9-第九章-彩色与多光谱图像处理.ppt

9.9　多光谱图像处理 9.9.1 多光谱图像的基本概念 （a） （b） 图9.32 多光谱图像与RGB彩色图像示意图 9.9.1 多光谱图像的基本概念 ◆光谱图像可以看作是两个空间变量和一个光谱变量构成的三维灰度值函数。 ◆多光谱图像是由可见光、近红外、短波红外、中波红外、热红外等多个波段的图像叠加而成，所以称为多光谱图像。 表9.1 MMS与TM的主要技术参数 遥感器 波段 波长μm 空间分辨率（m） MSS 4 5 6 7 0.5～0.6 绿色 0.6～0.7 红色 0.7～0.8 近红外 0.8～1.1 近红外 80 80 80 80 TM 1 2 3 4 5 6 7 0.45～0.52 蓝色 0.52～0.60 绿色 0.63～0.69 红色 0.76～0.90 近红外 1.55～1.75短波红外 10.4～12.5热红外 2.08～2.35 短波红外 30 30 30 30 30 120 30 9.9.1 多光谱图像的基本概念 （9.46） （9.47） 9.9.2 多光谱图像的处理 图9.33 几何校正示意图 9.9.2 多光谱图像的处理 （9.48a） （9.48b） 9.9.2 多光谱图像的处理 输入图像 输出图像 图9.34 像元灰度重采样示意图 9.9.2 多光谱图像的处理 （9.49） （9.50） 9.9.2 多光谱图像的处理 （9.51） （9.52） （9.53） （9.54） （9.55） 9.9.2 多光谱图像的处理 （9.56） （9.57） （9.58） （9.59） （9.60） 9.9.2 多光谱图像的处理 y1第一主成分 y2第二主成分 图9.35 主成分分析原理图 x2 x1 9.9.2 多光谱图像的处理 9.10　高光谱图像处理 ◆高光谱遥感又叫成像光谱技术，是继多光谱遥感之后发展起来的新一代遥感技术。 ◆高光谱图像由成像光谱仪获取，它将传统的成像技术与地物光谱技术有机地结合在一起，可以获取同一地物的几十乃至几百个毗邻的窄带光谱段上的图像数据；即对每一像元可以得到从可见光到近红外几乎连续的光谱分布，既能获得图像也能获得光谱，是一种“谱像合一”的遥感器。 9.10　高光谱图像处理 ◆第一代航空成像光谱仪拥有128个通道，光谱覆盖范围为12～24μm。 ◆第二代的航空可见光、近红外成像光谱仪有224个通道，光谱覆盖范围400～25000 μm （全部太阳光谱的辐射光谱范围）。 9.10　高光谱图像处理 高光谱图像数据与多光谱图像数据相比具有以下的特点： （1）像元的波段数多，一般每个像元具有几十、数百、甚至上千个波段。 （2）光谱分辨率高，多光谱遥感的光谱分辨率在10-1λ数量级范围内，高光谱遥感的光谱分辨率在10-2λ数量级范围内。 （3）波段连续，有些成像光谱仪可以在350～2500nm的太阳光谱范围内提供几乎连续地物光谱。 （4）数据量大，随着波段数的增加，数据量成指数增加。 （5）信息的冗余增加，由于相邻波段的图像数据高度相关，因此，冗余信息也相对增加。 a TM多光谱数据 b AVIRIS高光谱遥感数据 图9.36 多光谱与高光谱数据 9.10　高光谱图像处理 9.10　高光谱图像处理 高光谱数据是一个光谱图像的立方体，它由以下三部分组成： （1）空间图像维。在空间图像维，高光谱数据与一般的图像数据相似。 （2）光谱维。从高光谱图像的每一个像元可以获得一个“连续”的光谱曲线。 （3）特征空间维。高光谱图像提供了超维特征空间。 原图像 （a）饱和度值乘 （b）饱和度值乘 以3的图像 以0.3的图像 图9.17 真彩色图像的饱和度增强实例 9.4.1 真彩色增强 3. 饱和度增强 9.4.2 伪彩色增强 ◆伪彩色增强的处理对象是灰度图像。 ◆伪彩色增强就是将一幅具有不同灰度级的图像通过一定的映射转变为彩色图像，来达到增强人对图像的分辨能力。 ◆伪彩色增强可分为空域增强和频域增强两种，在这两种算法中，密度分层法、灰度级-彩色变换法和频率滤波法是三种较为常用的算法。 9.4.2 伪彩色增强 1. 密度分层法 ◆密度分层法（又称强度分层法）是将灰度图像中任意一点的灰度值看作该点的密度函数。 ◆ 密度分层法的基本过程是： 首先，用平行于坐标平面的平面序列L1，L2，…,LN把密度函数分割为几个互相分隔的灰度区间。 然后，给每一区域分配一种颜色。 这样就将一幅灰度图像映射为彩色图像了。 ?图9.18 密度分层法空间示意图 图9.19 密度分层法平面示意图 … ? … ? 第N+1种彩色CN+1 第二种彩色C2 第一种彩色C1