第四章 (二)图像校正new.ppt

第4章 遥感图像处理（二）;图像校正 ;4.3 辐射校正;;;; 4.3.2大气影响的定量分析（P98）; 1.无大气： 在没有大气存在时，传感器接收的辐照度，只与太阳辐射到地面的辐照度和地物反射率有关。 设E0λ为波长λ的入射辐照度，θ为入射方向的天顶角，当无大气存在时，地面上单位面积的辐照度为： ;假定地表面是朗伯体， 其表面为漫反射，则某方向物体的亮度为： 是地物反射率； 是球面度(半球反射)。 ; 传感器接收信号时， 受仪器的影响还有一个系统增益系数因子 ，这时进入传感器的亮度值为：;2. 有大气: 由于大气的存在，辐射经过大气吸收和散射，透过率小于1，从而减弱了原信号的强度。同时大气的散射光也有一部分直接或经过地物反射进入到传感器，这两部分辐射又增强了信号，但却不是有用的。在入射方向有与入射天顶角θ和波长λ有关的透过率Tθλ；反射后，在反射方向上有与反射大顶角Φ和波长λ又有关的透过率TΦλ。因此进入传感器的亮度值为 ; 大气对辐射散射后， 来自各个方向的散射又重新以漫入射的形式照射地物，其辐照度为ED，经过地物的反射及反射路径上大气的吸收进入传感器，其亮度值为（此值通常很小，有人主张忽略不计）;相当部分的散射光向上通过大气直接进入传感器，这部分辐射称为程辐射度，亮度为 。; 由于大气影响的存在，实际到达传感器的辐射亮度是前面所分析的三项之和，即;比较以下两个公式： 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。 ;图像某一剖面,在无大气时（a)白处亮度值为50，黑处亮度值为0，则亮度对比C1 =（50－0）／50＝1。当有大气影响时(b)，乘上透过率后假定减少10％，亮度值减少到45，而由于L2和 Lp 存在，黑白处亮度均增加 10，这样亮度对比变成 C2 =（55-10)/55＝9/11。;4.2.3 大气影响的粗略纠正;粗略纠正：;大气影响的粗略纠正方法;基本思想 一幅图像中总可以找到某种或某几种地物，其辐射亮度或反射率接近0，例如，地形起伏地区山地阴影处，反射率极低的深海水体处等，这时在图像中对应位置的像元亮度值应为0。 实测表明，这些位置上的像元亮度不为零。这个值就应该是大气散射导致的程辐射度值。 ; 具体校正方法： 1.确定程辐射度增值： 即该图像上确有辐射亮度或反射亮度应为零的地区，则亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。 2.做减法运算： 校正时，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。 ;2. 回归分析法 一般来说由于程辐射度主要来自米氏散射，其散射强度随波长的增大而减小，到红外波段也有可能接近于零 ;回归分析法 假定某红外波段，存在程辐射为主的大气影响，且亮度增值最小，接近于零，设为波段a。现需要找到其他波段相应的最小值，这个值一定比a波段的最小值大一些，设为波段b，分别以a，b波段的像元亮度值为坐标，作二维光谱空间，两个波段中对应像元在坐标系内用一个点表示。由于波段之间的相关性，通过回归分析在众多点中一定能找到一条直线与波段b的亮度Lb轴相交，且 ;;4.2.4 几何校正;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 地形起伏的影响 地球表面曲率的影响 大气折射的影响 地球自转的影响 ;(1) 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） 无论是卫星还是飞机，运动过程中都会由于种种原因产生飞行姿势的变化从而引起影像变形。 航高：当平台运动过程中受到力学因素影响，产生相对于原标准航高的偏离，或者说卫星运行的轨道本身就是椭圆的。航高始终发生变化，而传感器的扫描视场角不变，从而导致图像扫描行对应的地面长度发生变化。航高越向高处偏离，图像对应的地面越宽 ;航速：卫星的椭圆轨道本身就导致了卫星飞行速度的不均匀，其他因素也可导致遥感平台航速的变化。航速快时，扫描带超前，航速慢时，扫描带滞后，由此可导致图像在卫星前进方向上（图像上下方向）的位置错动。 ; 俯仰：遥感平台的俯仰变化能引起图像上下方向的变化，即星下点俯时后移，仰时前移，发生行间位置错动。 ; 翻滚：遥感平台姿态翻滚是指以前进方向为轴旋转了一个角度。可导致星下点在扫描线方向偏移，使整个图像的行向翻滚角引起偏离的方向错动。 ;偏航：指遥感平台在前进过程中，相对于原前进航向偏转了一个小角度，从而引起扫描行方向的变化，导致图像的倾斜畸变。;(2) 地形起伏的影响 当地形存在起伏时，会产生局部像点的位移，使原来本应是地面点的信号被同一位置上某高点的信号代替。由于高差的