5w6w7w8w9z1z2z3z4z5z6z7z8z9數(shù)字圖像的局部模板=w1z1+w2z2+…..+w9z9Replacewith（1）圖像卷積運算模板按像元依次向右移動，而后換行，直到整幅圖像全部處理完為止494348495150436554511412991049434849512252101991881891/91/91/91/91/91/91/91/91/9輸入數(shù)字影像濾波器（模板）??輸出影像????第一個像素值：OutputDN=1/9（43+49+48+43+50+65+12+14+9）=37向右移動濾波器一個像素，做同樣運算第二個像素值：DN=1/9*(49+48+49+50+65+54+14+9+9)=38.6重復(fù)，DN=1/9*(48+49+51+65+54+51+9+9+10)=38.4Outputimage494348495150436554511412991049434849512252101991881891/91/91/91/91/91/91/91/91/93738.638.4濾波器（模板）輸入數(shù)字影像（2）平滑

目的：

ⅰ平緩圖像中出現(xiàn)某些亮度變化過大的區(qū)域

ⅱ去掉不該有的亮點（“噪聲”）方法

(1)均值平滑

(2)中值濾波①均值平滑求均值公式為t(m,n)=或t(m,n)=1/91/91/91/91/91/91/91/91/91/81/81/81/801/81/81/81/8R=w1z1+w2z2+…..+w9z9具體計算時常用3×3的模板作卷積運算，其模板為未平滑影像運行3×3模板后運行5×5模板后②中值濾波中值濾波，是把局部區(qū)域中灰度的中央值作為區(qū)域中央像元的值。

與均值平滑相比可防止邊緣的模糊。49434849515043655451141299104943484951225210199188189??=median(49,48,49,50,65,54,14,9,9)=49.從大到小排列，9,9,14,48,49,49,50,54,65，取中間值為49。??3×3中值濾波中值濾波原始圖象3×3中值濾波5×5中值濾波一般來說，圖像亮度為階梯狀變化時，用均值平滑好。對于亮點噪音，用中值濾波好（3）圖像銳化目的：突出圖像的邊緣、線狀目標(biāo)或某些亮度變化率大的部分。算法：方向檢測羅伯特梯度索伯爾梯度拉普拉斯算法或檢測垂直邊界：檢測水平邊界：方向檢測：

或水平檢測垂直檢測原始圖像三、彩色空間變換偽彩色密度分割模擬真彩色合成標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成（1）偽彩色密度分割：偽彩色密度分割：單波段黑白遙感圖像按亮度值分層，對每層賦予不同的色彩，使之成為一幅彩色圖像的方法

圖像密度分割原理可以按如下步驟進行：（1）求圖像的極大值dmax和極小值dmin；（2）求圖像的密度區(qū)間ΔD=dmax-dmin+1；（3）求分割層的密度差Δd=ΔD／n

，其中n為需分割的層數(shù)；（4）求各層的密度區(qū)間；（5）定出各密度層灰度值或顏色。

原始圖像偽彩色密度分割圖像（2）彩色合成選擇遙感影像的某三個波段，分別賦予紅、綠、藍三種原色，根據(jù)加色法進行彩色合成，稱為彩色合成。真彩色合成假彩色合成彩色合成的原理圖①真彩色合成紅光波段賦成紅綠光波段賦成綠藍光波段賦成藍真彩色合成紅光波段賦成紅真彩色合成紅光波段賦成紅綠光波段賦成綠真彩色合成紅光波段賦成紅綠光波段賦成綠藍光波段賦成藍②假彩色合成假彩色合成近紅外波段賦成紅紅光波段賦成綠綠光波段賦成藍真彩色合成近紅外波段賦成紅紅光波段賦成綠綠光波段賦成藍（1）合成后信息量最大（2）波段之間的信息相關(guān)性最?。?）合成后影像中地物區(qū)分程度最高③彩色合成波段選擇假彩色增強TM標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成圖像TM7(R)、4(G)、2(B)假彩色增強TM3(R)、2(G)、1(B)TM4(R)、5(G)、3(B)（3）多波段彩色變換：RGB彩色空間HLS彩色空間彩色空間變換—HLS變換步驟

:

(1)由RGB彩色空間變換到HIS彩色空間；

(2)在HIS空間中，對H,I,S分量（波段）分別增強；

(3)由HIS空間變換到RGB空間中，再次按加色法合成,可以達到好的識別效果；原理:

