遙感原理與應(yīng)用課件

第一章電磁波及遙感物理基礎(chǔ)1遙感的概念2電磁波和電磁波譜3物體的發(fā)射輻射

1)黑體輻射

2)太陽輻射

3)大氣對(duì)輻射的影響

4)一般物體的發(fā)射輻射5)地球發(fā)射4地物的反射輻射

1)地物的反射類別

2)光譜反射率以及地物的反射光譜特性

3)影響地物光譜反射率變化的因素5地物波譜特性的測定

1)地物波譜特性的概念

2)地物波譜特性的測定原理

3)地物波譜特性的測定步驟遙感概念的理解遙感:遙遠(yuǎn)的感知,是在不直接接觸的情況下,對(duì)目標(biāo)或自然現(xiàn)象遠(yuǎn)距離探測和感知的一種技術(shù).一般指的是電磁波遙感.全球晝夜溫差98年長江洪水的遙感監(jiān)測

（雷達(dá)與TM影象的復(fù)合）

北京地區(qū)4米遙感影圖

（美國SPACEIMAGE公司的IKONOS衛(wèi)星）北京地區(qū)1米遙感影象圖

（同時(shí)也發(fā)布了北朝鮮導(dǎo)彈基地的1米影象圖）陳述彭先生指出，沒有遙感，就提不出全球變化這樣的科學(xué)問題。所以遙感對(duì)地學(xué)本身有巨大的推動(dòng)作用，就象望遠(yuǎn)鏡對(duì)天文學(xué)和物理學(xué)的推動(dòng)作用一樣。電磁波

:根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,變化的電場能夠在它的周圍引起變化的磁場,這個(gè)變化的磁場又在較遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)引起新的變化電場,并在更遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)引起新的變化磁場.這種變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,以有限的速度由近及遠(yuǎn)在空間內(nèi)傳播的過程稱為電磁波.電磁波的特點(diǎn)：波粒二象性，波動(dòng)性和粒子性波動(dòng)性形成了光的干涉，衍射，偏振現(xiàn)象

電磁波譜不同的電磁波由不同的波源產(chǎn)生．如果按照電磁波在真空中傳播的波長遞增（或頻率遞減）的順序排列，就能得到電磁波譜圖．

對(duì)于任何溫度，任何波長吸收比始終等于一的物體BTal(,)=1顯然，絕對(duì)黑體的單色吸收比等于一，即：絕對(duì)黑體絕對(duì)黑體

模型模型絕對(duì)黑體絕對(duì)黑體1.2物體的發(fā)射輻射理解基爾霍夫定律的假想實(shí)驗(yàn)理解基爾霍夫定律的假想實(shí)驗(yàn)黑體真空容器內(nèi)處于

熱平衡狀態(tài)溫度為T

因?yàn)闇囟炔蛔?，所以每個(gè)物體吸收輻射能應(yīng)等于它發(fā)射的輻射能。

吸收本領(lǐng)大的物體也是輻射本領(lǐng)大的物體

所以各物體輻出度和吸收比之比為一常量。B2A1A3A基爾霍夫定律基爾霍夫定律：任何物體的單色輻出度和單色吸收比之比，等于同一溫度絕對(duì)黑體的單色輻出度。

絕對(duì)黑體的輻射定律T絕對(duì)黑體實(shí)驗(yàn)裝置1、絕對(duì)黑體單色輻出度按波長分布實(shí)驗(yàn)en=h-=34663

10hJs..式中h稱為普朗克常數(shù)振子在輻射或吸收能量時(shí)，從一個(gè)狀態(tài)躍遷到另一個(gè)狀態(tài)。在能量子假說基礎(chǔ)上，普朗克得到了黑體輻射公式：

對(duì)于頻率為ν的諧振子最小能量為BhckTMhcetlllpl(,)=--25121這一公式稱為普朗克公式,它和實(shí)驗(yàn)符合得很好。c

——光速k——玻爾茲曼恒量e——自然對(duì)數(shù)的底λλB曲線下的面積等于絕對(duì)黑體在一定溫度下的輻射出射度即：BBMMTTd()()=ll由實(shí)驗(yàn)及理論都可以得到BMTT()=s4斯忒藩—玻爾茲曼定律()TM~B()TMs=5.67108+w.mK2.4

推導(dǎo)1斯忒藩（Stefan)——玻爾茲曼定律0

MBλ（T）最大值所對(duì)應(yīng)的波長為λm維恩位移定律:

維恩位移定律指出，當(dāng)絕對(duì)黑體的溫度升高時(shí)，單色輻出度最大值向短波方向移動(dòng)。例子：低溫火爐輻射能集中在紅光。高溫物體輻射能集中在藍(lán)、綠色。mbK=-310.2.897Tλmb=λmMBλ（T）λ

推導(dǎo)2維恩（Wien)位移定律推導(dǎo)3溫度越高,所有波長上的波譜輻射通量越大下圖為絕對(duì)黑體的單色輻出度按波長分布曲線MBλ（T）0123456λ(μm)1700K1500K1300K1100K1.2.2太陽輻射太陽常數(shù):就是指在日地平均距離處垂直于太陽光線的平面上，在單位時(shí)間內(nèi)單位面積上所接收到的太陽輻射能。1.36×1000瓦每平方米．太陽光譜輻照度指投射到單位面積上的太陽輻射通量密度，該值隨波長不同而異。太陽表面發(fā)出的連續(xù)光譜，近似于5800。K的黑體輻射。而且由于太陽大氣的吸收，光譜輻照度按波長的分布具有不連續(xù)性，這種太陽光譜中的吸收線稱為“夫瑯和費(fèi)譜線”。這些吸收譜線與太陽大氣中的化學(xué)成份一一對(duì)應(yīng)。如在波長為5892A處的吸收線對(duì)應(yīng)于鈉原子的吸收。圖2.7顯示了太陽輻射能量的分布情況，比較大氣上界和海平面上的太陽輻照度，可見由于地球大氣的吸收，在紅外波段形成若干個(gè)吸收帶。太陽輻照度分布曲線1.2.3大氣對(duì)輻射的影響１地球大氣組成：不變成分（氮．氧．氬．二氧化碳．氦．）可變成分（甲烷．氫．水蒸汽．液態(tài)和固態(tài)水．鹽粒．塵煙）垂直分布：大氣層中的溫度分布和鉛直分層大氣層中的溫度分布和鉛直分層1.對(duì)流層(troposphere)厚度：0—12km（低緯17—18km，高緯8—9km；夏季高于冬季）對(duì)流層的主要特點(diǎn)：集中了80%以上的大氣質(zhì)量和幾乎全部的水汽溫度隨高度的升高而降低，平均每100m降低0.65℃具有強(qiáng)烈的對(duì)流(convection)與亂流(turbulence)運(yùn)動(dòng)氣象要素(meteorologicalelement)的水平分布很不均勻.平流層(stratosphere)厚度從對(duì)流層頂向上，一直到55km左右為平流層。這一層集中了大氣中的大部分臭氧，空氣密度很小。氣溫隨高度而升高；平流層頂氣溫可達(dá)-3—-17℃空氣以水平運(yùn)動(dòng)為主，氣流運(yùn)行平穩(wěn)，沒有強(qiáng)烈的對(duì)流水汽和塵埃很少，很少有云，透明度好4.熱層(thermosphere)從中間層頂向上，到大約800km左右為熱層（又稱熱成層、暖層）。其主要特點(diǎn)有：氣溫隨高度而升高；300km處氣溫可達(dá)1000℃，頂部可高達(dá)2000℃空氣在強(qiáng)烈的太陽紫外線與宇宙射線作用下處于高度電離狀態(tài)，故又稱為電離層（ionosphere）5.散逸層(exosphere)

熱成層以上為外層（又稱散逸層），是大氣圈與星際空間的過渡帶。其主要特點(diǎn)有：空氣非常稀薄空氣質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度很快，受到的地球引力很小，可逃逸到星際空間２．大氣對(duì)太陽輻射的吸收，散射，輻射作用太陽輻射穿過大氣層時(shí)，大氣分子對(duì)電磁波的某些波段有吸收作用。吸收作用使輻射的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿拥膬?nèi)能，從而引起這些波段太陽輻射強(qiáng)度的衰減，甚至某些波段的電磁波完全不能通過大氣。氧氣：小于0.2

μm；0.155為峰值。高空遙感很少使用紫外波段的原因。臭氧：數(shù)量極少，但吸收很強(qiáng)。兩個(gè)吸收帶；對(duì)航空遙感影響不大。水：吸收太陽輻射能量最強(qiáng)的介質(zhì)。到處都是吸收帶。主要的吸收帶處在紅外和可見光的紅光部分。因此，水對(duì)紅外遙感有極大的影響。二氧化碳：量少；吸收作用主要在紅外區(qū)內(nèi)?？梢院雎圆挥?jì)。

輻射在傳播過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個(gè)方向散開，稱為散射。散射使原傳播方向的輻射強(qiáng)度減弱，而增加其他各方向的輻射。由于太陽輻射需二次通過大氣至傳感器，且二次影響增加了信號(hào)中的噪聲成分，造成遙感圖像的質(zhì)量下降。散射作用：太陽輻射在長波過程中遇到小微粒而使傳播方向改變，并向各個(gè)方向散開。改變了電磁波的傳播方向；干擾傳感器的接收；降低了遙感數(shù)據(jù)的質(zhì)量、影像模糊，影響判讀。大氣散射集中在太陽輻射能量最強(qiáng)的可見光區(qū)。因此，散射是太陽輻射衰減的主要原因。

