第4章遥感图像处理分解.ppt

第四章 遥感图像处理 第一节 数字图像的校正 遥感数字图像处理：利用计算机对遥感图像及其资料进行的各种技术处理。 数字图像处理的优点 快捷、准确、客观地提取遥感信息 适应地理信息系统的发展 一、数字图像及其直方图 数字图像：遥感数据有光学图像和数据图像之分。数字图像是能被计算机存储、处理和使用的用数字表示的图像。 数字化：将连续的图像变化，作等间距的抽样和量化。通常是以像元的亮度值表示。 数字量和模拟量的本质区别：连续变量，离散变量。 数字图像的表示：矩阵函数 数字图象 数字图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。 直方图的作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的曲线可以反映图像的质量差异。 正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图像质量高。 偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少，质量较差。 直方图 二、辐射校正（Radiometric correction ） 辐射畸变： 地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时，受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。这种改变称为辐射畸变。 影响辐射畸变的因素 传感器本身的影响：导致图像不均匀，产生条纹和噪音。 大气对辐射的影响 大气影响的定量分析 ：大气的主要影响是减少了图像的对比度，使原始信号和背景信号都增加了因子，图像质量下降。 大气影响的粗略校正：通过简单的方法去掉程辐射度（散射光直接进入传感器的那部分），从而改善图像质量。 直方图最小值去除法 回归分析法:校正的方法是将波段b中每个像元的亮度值减去a，来改善图像，去掉程辐射。 直方图最小值去除法 基本思路:每幅图像上都有辐射亮度或反射亮度应为0的地区，而事实上并不等于0,说明亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。 校正方法:将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。使图像亮度动态范围得到改善，对比度增强，从而提高了图像质量。 三、 几何校正 几何畸变：遥感图像的几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等变形。 几何畸变是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲等作用的结果。 1、遥感影像变形的原因 遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。 地形起伏的影响：产生像点位移。 地球表面曲率的影响：一是像点位置的移动；二是像元对应于地面宽度不等，距星下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。 大气折射的影响：产生像点位移。 地球自转的影响：产生影像偏离。 几何校正：遥感成像的时候，由于飞行器的姿态、高度、速度以及地球自转等因素的影响，造成图像相对于地面目标发生几何畸变，这种畸变表现为象元相对于地面目标的实际位置发生挤压、扭曲、拉伸和偏移等，针对几何畸变进行的误差校正就叫几何校正。 基本思路：把存在几何畸变的图像，纠正成符合某种地图投影的图像，且要找到新图像中每一像元的亮度值。 具体步骤 1）计算校正后每一点所对应原图中的位置； 2）计算每一点的亮度值。 计算方法 1）建立两图像像元点之间的对应关系； 2）求出原图所对应点的亮度：最近邻法、双线性内插法、三次卷积内插法。 地面控制点（ GCP：Ground Control Point ）的选取 数目的确定:最小数目[n次多项式的点不得少于(n+1)(n+2)/2个]；6倍于最小数目。 选择的原则 易分辨、易定位的特征点：道路的交叉口，水库坝址，河流弯曲点等。 特征变化大的地区应多选些。 尽可能满幅均匀选取。 思考题 不做几何校正, 有什么问题? 做了几何校正, 有什么新问题产生? 在做几何校正时，若图像一角没有任何控制点，几何校正后这一角的位置畸变是增大、不变还是变小，为什么？ 在做几何校正时，若图像一角没有任何控制点，几何校正后这一角的位置畸变将增大?。 变换过程中控制点的位置保持不变，局部失真被有效修正。然而，由于遥感图像的角在处理时要被修正，如果在角没有任何控制点的话，其他控制点离角太远而又会产生新的失真。所以，必须有足够多的控制点均匀分布在整个图像上，包括图像的角，才能获得更精确的变换结果 。 第二节 光学原理与光学处理 一、颜色视觉 1、亮度对比和颜色对比 （1）亮度对比：对象相对于背景的的明亮程度。改变对比度，可以提高图象的视觉效果。 （2）颜色对比：在视场中，相邻区域的不