①對色調(diào)Ｈ增強，使色調(diào)更多

②對亮度Ｉ增強，使亮度“間距”加大;③對飽和度Ｓ增強，提高色彩純度,加大相鄰色彩差異。

HLS變換原始RGB圖像RGB-HLSHLS-RGB

兩幅或多幅單波段圖像，空間配準(zhǔn)后可進行算術(shù)運算，實現(xiàn)圖像的增強。（1）減法運算：可突現(xiàn)出兩波段差值大的地物，如紅外-紅，可突現(xiàn)植被信息。（2）比值運算：常用于計算植被指數(shù)、消除地形陰影等。

四、圖像間運算植被指數(shù)：

NDVI=（TM4-TM3）/（TM4+TM3）比值(cha/chb)

減小了地形的影響。

五、多光譜變換

減小數(shù)據(jù)冗余，降低數(shù)據(jù)量。①主成分變換（K-L變換）②纓帽變換（K-T變換）實質(zhì)是使遙感圖像多光譜坐標(biāo)系按一定規(guī)律進行旋轉(zhuǎn)多光譜空間是一個n維坐標(biāo)系，每一個坐標(biāo)軸代表一個波段，坐標(biāo)值為亮度值。像元點可表示為1、多光譜空間①主成分變換（K-L變換）性質(zhì):①變換前后坐標(biāo)系發(fā)生了旋轉(zhuǎn)，新坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸指向信息量較大的方向②變換后的新波段主分量包含的信息量逐漸減少。③最后的波段幾乎全是噪聲

變換前變換后顯示（三個波段）②纓帽變換（K-T變換）K-T變換公式為：Y=BX

坐標(biāo)軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸指向與地面景物有密切關(guān)系的方向。第一個分量為亮度，反映圖像總體的反射值。第二個分量為綠度，反映綠色生物量的特征第三個分量為為濕度，反映濕度特征。K-T變換可以用來分析植物生長過程中植被與土壤特征的變化K-t變換前k-t變換后六、多源信息復(fù)合1、多種遙感平臺、多時相遙感數(shù)據(jù)的復(fù)合2、遙感數(shù)據(jù)與非遙感數(shù)據(jù)的復(fù)合目的：發(fā)揮不同遙感數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的優(yōu)勢互補，增加遙感數(shù)據(jù)的可應(yīng)用性。1.遙感數(shù)據(jù)的復(fù)合（1）不同遙感器數(shù)據(jù)的復(fù)合

步驟：

①配準(zhǔn)②復(fù)合方法一：每幅TM圖像均與SPOT圖像作逐點運算，如加減乘除運算，生成三幅影像，進行彩色合成，生成復(fù)合圖像。方法二：對TM數(shù)據(jù)所有波段進行主成分變換，然后用SPOT全色波段代換變換后的TM第一主成分。然后進行主成分逆變換。方法三：對TM數(shù)據(jù)進行假彩色合成，然后進行HLS變換，再用SPOT數(shù)據(jù)代替變換后的明度成分，再進行HLS－>RGB反變換，生成假彩色圖像。實例：選取TM三個波段4，3，2（30m），和SPOT（10m）全色波段進行復(fù)合。主成分變換融合HLS變換復(fù)合綠色波段紅色波段近紅外波段SAR影像融合后偽彩色影像

（2）不同時相的遙感數(shù)據(jù)復(fù)合步驟：①配準(zhǔn)：②直方圖調(diào)整：將配準(zhǔn)后的圖像盡可能的調(diào)整成一致的直方圖，使圖像亮度值趨于協(xié)調(diào)，以便于比較。③復(fù)合：2.遙感與非遙感信息的復(fù)合遙感圖像與地形圖復(fù)合遙感圖像與氣候圖復(fù)合等第6章遙感圖像目視解譯與制圖可分為：目視解譯和計算機解譯遙感圖像解譯（imageinterpretation）一般應(yīng)先建立目視解譯標(biāo)志，然后根據(jù)解譯標(biāo)志進行解譯目視解譯：通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定地物信息的過程。

6.1目視解譯標(biāo)志解譯標(biāo)志：能夠反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的各種影像特征。常用的解譯標(biāo)志有：

色調(diào)/顏色；形狀；紋理；圖型；位置；陰影；大小；相關(guān)布局。（1）色調(diào)/顏色色調(diào)：全色遙感圖像上由白到黑的密度比例

判讀前可進行反差調(diào)整和彩色增強（2）形狀（shape）（3）紋理：(texture)

常用平滑、粗糙、中等粗糙等描述紋理：遙感圖像中目標(biāo)地物