散射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是電磁波在傳輸中遇到大氣微粒而產(chǎn)生的一種衍射現(xiàn)象。因此，這種現(xiàn)象只有當(dāng)大氣中的分子或其他微粒的直徑小于或相當(dāng)于輻射波長時(shí)才發(fā)生。大氣散射有三種情況：

1.瑞利散射

瑞利散射：當(dāng)微粒的直徑比輻射波長小得多時(shí)，此時(shí)的散射稱為瑞利散射。散射率與波長的四次方成反比，因此，瑞利散射的強(qiáng)度隨著波長變短而迅速增大。紫外線是紅光散射的30倍，0.4微米的藍(lán)光是4微米紅外線散射的1萬倍。瑞利散射對(duì)可見光的影響較大，對(duì)紅外輻射的影響很小，對(duì)微波的影響可以不計(jì)。多波段中不使用藍(lán)紫光的原因：無云的晴天，天空為什么呈現(xiàn)藍(lán)色？朝霞和夕陽為什么都偏橘紅色？

顏色紅橙黃黃綠青蘭紫紫外線波長0.70.620.570.530.470.40.3散射率11.62.23.34.95.430.0米氏散射：當(dāng)微粒的直徑與輻射波長差不多時(shí)的大氣散射。云、霧的粒子大小與紅外線的波長接近，所以云霧對(duì)對(duì)紅外線的米氏散射不可忽視。無選擇性散射：當(dāng)微粒的直徑比輻射波長大得多時(shí)所發(fā)生的散射。符合無選擇性散射條件的波段中，任何波段的散射強(qiáng)度相同。水滴、霧、塵埃、煙等氣溶膠常常產(chǎn)生非選擇性散射。云霧為什么通常呈現(xiàn)白色？大氣反射作用電磁波在傳播過程中，如果通過兩種介質(zhì)的交界面，會(huì)出現(xiàn)反射現(xiàn)象。反射主要發(fā)生在云層頂部，取決于云量，而且各波段受到不同程度的影響，因此應(yīng)盡量選擇無云的天氣接收遙感信號(hào)。

30%被云層反射回；17%被大氣吸收；22%被大氣散射；31%到達(dá)地面。３大氣窗口因?yàn)檎凵洳⒉桓淖冚椛鋸?qiáng)度，所以太陽輻射經(jīng)過大氣傳輸后，主要是反射、吸收和散射的共同影響衰減了輻射強(qiáng)度，剩余部分即為透過的部分。對(duì)遙感傳感器而言，只能選擇透過率高的波段，才對(duì)觀測有意義。

通常把電磁波通過大氣層時(shí)較少被反射，吸收或散射的，透過率較高的波段稱為大氣窗口。

大氣窗口的光譜段主要有：遙感中的常用大氣窗口如下：

(1)0.3-1.5μm，可見光、部分紫外和近紅外；

(2)1.3-2.5μm，部分近紅外；

(3)3.5-5.5μm，中紅外；

(4)8-14μm，遠(yuǎn)紅外；

(5)>8mm，微波。

５）地球的輻射

主動(dòng)遙感遙感太陽

被動(dòng)遙感

地球:輻射集中在長波波段名稱波長地球輻射的分段特性特性可見光和近紅外0.3-2.5微米地表反射太陽輻射為主中紅外2.5-6微米地表反射太陽輻射和自身的熱輻射遠(yuǎn)紅外大于6微米地表物體自身熱輻射為主７．與大氣吸收作用有關(guān)的因子有哪些？８．試述大氣窗口的概念。

９.大氣散射元的成分有哪些？１０.試述由米氏散射理論描述的散射元直徑、入射光波長和散射能量之間的關(guān)系。按照發(fā)射率與波長的關(guān)系，把地物分為：黑體或絕對(duì)黑體：發(fā)射率為1，常數(shù)(理想)?；殷w(greybody)：發(fā)射率小于1，常數(shù)選擇性輻射體：反射率小于1，且隨波長而變化。絕對(duì)白體（理想）4)一般物體的發(fā)射輻射4地物的反射輻射1）類別2）光譜反射率及地物的光譜反射特性鏡面反射漫反射方向反射1）地物反射類別地物的反射率（反射系數(shù)或亮度系數(shù)）：地物對(duì)某一波段的反射能量與入射能量之比。反射率隨入射波長而變化。影響地物反射率大小的因素：入射電磁波的波長入射角的大小地表顏色與粗糙度2）光譜反射率及地物的光譜反射特性地物的反射光譜：地物的反射率隨入射波長變化的規(guī)律。A地物反射光譜曲線：根據(jù)地物反射率與波長之間的關(guān)系而繪成的曲線。地物電磁波光譜特征的差異是遙感識(shí)別地物性質(zhì)的基本原理。B不同地物在不同波段反射率存在差異：雪、沙漠、濕地、小麥的光譜曲線C同類地物的反射光譜具有相似性，但也有差異性。（不同植物）并且地物的光譜特性具有時(shí)間特性和空間特性。時(shí)間特性空間特性不同植物光譜曲線比較

植被的病蟲害

時(shí)間特征地物的波譜特性：指各種地物各自具有的電磁波特性（發(fā)射輻射和反射輻射）測定原理測定方法測定步驟５地物波譜特性的測定第一章電磁波及遙感物理基礎(chǔ)1遙感的概念2電磁波和電磁波譜3物體的發(fā)射輻射

1)黑體輻射

2)太陽輻射

3)大氣對(duì)輻射的影響

4)一般物體的發(fā)射輻射4地物的反射輻射

1)地物的反射類別

2)光譜反射率以及地物的反射光譜特性

3)影響地物光譜反射率變化的因素5地物波譜特性的測定

1)地物波譜特性的概念

2)地物波譜特性的測定原理

3)地物波譜特性的測定步驟補(bǔ)充材料１輻射能量:電磁輻射的能量.w輻射通量:單位時(shí)間通過一定面積的輻射能量．Ｗ輻射通量密度：單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的輻射能．Ｗ／平方米輻射出射度：輻射源的物體表面單位面積上的輻射能．輻照度：被輻射的物體表面單位面積的輻射能．輻射亮度：補(bǔ)充材料２遙感影像的特征空間分辨率：每個(gè)像元對(duì)應(yīng)空間的大小.巨型環(huán)境特征,大型環(huán)境特征,中型環(huán)境特征,小型環(huán)境特征.波譜分辨率：傳感器所用的波段數(shù)目,波段寬度,中心波長幾光的波譜范圍.輻射分辨率：區(qū)分光譜信號(hào)強(qiáng)度差異的能力.時(shí)間分辨率：對(duì)同一地區(qū)遙感影像重復(fù)覆蓋的時(shí)間.補(bǔ)充材料３遙感系統(tǒng)的組成遙感系統(tǒng)信息源信息獲取信息記錄與傳輸信息處理地面站的處理用戶處理光學(xué)處理數(shù)字圖像處理圖象校正圖象增強(qiáng)多元信息復(fù)合計(jì)算機(jī)解譯處理信息應(yīng)用一遙感平臺(tái)的種類遙感平臺(tái):搭載傳感器的工具統(tǒng)稱為遙感平臺(tái).地面遙感平臺(tái):三腳架,遙感塔,遙感車

100米以下.

航空平臺(tái):100米以上,100公里以下航天平臺(tái):航天飛機(jī)和衛(wèi)星,240公里以上A.氣象衛(wèi)星

B.陸地衛(wèi)星

C.海洋衛(wèi)星

第二章遙感平臺(tái)及運(yùn)行特點(diǎn)陸地衛(wèi)星：ＳＰＯＴ，ＬＡＮＤＳＡＴ，ＩＫＯＮＯＳ，海洋衛(wèi)星：以微波為主氣象衛(wèi)星:ＮＯＡＡ系列為代表二衛(wèi)星軌道隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，各種地球資源衛(wèi)星提供了越來越多的衛(wèi)星遙感圖像（簡稱衛(wèi)星圖象）。衛(wèi)星圖像有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：宏觀性好，成本低，周期性好。衛(wèi)星運(yùn)行軌道對(duì)衛(wèi)星圖象具有多種影響，有必要加以了解。根據(jù)開普勒定律，人造地球衛(wèi)星在空間的位置可以用幾個(gè)特定數(shù)據(jù)來確定，這些數(shù)據(jù)稱為軌道參數(shù),對(duì)地觀測衛(wèi)星軌道一般為橢圓形，軌道有6個(gè)參數(shù)：①半長軸a:即衛(wèi)星離地面的最大高度,它用來確定衛(wèi)星軌道的大??；②偏心率e:決定衛(wèi)星軌道的形狀；③軌道面傾角i:地球赤道平面與衛(wèi)星軌道平面間的夾角；④升交點(diǎn)赤經(jīng)W:衛(wèi)星軌道與地球赤道面有兩個(gè)交點(diǎn)，衛(wèi)星由南向北飛行時(shí)與地球赤道面的交點(diǎn)稱為升交點(diǎn)，衛(wèi)星由北向南飛行時(shí)與地球赤道面的交點(diǎn)稱為降交點(diǎn)；升交點(diǎn)與春分點(diǎn)之間的角距為Ｗ．⑤近地點(diǎn)角距w:升交點(diǎn)向徑與軌道近地點(diǎn)向徑之間的夾角；⑥衛(wèi)星過近地點(diǎn)的時(shí)刻T，對(duì)于衛(wèi)星的跟蹤和預(yù)報(bào)來說，上述參數(shù)中最重要的軌道參數(shù)是軌道傾角ī和升交點(diǎn)赤徑Ω，它們確定了衛(wèi)星的軌道相對(duì)于地球的方位，但還必須知道橢圓軌道半長軸的方向。

