遥感图像处理_几何校正课件.pptx

1 第三章 遥感图像辐射校正与几何校正 2 3.1 辐射校正 辐射误差(rediometric error)：利用传感器观测目标的反射与辐射能量时，传感器所得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量是不一致的。其中包含了太阳位置条件、薄雾等大气条件、或因传感器的性能不完备等条件所引起的失真。 辐射校正(rediometric calibration)：为了正确评价目标的反射和辐射特性，消除图像中依附在辐射亮度中的各种失真过程。 3 辐射误差产生的原因 因传感器的响应特性引起的辐射误差 光学摄影机引起的辐射误差 光电扫描仪引起的辐射误差 条带噪声、斑点噪声 因大气影响的辐射误差 因太阳辐射引起的辐射误差 太阳位置引起的辐射误差 地形起伏引起的辐射误差 4 辐射校正 由遥感器的灵敏度特性引起的畸变校正 由光学系统的特性引起的畸变校正：在使用透镜的光学系统中，例如在摄像面中，存在着边缘部分比中心部分发暗的现象（边缘减光）。如果以光轴到摄象面边缘的视场角为θ，则理想的光学系统中某点的光量与cosnθ几乎成正比，利用这一性质可以进行校正（cosnθ校正）。 由光电变换系统的特性引起的畸变校正：由于光电变换系统的灵敏度特性通常有很高的重复性，所以可以定期地在地面测定其特性，根据测定值进行校正。 条带噪声和斑点噪声 5 例：Landsat卫星光电转换系统特性引起的辐射误差校正 其中： 分别是探测器的最小、最大辐射亮度； 对应MSS和TM分别是127和255； 绝对辐射亮度； 数据值。 6 波段 1 2 3 4 5 6 7 Rmin/Rmax -0.0099 /1.004 -0.0227 /2.404 -0.0083 /1.410 -0.0194 /2.660 -0.00799 /0.5873 -0.00375 /0.3595 0.1534 /1.896 波段宽度 0.066 0.081 0.069 0.129 0.216 0.250 1.239 TM的最小、最大辐射亮度 MSS的最小、最大辐射亮度 波段 Landsat2 Landsat3 Landsat4 Landsat5 4 0.08/2.63 0.04/2.50 0.04/2.38 0.04/2.38 5 0.06/1.76 0.03/2.00 0.04/1.64 0.04/1.64 6 0.06/1.52 0.03/1.65 0.05/1.42 0.05/1.42 7 0.11/3.91 0.03/4.50 0.12/3.49 0.12/3.49 7 例：条带噪声去除 成像时，由于检测系统某一扫描线上故障造成扫描线脱落。这时往往没有任何信息，在图像只显示一条黑线，有时也会出现分段黑线，这些均称条带噪声。 对于遥感图像可以直接在图像上目视观察条带是否存在，但一般来说，则要设法让计算机自动查找条带了。采用公式 式中：gij：某一像元被计算前的输入灰度值；M：整个图像所有像元灰值的平均值；D：整个图像所有像元数灰度值的标准偏差；mi：每条扫描线上像元灰度平均值；di：每条扫描线上像元灰度的标准偏差 8 　 按照上面查找条带公式。如果第i行是一个条带，由于条带上所有像元都是零级灰值，故mi和di计算出来也为零值，最后计算的Gij的灰度值应该等于整个像幅灰度值的平均值M，即计算出来第 i 行的所有像元的灰值都相等（也即等于某一常数时），说明第 i 行是一个条带，需进行去条带处理。 (a) 原始图像 (b) 纵向条带去除后结果图 9 辐射校正 太阳高度及地形等引起的畸变校正 视场角和太阳角的关系引起的亮度变化的校正：太阳光在地表反射、扩散时，其边缘更亮的现象叫太阳光点（sun spot），太阳高度高时容易产生。太阳光点与边缘减光等都可以用推算阴影曲面的方法进行校正。阴影曲面是指在图像的明暗范围内，由太阳光点及边缘减光引起的畸变部分。 地形倾斜的影响校正：当地形倾斜时，经过地表扩散、反射再入射到遥感器的太阳光的辐射亮度就会依倾斜度而变化。可以采取用地表的法线矢量和太阳光入射矢量的夹角进行校正的方法，以及对消除了光路辐射成分的图像数据采用波段间的比值进行校正的方法等。 10 例：太阳高度角辐射误差校正 太阳高度角引起的畸变校正是将太阳光线倾斜时获取的图像校正为太阳光线垂直照射时获取的图像。太阳的高度角可根据成像时刻的时间、季节和地理位置来确定： 式中， 为图像对应地区的地理纬度， 为太阳赤纬（成像时太阳直射点的地理纬度）， 为时角（地区经度与成像时太阳直射点地区经度的经差）。 11 太阳高度角的校正是通过调整一幅图像内的平均灰度来实现的，在太阳高度求出后，太阳以高度角 斜射时得到的图像 与直