第4.3遥感数据的校正.ppt

§4.3 遥感数据的校正 §1 辐射校正 §2 几何校正 §3 镶嵌处理 §4.3.1 辐射校正 一、遥感图像的辐射误差主要有三个因素 传感器的光电变换 （…) 大气的影响(…) 光照条件 (…) §4.3.1 辐射校正 §4.3.1 辐射校正 三、光电变换的辐射误差校正 光电变换的扫描仪，辐射误差主要有两类： (1)光电转换误差； (2)探测器增益变化引起的误差。 对于该两项误差，卫星接收站地面处理系统通常采用楔校准模型和增益校准模型，对卫星图像进行处理，消除传感器的光电转变辐射误差和增益变化的误差。 以陆地卫星（Landsat）可见光波段为例，校准模型为 ： 式中：Vr为未校正的输入亮度值；Vc为校准后的输出亮度值； 为回归分析所决定的系数，反映了传感器传输特性的增益；K为太阳角校正系数。 对于Landsat卫星的MSS图像和TM图像按下式进行增益变化校正： 式中：V ——已校正过的数据； Dmax ——校正系数，对于MSS为127，对TM为255； Rmax ——探测器能够输出的最大辐射亮度； Rmin ——探测器能够输出的最小辐射亮度； R ——传感器输出的未校正辐射亮度。 MSS的 Rmax 和Rmin TM的Rmax 和Rmin §4.3.1 辐射校正 四、辐射值校准流程图 §4.3.1 辐射校正 五、大气散射校正 大气校正就是指消除由大气散射引起的辐射误差的处理过程 。 大气校正的方法: 利用辐射传递方程进行大气校正； 利用地面实况数据进行大气校正 ； 利用辅助数据进行大气校正。 实际像场大气的校正： 波段对比分析（直方图法） ； 大气参数测量； 野外现场波谱测试（回归分析法）。 直方图法 如果在某一像场中存在亮度值为零的目标地物，地物是平静清洁的水面或地形阴影区，则任一波段亮度值都应为零。所以只要对选择区域内波段的图像进行灰度统计给出其直方图，则直方图上频率最小的灰度值就是大气改正值。大气校正就是移动直方图的最小值至零值位置。 回归分析法 §4.3.1 辐射校正 六、太阳高度角的辐射误差校正 太阳高度角引起的畸变校正是将太阳光线倾斜照射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θ可根据成像时刻的时间、季节和地理位置来确定，即： sinθ=sin? ·sinδ±cos? ·cosδ·cost 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。 多光谱图像上的阴影可以通过图像之间的比值予以消除。比值图像是用同步获取的相同地区的任意两个波段图像相除而得到的新图像。 §4.3.1 辐射校正 七、地形坡度辐射误差校正 太阳光线和地表作用以后再反射到传感器的太阳光的辐射亮度和地面倾斜度有关。 若处在坡度为α的倾斜面上的地物影像为g（x，y），则校正后的图像f（x，y）为： 由上式看出，地形坡度引起的辐射校正方法需要有图像对应地区的DEM数据，校正较为麻烦，一般情况下对地形坡度引起的误差不做校正。 §4.3.2 几何校正 一、遥感图像的几何变形有两层含义 一是指卫星在运行过程中，由于姿态、地球曲率、地形起伏、地球旋转、大气折射、以及传感器自身性能所引起的几何位置偏差。 二是指图像上像元的坐标与地图坐标系统中相应坐标之间的差异。 (1) 遥感器本身引起的畸变 遥感器本身引起的几何畸变与遥感器的结构、特性和工作方式不同而异。这些因素主要包括： 1）?透镜的辐射方向畸变像差； 2） 透镜的切线方向畸变像差； 3）?透镜的焦距误差； 4）?透镜的光轴与投影面不正交； 5）?图像的投影面非平面； 6）?探测元件排列不整齐； 7）?采样速率的变化； 8）?采样时刻的偏差; 9) 扫描镜的扫描速度变化 。 MSS 举例 (2) 外部因素引起的误差 遥感图像坐标系统 影响图像变形的外部因素包括: (A)卫星姿态引起的图像变形 (B)动态扫描图像的变形 (C)地球曲率 (D)大气折射 (E)地形起伏 (F)地球自传 (B) 动态扫描图像的变形 (C) 地球曲率 地球曲率引起的像点位移类似于地形起伏引起的像点位移。Δh看作是一种系统的地形起伏，就可以利用像点位移公式来估计地球曲率所引起的像点位移。 地球曲率的变形(图示) 地球曲率的变形图示 (D) 大气折射 整个大气层不是一个均匀的介质，因此电磁波在大气层中传播时的折射率也