一陸地資源衛(wèi)星1:landsat概況:1967年計(jì)劃

72年發(fā)射第一顆,78年失敗

75年發(fā)射第二顆,82年失敗

78年發(fā)射第三顆,83年失敗

82年發(fā)射第四顆,一年后失敗

83年發(fā)射第五顆,至今

93年發(fā)射第六顆,下落不明

99年發(fā)射第七顆,2003年5月,傳感器壞了.美國陸地衛(wèi)星五號(hào)(LANDSAT5)

陸地衛(wèi)星5號(hào)載了主題成像傳感器（TM）衛(wèi)星參數(shù)：->

近極近環(huán)形太陽同步軌道

軌道高度：

705公里

傾角:

98.22o

運(yùn)行周期：

98.9分鐘

24小時(shí)繞地球:

15圈

穿越赤道時(shí)間:

上午10點(diǎn)

掃描帶寬度:

185公里

重復(fù)周期:

16天

衛(wèi)星繞行:

233圈與太陽同步可重復(fù)軌道美國陸地衛(wèi)星五號(hào)(LANDSAT5)

陸地衛(wèi)星5號(hào)載了主題成像傳感器（TM）波段號(hào)

波段

頻譜范圍μ

分辨率m

B1

Blue-Green

0.450.52

30

B2

Green

0.52-0.60

30

B3

Red

0.63-0.69

30

B4

NearIR

0.76-0.90

30

B5

SWIR

1.55–1.75

30

B6

LWIR

10.40–12.5

120

B7

SWIR

2.08-2.35

30

2.spotSpot對(duì)地觀測衛(wèi)星系統(tǒng)是由法國空間研究中心發(fā)展的，參與的國家還有比利時(shí)和瑞典。系統(tǒng)包含了衛(wèi)星、對(duì)衛(wèi)星控制和編程的地面設(shè)施、圖像制作處理和分發(fā)的機(jī)構(gòu)等。Spot系統(tǒng)迄今為止已發(fā)射了五顆衛(wèi)星

Spot1，1986年2月發(fā)射，目前仍在運(yùn)行，但從2002年5月停止接受其影像。

Spot2，1990年1月發(fā)射，至今還在運(yùn)行。

Spot3，1993年9月發(fā)射，運(yùn)行4年后在1997年11月由于事故停止運(yùn)行。

Spot4，1998年3月發(fā)射，衛(wèi)星作了一些改進(jìn)。

Spot5，2002年其5月發(fā)射，其性能作了重大改進(jìn)。

Spot軌道有如下特點(diǎn)

近極地與太陽同步衛(wèi)星：軌道近極地有利于增大衛(wèi)星對(duì)地面總的觀測范圍。

軌道高度：832公里軌道傾角：98．７度一天繞地球：14運(yùn)行周期：101分鐘重復(fù)周期：26天一個(gè)重復(fù)周期內(nèi)衛(wèi)星繞地球：369圈相繼軌跡間地面偏移距離：向西2823公里衛(wèi)星參數(shù)近極地與太陽同步軌道

在對(duì)不同日期獲取的影像比較時(shí)，為了保證比較的效果，需要影像都是處于相同的太陽照度之下。這就要求衛(wèi)星保持與太陽同步即衛(wèi)星軌道平面與太陽方向之間的夾角是恒值。衛(wèi)星軌道按這樣設(shè)計(jì)的話，能保證可在同一當(dāng)?shù)貢r(shí)間內(nèi)飛過給定的地點(diǎn)。（衛(wèi)星過赤道時(shí)間為當(dāng)?shù)貢r(shí)間10點(diǎn)半）。可重復(fù)軌道軌道高度：８３２公里運(yùn)行周期：１０１．４分鐘重復(fù)周期：２６天軌道傾角：９８．７度

每26天，每顆Spot衛(wèi)星飛過地面上的同一地點(diǎn)。在這段時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星繞過地球一個(gè)整數(shù)的圈數(shù)（369圈，衛(wèi)星每天繞地球14又5/26圈）。下一個(gè)26天，又重復(fù)一次。為了保證衛(wèi)星在一個(gè)周期內(nèi)將全球完整覆蓋一次，Spot采用了"雙垂直"的視場配置模式，兩個(gè)高分辨率成像裝置沿地面軌跡獲取兩條數(shù)據(jù)帶，這個(gè)寬度大于相鄰兩地面軌跡間的距離。SPOT5號(hào)衛(wèi)星上搭載有三種成像裝置，除了前幾顆衛(wèi)星上的高分辨率幾何裝置(HRG)和植被探測器(VEGETATION)外，SPOT5更有一個(gè)高分辨率立體成像(HRS)裝置。

這幾種探測器的分辨率和視場分別如下：書３９頁

波段高分辨率幾何裝置植被成像裝置高分辨率立體裝置PA：(0.49-0.69μm)

2.5m或5m

10mB0：(0.43-0.47μm)

1kmB1：(0.49-0.61μm)

10m

B2：(0.61-0.68μm)

10m

1kmB3：(0.78-0.89μm)

10m

1kmSWIR：(1.58-1.75μm)20m1km視場60km2250km120km３中巴衛(wèi)星（中國資源一號(hào)衛(wèi)星系列）1999年發(fā)射，比ＴＭ的空間分辨率高，比SPOT的波段多．運(yùn)行特點(diǎn)：見書４２頁4高分辨率的衛(wèi)星：ikonos,QuickBrid5高光譜類衛(wèi)星:Eo-15雷達(dá):Radarsat,ERS6商業(yè)小衛(wèi)星:重量輕，成本低，體積小，發(fā)射靈活．思考題１遙感系統(tǒng)的組成２遙感平臺(tái)３目前常用的遙感圖像（TM，ETM+、SPOT、CBERS、MODIS等）的基本技術(shù)參數(shù)（波譜段范圍、分辨率等）．４遙感圖像的特征（空間、時(shí)間、光譜、輻射分辨率）。第三章遙感傳感器及成像原理

3.1傳感器的組成及分類

3.2掃描類型的傳感器

3.3雷達(dá)成像儀3.1傳感器的組成及分類傳感器:收集,探測并記錄地物電磁波輻射信息的儀器收集器探測器處理器輸出器膠卷光電器件熱電器件透鏡反射鏡天線光電倍增管電子倍增管膠片磁帶傳感器的分類按電磁波輻射來源分:主動(dòng)傳感器,被動(dòng)傳感器按對(duì)電磁波記錄方式分:成像方式,非成像方式按成像原理和所獲取圖像的性質(zhì)不同分:攝影機(jī),掃描儀,雷達(dá)制作背景:膠片的感光范圍有限制,只能探測到0.3-1.4微米之間的電磁輻射.掃描儀主要依靠探測元件和掃描鏡對(duì)目標(biāo)地物以瞬時(shí)視場為單位進(jìn)行逐點(diǎn),逐行采樣,以得到目標(biāo)地物電磁輻射特性信息,利用光電效應(yīng)和光熱效應(yīng),將輻射能轉(zhuǎn)為電能,或是其他物理特性的變化,從而對(duì)物體進(jìn)行探測.3.2掃描成像類傳感器----依靠探測元件和掃描鏡對(duì)目標(biāo)地物以瞬時(shí)視場為單位進(jìn)行的逐點(diǎn)、逐行取樣，以得到目標(biāo)地物電磁輻射特性信息，形成一定譜段的圖象．

