遥感图像参数快速恢复方法研究.pdf

遥感图像参数快速恢复方法研究 孔祥生1一，苗放1，董宇阳2 1(成都理工大学信息工程学院，四川成都610059) 2(太原理工大学矿业工程学院，山西太原030024) 摘要：遥感已经成为对地观测和环境监测的有效手段，遥感数据是遥感技术应用的关键，其地 位和作用越来越重要，遥感数据具有量大、辅助文档多等特点，针对数据管理过程中出现的辅助 文档丢失而缺失重要参数，导致整景数据无法使用这种情况，在分析常见商用遥感数据结构模型 的慕础上，通过一定的算法，伙速恢复缺失的数据参数，对此方法进行了验证，针对海量遥感图 像的科学管理提“j了一些建议。 关键词：遥感幽像：数据结构：参数恢复 空间技术的迅速发展正不断拓展人们的视野，如今运行在空中的遥感平台上的卫星连续不断地 在多尺度上对地球进行着观测，各种先进的机载和星载对地观测系统正源源不断地向人们提供着各 种遥感信息，充分挖掘和利用这些信息的遥感技术已成为人类观测地球和监测环境的有效手段。遥 感具有宏观、综合、动态、快速的特点，可以进行陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、 地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等。被广’泛的应 用于地理、土地、规划、地质、测绘、气象、海洋、农业、石油、地震、军事等的各个部门，展现 出了蓬勃生机和广阔前景。 遥感数据(遥感数字图像)是遥感技术应用的前提和先决条件，其地位和作用越来越重要，特 别是一些特殊部门掌握了大量的遥感信息，在管理和频繁使用这些数据的过程中，会出现含有重要 参数信息的头文件丢失、破坏等情况，使整景数据无法使用，给工作带来不必要的麻烦，甚至造成 损失，因此，快速、科学地恢复一些丢失的重要参数信息，对于发挥遥感数据的作用、保护投资者 的利益等都是至关重要的，同时，如何管理海量的遥感数据，向传统的管理方法提出了一个新的挑 战。 遥感图像数据结构模型 遥感数据是记录利存储在磁带或者磁盘上的，或者是在大容量的移动硬盘上。遥感数据信息可 以分为数据部分利辅助信息，由卫星地面站根据用户的要求处理后转录到计算机兼容带(CCT)或 者是磁盘上。下面以州户常用的TM为例介绍图像数据部分的结构模型(图1)。 图1 经过几何校正的TM图像的数据结构示意 1,87 TM图像可以按波段顺序米记录(BSQ)，也可以按行波段交叉式来记录(BIL)。我们经常用到 的是BSO方式，一景数据包含有记录不同波段的数据文件和含有辅助信息的头文件，一个波段记录 成…个数据文件。数据文倒：按J{：}l从左到右的方式记录，不同景每一行的像元数(数据部分)和行数 不是固定的，非数据区为表示无数据记录，该部分的图像显示为黑色。 2．参数恢复方法 遥感数据的辅助信息，如头文件部分记录了数据的行数、列数等重要的参数信息，是数据使用 必不可少的部分，这部分信息丢失后，现有的遥感图像处理软件是无能为力的。我们一景1999年 TM图像，由于其头文件无法找到，也就是行数、列数参数丢失，致使整景图像无法使用(图2)。 图2 参数缺失后TM图像的显示结果 QuickBird等都属多波段扫描影像，其像元排列的横方向从左到右按像元号排列，在纵方向上按行 号排列，各像元的位置由(像元号，行号)决定。像元的数据表示地物的亮度值或灰度值，它对应 着一个像元所代表的相应实地面积内地物电磁辐射的强度，在量化的数据中，对应一个通道(波段) 一个像元的信息量，用比特(bit)表示。不同的传感器表示的像元有不同的量化区间，TM的比特位为 区间之间的关系表达为： A=R木三水B／8 (1) 式中，A表示一景图像一个通道的数据量，单位为字节；R、L分别为列数和行数，在一景图像 的不同通道中，值保持不变：B为量化区间。 有了以上分析，我们提出两种方法恢复缺失参数。一是计算机自动计算，一是手工计算，两种 方法都很快。 首先，我们通过编制程序，以二进制的方式显示图像的数据文件(图3)，显示的零值部分为非 数据区，显示的非零部分为数据区，零值区、数据区顺序排列，且每一部分的大小相等。