對(duì)物面掃描的成像儀：特點(diǎn):對(duì)地面直接掃描光機(jī)掃描儀(紅外掃描儀，多光譜掃描儀)，成像光譜儀，多頻段頻譜儀

對(duì)像面掃描的成像儀：特點(diǎn):瞬間在像面上先形成一條線圖象,甚至是一幅二維影象,然后對(duì)影象進(jìn)行掃描成像.線陣列ＣＣＤ推掃式成像儀，電視攝像機(jī)3.2.1光學(xué)機(jī)械掃描成像結(jié)構(gòu)組成:光學(xué)機(jī)械掃描儀是借助遙感平臺(tái)沿飛行方向運(yùn)動(dòng)和遙感器本身光學(xué)機(jī)械橫向掃描達(dá)到地面覆蓋,得到地面條帶圖象的成像裝置.主要有紅外掃描儀和多光譜掃描儀2種,主要由收集器,分光器,探測器,處理器,輸出器等幾部分組成.1）收集器多光譜掃描儀可用透鏡系統(tǒng)也可以用反射鏡系統(tǒng)作為收集器,但是紅外掃描儀采用反射鏡系統(tǒng).2）分光器目的是將收集器收集的地面電磁波信息分解成所需要的光譜成分.常用的有分光棱鏡,衍射光柵,分光濾光片.3）探測器探測分光后的電磁波并把它變?yōu)殡娦盘?hào)的元件叫探測器.分為光電子發(fā)射型(探測從紫外到可見光區(qū)的地物光譜特性),光激發(fā)載流子型(從可見光到紅外區(qū)的電磁波輻射),熱效應(yīng)型的探測器(熱紅外探測器,能把紅外輻射轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?必須低溫下工作).4）處理器從探測器出來的低電信號(hào),需放大和限制帶寬.一般在探測器后面設(shè)置低躁聲的前置放大器來進(jìn)行這項(xiàng)工作.5）輸出器一種是膠片,一種是磁帶,要把探測器輸出的視頻信號(hào)記錄在膠片上,必須經(jīng)電光變換線路來調(diào)制一些發(fā)光器件,這時(shí)發(fā)光器件上的光信號(hào)強(qiáng)度和視頻信號(hào)強(qiáng)度一致,當(dāng)膠片曝光時(shí)，數(shù)據(jù)就被記錄下來。輸出數(shù)據(jù)用磁帶儀記錄在磁帶上。有的磁帶記錄儀作為遙感數(shù)據(jù)的暫存器，在一定時(shí)期向地面發(fā)送。掃描成像過程當(dāng)旋轉(zhuǎn)棱鏡旋轉(zhuǎn)時(shí)，鏡面對(duì)地面橫越航線方向掃視一次，在地面瞬時(shí)視場內(nèi)的地面輻射能由旋轉(zhuǎn)棱鏡反射到反射鏡組，經(jīng)其反射，聚焦在分光器上，經(jīng)光器分光后分別照射到相應(yīng)的探測器上。探測器則將輻射能轉(zhuǎn)變?yōu)橐曨l信號(hào)，再經(jīng)電子放大器放大和調(diào)整，在陰極射線管上顯示瞬時(shí)視場的地面影像，底片曝光后記錄下來，或者視頻信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換。變成數(shù)字的電信號(hào)，經(jīng)采樣，量化和編碼，變成數(shù)據(jù)流，向地面作實(shí)時(shí)發(fā)放或由磁帶記錄儀記錄后作延時(shí)回放。隨著棱鏡的旋轉(zhuǎn)，垂直于飛行方向上的地面依次對(duì)地面進(jìn)行掃描，形成一條條相互銜接的地面影像，最后形成連續(xù)的地面條帶影像。1）瞬時(shí)視場角：掃描系統(tǒng)在某一時(shí)刻對(duì)空間所張的角度。探測原件的線度與光學(xué)系統(tǒng)的總焦距之比。2）像點(diǎn)：瞬時(shí)視場角在影像上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，也叫像元，像素。3）空間分辨率：瞬時(shí)視場在地面對(duì)應(yīng)的距離。掃描角越大，分辨率越低，航高越高，分辨率也越低垂直攝影時(shí)，掃描角θ為０a=d×H/f

d：為探測器尺寸，

f：為掃描儀焦距，Ｈ：為航高當(dāng)觀測視線傾斜時(shí)，

(平行于航線方向的地面分辨率)

aθ=a×secθ(垂直于航線方向的地面分辨率)

aθ1=a×secθ×secθ４）掃描線的銜接Ｗ＝Ａ／ＴＡ為探測器的地面分辨率Ｔ為旋轉(zhuǎn)棱鏡掃描一次的時(shí)間Ｗ為飛機(jī)的地速這時(shí)，兩個(gè)掃描帶的重疊度為０．但是沒有空隙．為使掃描線正確銜接，速度與行高之比應(yīng)為一個(gè)常數(shù)常見光機(jī)掃描類型的傳感器１ＭＳＳ多光譜掃描儀結(jié)構(gòu)掃描反射鏡：用于獲取垂直飛行方向兩邊共１８５Ｋm范圍內(nèi)的來自景物的輻射能．反射鏡組：將掃描鏡反射進(jìn)入的地面景物聚集在成像面上．成像板：２４＋２個(gè)玻璃纖維單元，按波段排成４行，每個(gè)單元對(duì)應(yīng)空間分辨率，探測器：將輻射能轉(zhuǎn)化成電信號(hào)輸出成像過程掃描儀每個(gè)探測器的瞬時(shí)視場角為86微弧度，衛(wèi)星高度為915公里，因此，掃描瞬間每個(gè)像元的地面分辨率為79m×79m,每個(gè)波段由６個(gè)相同大小的探測單元與飛行方向平行排列，這樣瞬間看見的地面大小為474m×79m.又由于掃描總視場為11.56度，地面寬度為185公里，因此，掃描一次每個(gè)波段獲?。稐l掃描線圖像，其地面范圍為474m×185km,掃描周期為73.4ms（1000毫秒＝１秒），在掃描一次的時(shí)間里衛(wèi)星向前正好移動(dòng)474m,因此掃描線正好銜接．成像板上的光學(xué)纖維單元接收的輻射能，經(jīng)光學(xué)纖維傳遞到探測器，探測器對(duì)信號(hào)減波后有24路輸出，采用脈碼多路調(diào)制方式，對(duì)每個(gè)信道做一次抽樣，經(jīng)過計(jì)算，每9.958微秒掃描鏡視軸僅在地面上移動(dòng)了56米，因此采樣后的mss的空間分辨率為56m×79m（Landsat-4為68m×83m）采樣后對(duì)每個(gè)像元采用6bit進(jìn)行編碼，采樣后的數(shù)據(jù)用脈碼調(diào)制方式饋入天線向地面發(fā)送地面接收及產(chǎn)品地面接收站主要接收衛(wèi)星發(fā)下來的遙感圖像信息和衛(wèi)星姿態(tài)，星歷參數(shù)等，將這些信息記錄在高密度數(shù)字磁帶上，然后送往數(shù)據(jù)中心處理成可供用戶使用的膠片和數(shù)字磁帶等．地面接收站包括以下幾個(gè)部分：天線及伺服系統(tǒng)，接收分系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)，模擬檢測系統(tǒng)，定時(shí)系統(tǒng)，信標(biāo)塔等．ＭＳＳ的產(chǎn)品分為幾個(gè)類別粗加工產(chǎn)品（輻射校正，幾何校正，），精加工產(chǎn)品（在粗加工的基礎(chǔ)上用控制點(diǎn)進(jìn)行了校正）特殊產(chǎn)品ＴＭ專題制圖儀高級(jí)的多波段掃描型的地球資源敏感儀器與ＭＳＳ相比，ＴＭ增加一個(gè)掃描改正器，使掃描行垂直于飛行軌道，另外使往返雙向都對(duì)地面掃描，探測器１００個(gè)，分７個(gè)波段ＴＭ各波段的圖像特征波段號(hào)波段波長范圍（）設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)波段特征主要用途TM1藍(lán)0.45～0.52植物色素吸收峰0.45對(duì)水體穿透力強(qiáng)，對(duì)葉綠素及葉色素濃度反映敏感有助于判別水深，水中葉綠素分布，近海域制圖TM２綠0.52～0.60植物在綠光波段反射峰0.55對(duì)健康茂盛植物綠發(fā)射敏感，對(duì)水的穿透力較強(qiáng)探測健康植物，評(píng)價(jià)植物生長活力，研究水下地形特征和水污染TM３紅0.6３～0.69植物葉綠素吸收峰0.65為葉綠素主要吸收波段用于區(qū)分植物種類與植物覆蓋度，探測植物葉綠素吸收的差異，在秋季則反映葉黃素、葉紅素的差異TM４近紅外0.76～0.90受植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響，植物在0.70至1.3高反射對(duì)綠色植物類別差異最敏感，為植物通用波段確定綠色植被類型，做生物長勢和生物量的調(diào)查，水域判別等TM５中紅外1.55～1.75水分子在1.4、1.9的吸收峰處于水的吸收范圍內(nèi)，反映含水量敏感用于植物含水量的調(diào)查、土壤濕度、水分狀況、作物長勢的研究，區(qū)分云和雪TM６熱紅外10.4～12.5地物熱紅外發(fā)射特征可進(jìn)行熱制圖植物和地物的熱強(qiáng)度測定分析，人類熱活動(dòng)特征監(jiān)測ＴＭ探測技術(shù)指標(biāo)探測器波段（微米）分辨率（米）量化（比特）掃幅（公里）像元數(shù)信噪比Ｓ／ＮＴＭ0.45-0.520.52-0.600.63-0.690.76-0.901.55-1.7510.40-12.502.08-2.353030303030120308888888185185185185185185185632063206320632063206320632052-14360-27948-24835-34240-1940.1-0.2821-164ETM＋增強(qiáng)型專題制圖儀與TM傳感器相比有以下３方面的改進(jìn)：１）增加全色波段，分辨率為１５米２）采用雙增益技術(shù)使遠(yuǎn)紅外波段的分辨率提高到６０米３）衛(wèi)星的輻射定標(biāo)誤差小于５％紅外掃描儀熱紅外像片的色調(diào)特征熱紅外掃描儀對(duì)溫度敏感性高，因?yàn)樗c溫度的4次方成正比，溫度的變化能產(chǎn)生較高的色調(diào)差別。例58頁的機(jī)場的停機(jī)坪的熱紅外像片，像片中的飛機(jī)已發(fā)動(dòng)的溫度較高，色調(diào)淺，未發(fā)動(dòng)的溫度低，顯得很暗，水泥跑道發(fā)射率較高，出現(xiàn)灰色調(diào)，飛機(jī)的金屬蒙皮，發(fā)射率很低，顯得很黑。3.2.2對(duì)像面掃描的成像儀與其他的掃描成像的區(qū)別是探測器系統(tǒng)是電荷耦合器件ＣＣＤ．它是一種新興半導(dǎo)體器件，利用電荷量來表示信號(hào)，用耦合的方法進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)钠骷?。成像原理：以法國SPOT衛(wèi)星上裝載的HRV為例把電荷耦合器件做成電極數(shù)目相當(dāng)多的一個(gè)線陣列法國ＳＰＯＴ衛(wèi)星上裝載的ＨＲＶ是一種線陣列推掃式掃描儀，，儀器中有一個(gè)平面反射鏡，將地面輻射來的電磁波反射到反射鏡組，然后聚焦在ＣＣＤ線陣列元件上，ＣＣＤ的輸出端以一路時(shí)序視頻信號(hào)輸出．由于使用ＣＣＤ做探測器，在瞬間能同時(shí)得到垂直航線的一條圖象線，不需要用擺動(dòng)的掃描鏡，以推掃方式獲取沿軌道的連續(xù)圖象條帶．ＳＰＯＴ衛(wèi)星有兩種ＨＲＶ，一種是多光譜型的，一種是全色的．兩種ＨＲＶ的主要參數(shù)如下：具體的SPOT衛(wèi)星ＨＲＶ探測器主要技術(shù)指標(biāo)見書３８頁．ＳＰＯＴ５地面分辨率見書３９頁．3.2.3成像光譜儀將傳統(tǒng)的空間成像技術(shù)與地物光譜技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同一地區(qū)同時(shí)獲取幾十個(gè)到幾百個(gè)波段的地物反射光譜圖像．它基本上屬于多光譜掃描儀，其構(gòu)造與ＣＣＤ線陣列推掃式掃描儀和多光譜掃描儀類型相同，區(qū)別在于通道數(shù)目多，各通道的波段寬度很窄．3.3雷達(dá)成像儀雷達(dá)：無線電測距和定位．工作波段大多在微波范圍．按照工作方式分為成像雷達(dá)和非成像雷達(dá)，成像雷達(dá)分為真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)和合成孔徑側(cè)視雷達(dá)．雷達(dá)是由發(fā)射機(jī)通過天線在很短的時(shí)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，然后利用同一天線接收目標(biāo)地物反射的回波信號(hào)而進(jìn)行顯示的一種傳感器．側(cè)視雷達(dá)的天線不是安裝在遙感平臺(tái)的正下方，而是與遙感平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)方向形成角度，朝向一側(cè)或兩側(cè)傾斜安裝，向側(cè)下方發(fā)射電磁波，接收回波信號(hào)的真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)：以實(shí)際孔徑天線進(jìn)行工作的．距離分辨率：在脈沖的發(fā)射方向上，能分辨兩個(gè)目標(biāo)的最小距離．它與脈沖的寬度有關(guān)，因此，若提高距離分辨率需要減小脈沖寬度，目前采用脈沖壓縮技術(shù)來提高距離分辨率方位分辨率：是指相鄰的兩束脈沖之間，能分辨兩個(gè)目標(biāo)的最小距離，它與波瓣角有關(guān)，要提高方位分辨率就要加大天線孔徑或者縮短距離和工作波長，但是不可取，因此，出現(xiàn)了合成孔徑側(cè)視雷達(dá)．合成孔徑側(cè)視雷達(dá)：是利用遙感平臺(tái)的前進(jìn)運(yùn)動(dòng)，將一個(gè)小孔徑的天線安裝在平臺(tái)的側(cè)方，以代替大孔徑的天線，提高方位分辨率的雷達(dá)．在移動(dòng)中選擇若干個(gè)位置,在每個(gè)位置上發(fā)射一個(gè)信號(hào),接收相應(yīng)發(fā)射位置的回波信號(hào)儲(chǔ)存記錄下來.思考題1主要的遙感平臺(tái)有哪些？各自的特點(diǎn)2掃描成像的基本原理3說出任意一種傳感器的成像過程及波段范圍及主要技術(shù)指標(biāo)第四章遙感圖象數(shù)字處理的基礎(chǔ)知識(shí)主要內(nèi)容:1圖象的表示形式2遙感數(shù)字圖象表示方法3遙感數(shù)字圖象處理系統(tǒng)1圖象的表示形式在空間域的表示1)光學(xué)圖象連續(xù)的光密度函數(shù).像片上的密度隨坐標(biāo)X,Y的變化而變化.我們用連續(xù)變化的函數(shù)來表示.光學(xué)圖像、照片以及人的眼睛看到的一切景物，都是模擬圖像，這類圖像無法直接用計(jì)算機(jī)處理。為了使圖像能在電子計(jì)算機(jī)中作處理運(yùn)算，必須將模擬圖像轉(zhuǎn)化為離散數(shù)字所表示的圖像，即所謂的數(shù)字圖像。2)數(shù)字圖象是一個(gè)二維離散的光密度函數(shù),相對(duì)于光學(xué)圖象,它在空間坐標(biāo)(X,Y)和密度上都離散化.可以用一個(gè)二維矩陣表示:單色且時(shí)不變時(shí)：為M×N矩陣。多光譜時(shí)：

其中，di(l)為第i個(gè)光譜的光譜響應(yīng)函數(shù)

2二者的轉(zhuǎn)化將模擬圖像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像的過程稱為圖像數(shù)字化。這一過程是圖像處理技術(shù)的基礎(chǔ)，一般圖像數(shù)字化包括下列兩個(gè)步驟：采樣和量化將二維空間圖像上的連續(xù)亮度住處（即灰度）轉(zhuǎn)化成離散的抽樣點(diǎn)（即象素點(diǎn)）具體做法如圖1所示：量化就是把抽樣后每一個(gè)象素點(diǎn)的亮度值離散化使其成為有限個(gè)整數(shù)值（一般為0-256個(gè)灰度值）。把一個(gè)象素點(diǎn)，由黑色漸變?yōu)榛疑珴u變?yōu)榘咨倪B續(xù)變化的亮度值量化為0~256個(gè)灰度值，（每個(gè)象素用一個(gè)字節(jié)來儲(chǔ)存量化后的信息，即8Bit）,量化后的灰度值即反映了對(duì)應(yīng)象素點(diǎn)的亮度明暗值。經(jīng)過抽樣、量化后，一幅黑白模擬圖像就會(huì)離散化成為M*N個(gè)字節(jié)的數(shù)字圖像，即變成適用于電子計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字圖像。在圖像數(shù)字化過程中把原來連續(xù)變化的亮度信息變成離散的數(shù)字信息，二者間是有差別的，即在數(shù)字化過程中會(huì)帶來一定的誤差。數(shù)字化后的一幅黑白圖像，可以用M×N個(gè)字節(jié)來表示。對(duì)電子計(jì)算機(jī)來說，可以用數(shù)學(xué)公式f（Xi，Yj）來表示。數(shù)組f（Xi，Yj）中i=1，2，3…m，j=1，2，3，…n。式中f（Xi，Yj）值代表圖像中（Xi，Yj）點(diǎn)處象素的灰度值。在現(xiàn)實(shí)生活中有多種多樣的圖像，根據(jù)各類圖像灰度層次的多少、光譜軸及時(shí)間軸上的組合方式的不同，其數(shù)字化后的描述形式如下表所示。圖像數(shù)字化后描述形式備注二值圖像f（X，Y）=1或0文字、線條圖、指紋等黑白圖像0≤f（X，Y）≤2n-1黑白圖像，一般n=6~8彩色圖像|fi（X，Y）|i=R，G，B以三基色表示的彩色圖像光譜圖像|fi（X，Y）|i=1，2…m遙感圖像，m=6~8或更大立體圖像fl（X，Y），fr（X，Y）左右視點(diǎn)得到同物體的圖像對(duì)動(dòng)態(tài)圖像|ft（X，Y）|t=t1，t2…tr.動(dòng)態(tài)圖像，動(dòng)畫制做等在頻率域的表示空間域來表示圖象的時(shí)候,它是空間坐標(biāo)的函數(shù),用頻率域的形式表達(dá)時(shí),圖象是頻率坐標(biāo)的函數(shù),通常用傅立葉變換實(shí)現(xiàn)空間域變?nèi)腩l率域,反之采用傅立葉逆變換.二維離散傅立葉變換為：

2遙感數(shù)字圖象表示方法1)存儲(chǔ)介質(zhì)磁帶,磁盤,光盤2)類型二值數(shù)字圖象單波段圖象數(shù)字彩色圖象多波段圖象多波段數(shù)字圖象的存儲(chǔ)通常有3種數(shù)據(jù)格式:BSQ（波段順序格式）每行數(shù)據(jù)后面緊接著同一波譜波段的下一行數(shù)據(jù)。這種格式最適于對(duì)單個(gè)波譜波段中任何部分的空間（X，Y）存取。BIP（每個(gè)像元按波段次序交叉排列）按BIP格式存儲(chǔ)的圖像按順序存儲(chǔ)第一個(gè)像元所有的波段，接著是第二個(gè)像元的所有波段，然后是第3個(gè)像元的所有波段，等等，交叉存取直到像元總數(shù)為止。這種格式為圖像數(shù)據(jù)波譜（Z）

的存取提供最佳性能。BIL（逐行按波段次序排列）按BIL格式存儲(chǔ)的圖像先存儲(chǔ)第一個(gè)波段的第一行，接著是第二個(gè)波段的第一行，然后是第三個(gè)波段的第一行，交叉存取直到波段總數(shù)為止。每個(gè)波段隨后的行按照類似的方式交叉存取。這種格式提供了空間和波譜處理之間一種折衷方式。ERDASIMAGINE平臺(tái)簡介ERDASIMAGINE是美國ERDAS公司開發(fā)的專業(yè)遙感圖像處理與地理信息系統(tǒng)軟件。ERDASIMAGINE功能簡介打開IMAGINE窗口數(shù)據(jù)輸入輸出窗口數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊專題制圖模塊圖像解譯模塊圖像庫管理模塊圖像分類模塊空間建模工具矢量功能模塊雷達(dá)圖像處理模塊虛擬GIS模塊正射影像校正模塊立體分析模塊第四章遙感圖像處理一、名詞解釋：1、光學(xué)影像2、數(shù)字影像3、空間域圖像4、頻率域圖像5、圖像采樣6、灰度量化7、幾何變形8、幾何校正9、粗加工處理10、精加工處理11、多項(xiàng)式糾正12、間接法糾正13、最鄰近像元重采樣14、圖像配準(zhǔn)15、數(shù)字鑲嵌16、正射影像17、地理編碼圖象18、輻射誤差19、輻射定標(biāo)20、大氣校正21、圖像增強(qiáng)22、圖像直方圖23、假彩色合成24、密度分割25、真彩色合成26、偽彩色圖像27、圖像平滑28、圖像銳化29、邊緣檢測30、低通濾波31、高通濾波32、圖像融合33、直方圖正態(tài)化34、線性拉伸35、直方圖均衡36、鄰域法處理二、填空題：1、光學(xué)圖像是一個(gè)

函數(shù)。2、數(shù)字圖像是一個(gè)

函數(shù)。3、光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字影像的過程包括

等步驟。4、圖像數(shù)字化中采樣間隔取決于圖像的

，應(yīng)滿足（公式）。5、一般圖像都由不同的

、

、

、

的周期性函數(shù)構(gòu)成。6、3S集成一般指

、

和

的集成。分別寫出中心投影，推掃式傳感器（旁向，航向傾斜），掃描式傳感器的共線方程表達(dá)式

，

，

，

。遙感圖像的變形誤差可以分為

和

，又可以分為

和

。外部誤差是指在

處于正常的工作狀態(tài)下，由

所引起的誤差。包括

，

，

，

等因素引起的變形誤差。傳感器的六個(gè)外方位元素中

的變化對(duì)圖像的綜合影響使圖像產(chǎn)生線性變化，而

使圖像產(chǎn)生非線性變形。地球自轉(zhuǎn)對(duì)于多中心投影影像產(chǎn)生像點(diǎn)位移在

方向上，位移量bb’=

。TM衛(wèi)星圖像的粗糾正使用的參數(shù)有

，

，

，

糾正的變形有

，

。遙感圖像幾何糾正的常用方法有

，

，

。多項(xiàng)式擬合法糾正中，項(xiàng)數(shù)N與其階數(shù)n的關(guān)系

。多項(xiàng)式擬合法糾正中，一次項(xiàng)糾正

，二次項(xiàng)糾正

，三次項(xiàng)糾正

。10、項(xiàng)式擬合法糾正中控制點(diǎn)的要求是

，

，

。11、多項(xiàng)式擬合法糾正中控制點(diǎn)的數(shù)量要求，一次項(xiàng)最少需要

個(gè)控制點(diǎn)，二次項(xiàng)最少項(xiàng)需要

個(gè)控制點(diǎn)，三次項(xiàng)最少需要

個(gè)控制點(diǎn)。12、SPOT圖像采用共線方程糾正時(shí)需要

，有

未知參數(shù)，最少需要

個(gè)控制點(diǎn)。13、常用的灰度采樣方法有

，

，

。14、數(shù)字圖象配準(zhǔn)的方式有

，

。15、數(shù)字圖像鑲嵌的關(guān)鍵

，

，

。16、在姿態(tài)角都為0的情況下，中心投影像片的投影差為

，推掃式影像（HRV）的投影差為

，掃描儀影像（MSS）的投影差

，側(cè)視雷達(dá)影像（SAR）的投影差

。17、灰度采樣中，雙線性內(nèi)插的權(quán)矩陣采用

函數(shù)求取，雙三卷積的權(quán)矩陣采用

函數(shù)求取。18、輻射傳輸方程可以知道，輻射誤差主要有

，

，

。19、常用的圖像增強(qiáng)處理技術(shù)有

，

。20、增強(qiáng)的常用方法有

，

，

，

，

，

，

等。子21、直方圖均衡效果

，

，

。22、3*3的拉普拉斯算子

。23、圖像平滑和銳化的關(guān)系

。

24、圖像融合的層次

，

，

。25、HIS中的H指

，I指

，S指

。圖像融合的常用算法

，

，

，

，

等。三、選擇題：(單項(xiàng)或多項(xiàng)選擇)數(shù)字圖像的①空間坐標(biāo)是離散的，灰度是連續(xù)的②灰度是離散的，空間坐標(biāo)是連續(xù)的③兩者都是連續(xù)的④兩者都是離散的。采樣是對(duì)圖像①取地類的樣本②空間坐標(biāo)離散化③灰度離散化。量化是對(duì)圖像①空間坐標(biāo)離散化②灰度離散化③以上兩者。圖像數(shù)字化時(shí)最佳采樣間隔的大?、偃我獯_定②取決于圖像頻譜的截止頻率③依據(jù)成圖比例尺而定。圖像灰度量化用6比特編碼時(shí)，量化等級(jí)為①32個(gè)②64個(gè)③128個(gè)④256個(gè)。BSQ是數(shù)字圖像的①連續(xù)記錄格式②行、波段交叉記錄格式③象元、波段交叉記錄格式。垂直航線方向距離越遠(yuǎn)比例尺越小的影像是①中心投影影像②推掃式影像（如SPOT影像）③逐點(diǎn)掃描式影像（如TM影像）④真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)影像。垂直航線方向距離越遠(yuǎn)比例尺越大的影像是①中心投影影像②推掃式影像（如SPOT影像）③逐點(diǎn)掃描式影像（如TM影像）④真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)影像。真實(shí)孔徑天線側(cè)視雷達(dá)影像上高出地面的物點(diǎn)其象點(diǎn)位移（投影差）①向底點(diǎn)方向位移②背向底點(diǎn)方向位移③不位移。逐點(diǎn)掃描式影像（如TM影像）上高差引起的像點(diǎn)位移（投影差）發(fā)生在①像底點(diǎn)的輻射方向②掃描方向。多項(xiàng)式糾正用一次項(xiàng)時(shí)必須有①1個(gè)控制點(diǎn)②2個(gè)控制點(diǎn)③3個(gè)控制點(diǎn)④4個(gè)控制點(diǎn)。多項(xiàng)式糾正用二次項(xiàng)時(shí)必須有①3個(gè)控制點(diǎn)②4個(gè)控制點(diǎn)③5個(gè)控制點(diǎn)④6個(gè)控制點(diǎn)。多項(xiàng)式糾正用一次項(xiàng)可以改正圖像的①線性變形誤差②非線性變形誤差③前兩者。共線方程的幾何意義是在任何情況下①像主點(diǎn)、像底點(diǎn)和等角點(diǎn)在一直線上②像點(diǎn)、物點(diǎn)和投影中心在一直線上③主點(diǎn)、滅點(diǎn)和像點(diǎn)在一直線上。四、問答題：敘述中心投影的航空像片,MSS多光譜掃描儀影像,SPOT的HRV推掃式影像和真實(shí)孔徑側(cè)視雷達(dá)圖像的幾何特征。敘述最鄰近法、雙線性內(nèi)插、雙三次卷積重采樣原理（可作圖說明）和優(yōu)缺點(diǎn)。兩幅影像進(jìn)行數(shù)字鑲嵌應(yīng)解決哪些關(guān)鍵問題？解決的基本方法是什么？敘述多項(xiàng)式擬合法糾正衛(wèi)星圖像的原理和步驟。多項(xiàng)式擬合法選用一次項(xiàng)、二次項(xiàng)和三次項(xiàng)，各糾正遙感圖像中的哪些變形誤差？多項(xiàng)式擬合法平差后精度應(yīng)控制在什么范圍內(nèi)？超限了怎么辦？敘述共線方程法糾正SPOT衛(wèi)星圖像的原理和步驟。敘述數(shù)字圖像鑲嵌的過程。畫出各個(gè)外方位元素變化引起的圖形變化情況敘述光學(xué)影像與數(shù)字影像的關(guān)系和不同點(diǎn)。怎樣才能將光學(xué)影像變成數(shù)字影像。敘述空間域圖像與頻率域圖像的關(guān)系和不同點(diǎn)。敘述儲(chǔ)存遙感圖像有哪幾種方法，列舉2—3種數(shù)字圖像存儲(chǔ)格式，并說明其特點(diǎn)。16、敘述3S集成的形式和作用。根據(jù)輻射傳輸方程，指出傳感器接收的能量包含哪幾方面，輻射誤差及輻射誤差糾正內(nèi)容是什么，簡述遙感數(shù)字影像增強(qiáng)處理的目的，例舉一種增強(qiáng)處理方法，說明其原理和步驟。什么是遙感圖像大氣校正？為什么要進(jìn)行遙感圖像大氣校正？請(qǐng)以多光譜掃描儀（MSS）資料為例，說明大氣校正的原理和方法。以美國陸地衛(wèi)星TM圖像的波段為例，分別說明遙感圖像的真彩色合成與假彩色合成方案。與真彩色合成圖像相比，假彩色合成圖像在地物識(shí)別上有何優(yōu)越性？敘述美國陸地衛(wèi)星ETM圖像分辨率30米的5、4、3波段影像與分辨率15米的全色影像進(jìn)行融合的步驟和方法。22、Notethatclouds,snowonthemountains,andlightdesertsoils(rightcenter)allappearwhiteinthefalsecolorcompositeimageandthethreeblackandwhitefilterimages.Thereareseveralareasofbrighttomediumredinthef.c.composite.Trytofindtheircorrespondinglocationsinthethreefilterimagesandbeawareoftheirgraylevels.

第五章遙感圖像的幾何處理5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程5.2遙感圖像的幾何變形5.3遙感圖像的幾何處理5.4多圖像的配準(zhǔn)和鑲嵌5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程一遙感圖像通用構(gòu)像方程傳感器坐標(biāo)系像點(diǎn)坐標(biāo)系地面坐標(biāo)系

設(shè)地面點(diǎn)P在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（XYZ）P，P在傳感器坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（UVW）P，傳感器投影中心S在地面坐標(biāo)系中的坐標(biāo)為（XYZ）S，傳感器的姿態(tài)角為（

)

則通用的構(gòu)像方程為：式中，A為傳感器坐標(biāo)系相對(duì)于地面坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣，是傳感器姿態(tài)角的函數(shù)。A=其中二中心投影構(gòu)像方程根據(jù)中心投影的特點(diǎn)，圖像坐標(biāo)（x,y,-f）和傳感器系統(tǒng)坐標(biāo)之間有如下關(guān)系：

其中：為成像比例尺分母，為攝影機(jī)主距所以中心投影像片坐標(biāo)與地面點(diǎn)大地坐標(biāo)的關(guān)系（構(gòu)像方程）為其正算公式：其反算公式：以上是中心投影的構(gòu)像方程，下面我們看看多中心投影的構(gòu)像方程三全景攝影機(jī)的構(gòu)像方程其中四推掃式傳感器的構(gòu)像方程在時(shí)刻T時(shí)像點(diǎn)P的坐標(biāo)為（0，y,-f）,因此推掃式傳感器的構(gòu)像方程為：或當(dāng)推掃式傳感器沿衛(wèi)星軌道方向旁向傾斜固定角θ時(shí)，當(dāng)推掃式傳感器陣列在其衛(wèi)星軌道方向內(nèi)向前或向后傾斜角為θ時(shí)五掃描式傳感器的構(gòu)像方程任意一個(gè)像元的構(gòu)像，等效于中心投影朝旁向旋轉(zhuǎn)了掃描角θ后，以像幅中心成像的幾何關(guān)系，所以掃描式傳感器的構(gòu)像方程為：其中：5.2遙感圖像的幾何變形一傳感器成像方式引起的圖像變形：傳感器的成像方式有中心投影，全景投影，斜距投影，以及平行投影，由于中心投影在垂直攝影和地面平坦的情況下，地面物體與其景物具有相似性，不存在由成像方式造成的圖像變形，因此把中心投影的圖像作為基準(zhǔn)圖像來討論其他方式投影圖像的變形規(guī)律。1全景投影變形全景投影的影像面不是一個(gè)平面，而是一個(gè)圓柱面為焦距，為成像角，=57.29570/rad2斜距投影變形側(cè)視雷達(dá)屬于斜距投影變形,S為雷達(dá)天線,Sy為雷達(dá)成像面,地物點(diǎn)P在斜距投影圖像上的圖像坐標(biāo)為yp,H為航高,所以斜距投影圖像上的影像坐標(biāo)為而地面上P點(diǎn)在等效中心投影圖像oy’上的像點(diǎn)P′為y′p=變形誤差為:傳感器外方位元素,是指傳感器成像時(shí)的位置(XSYSZS)和姿態(tài)角().當(dāng)外方位元素偏離標(biāo)準(zhǔn)位置而出現(xiàn)變動(dòng)時(shí),就會(huì)使圖像產(chǎn)生變形.這種變形一般由地物點(diǎn)圖像的坐標(biāo)誤差來表達(dá),并可以通過傳感器的構(gòu)像方程推出.二傳感器外方位元素變化的影響三地形起伏引起的像點(diǎn)位移投影誤差是由地面起伏引起的像點(diǎn)位移，當(dāng)?shù)匦斡衅鸱鼤r(shí)，對(duì)于高于或低于某一基準(zhǔn)面的地面點(diǎn)，其在像片上的像點(diǎn)與其在基準(zhǔn)面上垂直投影點(diǎn)在像片上的構(gòu)像點(diǎn)之間有直線位移。如圖所示。四地球曲率引起的圖像變形地球曲率引起的像點(diǎn)位移與地形起伏引起的像點(diǎn)位移類似。只要把地球表面(把地球表面看成球面)上的點(diǎn)到地球切平面的正射投影距·離看做是一種系統(tǒng)的地形起伏，就可以利用前面介紹的像點(diǎn)位移公式來估計(jì)地球曲率所引起的像點(diǎn)位移，如圖所示。

五大氣折射引起的圖像變形六地球自轉(zhuǎn)的影響思考題1,說明遙感圖像幾何變形誤差的主要類型2,為什么說中心投影的構(gòu)像是遙感影像構(gòu)像基礎(chǔ)?附加知識(shí)軟件操作1數(shù)據(jù)的輸入和輸出2視窗操作2圖像的裁剪和拼接遙感作為空間數(shù)據(jù)，具有空間地理位置的概念。當(dāng)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(duì)應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化時(shí)，說明遙感影像發(fā)生了幾何畸變。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)用遙感圖像之前，必須將其準(zhǔn)確投影到需要的坐標(biāo)系中。因此，遙感圖像的幾何處理是遙感信息處理過程中的重要環(huán)節(jié)。5.3遙感影像的幾何校正遙感數(shù)據(jù)接受后，首先由接受部門進(jìn)行校正，這種校正往往根據(jù)遙感平臺(tái)、地球、傳感器的各種參數(shù)進(jìn)行處理（粗加工）。遙感圖像的粗加工處理僅做系統(tǒng)誤差的改正，即把與傳感器有關(guān)的測定的校正數(shù)據(jù)帶入相應(yīng)的構(gòu)像方程。粗加工處理對(duì)傳感器內(nèi)部畸變的改正很有效，但是處理后仍有很大的殘差（系統(tǒng)誤差和偶然誤差），而用戶拿到這種產(chǎn)品后，由于使用的目的不同或投影及比例尺不同，仍舊進(jìn)一步做幾何校正（幾何精校正）。一遙感圖像的精加工處理遙感圖像的精校正是指消除圖像中的幾何變形，產(chǎn)生一幅符合某種地圖投影或圖形表達(dá)要求的新圖像的過程。它包括兩個(gè)環(huán)節(jié)：一是像素坐標(biāo)的變換；二是對(duì)坐標(biāo)變換后的像素亮度值進(jìn)行重采樣。常用的糾正方法有多項(xiàng)式法，共線方程法，多項(xiàng)式法

1基本思路校正前的圖像看起來是由行列整齊的等間距像元點(diǎn)組成的，但是實(shí)際上，由于某種幾何畸變，圖像中像元點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地面距離并不相等。校正后的圖像也是由等間距的網(wǎng)格點(diǎn)組成的，且以地面為標(biāo)準(zhǔn)，符合某種投影的均勻分布。2具體步驟①找到一種數(shù)學(xué)關(guān)系，建立變換前圖像坐標(biāo)（X，Y）與變換后圖像坐標(biāo)（u，v）的關(guān)系，通過每一個(gè)變換后的圖像像元的中心位置計(jì)算出變換前對(duì)應(yīng)的圖像坐標(biāo)點(diǎn)。分析得知，整數(shù)（u，v）的像元點(diǎn)在原圖像坐標(biāo)系中一般不在整數(shù)（X，Y）點(diǎn)上。計(jì)算校正后圖像中每一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)原圖中的位置（X，Y）。計(jì)算時(shí)按行逐點(diǎn)計(jì)算，每行結(jié)束后進(jìn)行下一行計(jì)算，直到全圖結(jié)束。②計(jì)算每一點(diǎn)的亮度值。由于計(jì)算后的（U,V）多數(shù)不在原圖的像元中心處，因此必須重新計(jì)算新位置的亮度值。一般來說，新點(diǎn)的亮度值介于鄰點(diǎn)亮度值之間，所以常常采用內(nèi)插法計(jì)算。

通常數(shù)學(xué)關(guān)系表示為二元N次多項(xiàng)式：③計(jì)算方法（以多項(xiàng)式法為例）(反解法)首先建立兩圖像像元點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，記做：

通常數(shù)學(xué)關(guān)系表示為二元N次多項(xiàng)式：實(shí)際計(jì)算中常常采用二元二次多項(xiàng)式，其展開式為：為了通過（）找到對(duì)應(yīng)的（首先要計(jì)算出上面式的12個(gè)系數(shù)，這就需要12個(gè)方程，實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)，6個(gè)控制點(diǎn)是解線性方程的理論最低數(shù)，這樣少的控制點(diǎn)較正后的圖像效果差，因此在實(shí)際工作中，要增加控制點(diǎn)，控制點(diǎn)增加后計(jì)算結(jié)果有所改變，需采用最小二乘法，通過對(duì)控制點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面擬合來求系數(shù)。如上式可變?yōu)椋?這里代表，L為控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)，將上式寫成距陣形式記為：

同樣以Y為主的距陣形式為：

系數(shù)確定后，利用公式1便可以根據(jù)每一個(gè)像元點(diǎn)的行列值求出所對(duì)應(yīng)的原圖像對(duì)應(yīng)的值。為了確定校正后圖像上每點(diǎn)的亮度值，只要求出其原圖點(diǎn)的亮度。

不在采樣點(diǎn)數(shù)字影像采樣函數(shù)通常有三種方法：最近鄰法、雙向線性內(nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。I。最近鄰法圖像中兩相臨點(diǎn)的距離為1，即行間距為1，列間距為1，取與所計(jì)算點(diǎn)（x,y）周圍相臨的4個(gè)點(diǎn)，比較他們與被計(jì)算點(diǎn)的距離，哪個(gè)點(diǎn)距離最近，就取哪個(gè)的亮度值作為（x,y）點(diǎn)的亮度值。設(shè)該最近鄰點(diǎn)的坐標(biāo)為（K，L），則：

K=Integer(x+0.5)L=Integer(y+0.5)式中，Integer為取整，于是點(diǎn)（K，L）的亮度值就作為點(diǎn)（x,y）的亮度值。這種方法簡單易用，計(jì)算量小，在幾何精度上精度為0.5個(gè)像元，但是處理后的圖像的亮度具有不連續(xù)性，從而影響了精度。II。雙線性內(nèi)插法?。▁,y）點(diǎn)周圍的4鄰點(diǎn)，在方向（或方向內(nèi)插兩次），再在或方向內(nèi)插一次，得到（x,y）點(diǎn)的亮度值，該方法為雙線性內(nèi)插法。設(shè)4個(gè)鄰點(diǎn)分別為（i,j）,(i,j+1)，（i+1,j）,(i+1,j+1),i代表左上角為原點(diǎn)的行數(shù)，j代表列數(shù)。設(shè)a=x-I,β=y-j,過（x,y）做直線與x軸平行，與4鄰點(diǎn)組成的邊相交于點(diǎn)（i,y）和(i+1,y)。先在y方向內(nèi)插，計(jì)算交點(diǎn)的亮度f(I,y)和f(i+1,y).由梯形計(jì)算公式：所以：同理：然后，計(jì)算X方向組成的內(nèi)插值來內(nèi)插值，結(jié)果為綜合以上3個(gè)公式得：其中，i,j的值由x,y取整；實(shí)際計(jì)算時(shí)，先對(duì)全幅圖像沿行依次計(jì)算每一個(gè)點(diǎn)，再沿列逐行計(jì)算，直到全部點(diǎn)計(jì)算完畢。雙線性內(nèi)插法雖然與最鄰近法比起來其計(jì)算量增加，但是精度明顯提高，特別是對(duì)亮度不連續(xù)現(xiàn)像或線狀特征的塊狀化現(xiàn)像有明顯的改善。但是這種內(nèi)插法對(duì)圖像起到平滑的作用，從而使對(duì)比度明顯的分界線變的模糊。換一個(gè)角度說明雙線性插值法卷積核是一個(gè)三角形函數(shù)11122122pYXy1y2aby1-yx1-xx2x1雙線性插值法示意圖雙線性插值法雙線性插值法加權(quán)平均值III。三次卷積內(nèi)插法這是進(jìn)一步提高內(nèi)插精度的方法。其基本思想是增加鄰點(diǎn)來獲得最佳插值函數(shù)。取與計(jì)算點(diǎn)相鄰的16個(gè)點(diǎn)，與雙線性內(nèi)插類似，可先在一個(gè)方向上內(nèi)插，如先在X方向上，每4個(gè)值依次內(nèi)插4次，求出再根據(jù)這4個(gè)結(jié)果在Y方向上內(nèi)插，得到f(x,y)每一組4個(gè)樣點(diǎn)組成一個(gè)連續(xù)內(nèi)插函數(shù)。可以證明，這種三次多項(xiàng)式內(nèi)插過程實(shí)際上是一種卷積運(yùn)算，所以又叫三次卷積內(nèi)插。雙三次卷積法卷積核可以利用三次樣條函數(shù)

p11121314213141222324323334424344Yx雙三次卷積法示意圖

y

x雙三次卷積法3.控制點(diǎn)的選?。保未味囗?xiàng)式控制點(diǎn)的最少數(shù)目為:

２）一般來說，控制點(diǎn)應(yīng)選取在圖像上易分辨且較精細(xì)的特征點(diǎn)，這很容易通過目視的方法來辨別，如道路的交叉點(diǎn)，河流彎曲或分叉處，海岸線彎曲處等，控制點(diǎn)的選取要均勻．（Ｎ＋１）（Ｎ＋２）／２5.4圖像間的自動(dòng)配準(zhǔn)和數(shù)字鑲嵌一多圖像幾何配準(zhǔn)多圖像是指同一地區(qū)不同時(shí)刻的圖像，或不同遙感器獲得的多種圖像。多圖像的幾何配準(zhǔn)就是指將多圖像的同名影像通過幾何變換實(shí)現(xiàn)重疊，通常叫相對(duì)配準(zhǔn)；將相對(duì)配準(zhǔn)的多圖像納入某一地圖坐標(biāo)系統(tǒng)，通常叫絕對(duì)配準(zhǔn)。多項(xiàng)式和共線方程遙感圖像數(shù)字糾正方法可以實(shí)現(xiàn)多圖像的幾何配準(zhǔn)，例如：采用多項(xiàng)式糾正，一旦在多圖像上選擇分布均勻、足夠數(shù)量的一些同名影像作為相互匹配的控制點(diǎn)，就可以根據(jù)控制點(diǎn)解求多項(xiàng)式系數(shù)，實(shí)現(xiàn)一幅圖像對(duì)另一幅圖像的幾何校正，從而達(dá)到多圖像的幾何配準(zhǔn)。但是在很多情況下，很難找到準(zhǔn)確可靠的控制點(diǎn)，所以多圖像的幾何配準(zhǔn)，通常都采用相關(guān)函數(shù)的原理進(jìn)行自動(dòng)配準(zhǔn)。多圖像自動(dòng)配準(zhǔn)的基本原理是根據(jù)對(duì)兩個(gè)圖像的近似性的量度，即在兩個(gè)圖像的相對(duì)移動(dòng)中，找出其相似性量度值最大，或差別最小的位置作為圖像配準(zhǔn)的位置。多圖像幾何配準(zhǔn)基本原理T1T2T3S1S2S3參考圖像搜索圖像計(jì)算兩個(gè)圖像相似性量度值，可以采用不同的方法。應(yīng)用較多的有：1圖像的互相關(guān)法兩個(gè)圖像之間的空間相關(guān)稱為互相關(guān)。數(shù)字圖像的互相關(guān)表達(dá)式為：為了避免由于圖像中不同部位平均亮度值的差別造成的假的峰值，可以用兩個(gè)圖像中亮度值的平方和對(duì)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，即：使其值最大的坐標(biāo)位置就是兩個(gè)圖像相匹配的位置2絕對(duì)差值法該方法是用模塊在搜索圖像的搜索區(qū)內(nèi)逐個(gè)像元地移動(dòng)并運(yùn)用下式進(jìn)行計(jì)算在搜索區(qū)內(nèi)，使d(m,n)為最小值的坐標(biāo)位置（m,n）就是Ti和Si匹配最好的位置。二數(shù)字圖像的鑲嵌當(dāng)你感興趣的研究區(qū)域在不同的圖像文件時(shí)，需要對(duì)不同的圖像文件合在一起形成一幅完整的包含感興趣區(qū)域的圖像，這就是圖像鑲嵌。通過圖像鑲嵌處理，可以獲得更大范圍的地面圖像。參與鑲嵌的圖像可以是不同時(shí)間同一傳感器獲得，也可以是不同時(shí)間不同傳感器獲得，但要求鑲嵌的圖像之間要有一定的重疊度。其過程如下：1圖像的幾何糾正2鑲嵌邊搜索：選擇一定范圍的重疊區(qū)，確定一維模板，在重疊區(qū)內(nèi)自左向右進(jìn)行搜索，按一定的算法計(jì)算相關(guān)系數(shù)，確定該行的鑲嵌點(diǎn)，逐行進(jìn)行搜索鑲嵌點(diǎn)可以得到鑲嵌邊。3亮度和反差調(diào)整：求接縫點(diǎn)左右圖像的平均亮度值，然后，對(duì)一個(gè)圖像改變整幅圖像基色，求出左右圖像在接縫邊上的灰度極值，對(duì)這個(gè)圖像作反差拉伸。4邊界線的平滑：思考題：遙感影像幾何糾正的目的是什么？試述多項(xiàng)式校正法糾正衛(wèi)星圖像的原理和步驟。附加知識(shí)：軟件應(yīng)用:幾何校正的方法圖象鑲嵌第六章輻射校正

輻射校正一輻射校正的含義二輻射畸變產(chǎn)生的原因三輻射校正的方法

一輻射校正的含義進(jìn)入傳感器的輻射強(qiáng)度取決于兩個(gè)因素一太陽輻射照射到地面的輻射強(qiáng)度;二地物的光譜反射率。當(dāng)太陽輻射相同時(shí)，像元亮度值的差異直接反映了地物目標(biāo)反射率的差異。但是在實(shí)際測量的時(shí)候，輻射強(qiáng)度值還受到其他因素的影響而發(fā)生改變。引起圖像的失真，這一改變的部分就是需要校正的部分，消除影像中各種失真的過程稱為輻射校正.目的是盡可能恢復(fù)圖像的本來面目，為遙感圖像的識(shí)別，分類，解譯等后續(xù)工作打下基礎(chǔ)。