[理学]遥感数字图像处理4.ppt

遥感数字图像处理的内容 数字图像校正 数字图像变换 数字图像增强 多源信息复合 计算机解译处理 第四章 图像校正 理想的遥感影像 —— 不歪曲地反映地物的辐射能量分布和几何特征 现实的遥感影像 —— 存在畸变，无法不歪曲地反映出地物的辐射能量分布和几何特征 （存在降质现象） 数字图像校正 总结传感器的输出的影响因素： （1）地物本身的反射波谱特性 （2）地物本身的发射波谱特性 （3）传感器的光谱响应特性 （4）大气条件 （5）光照情况 4.1.1 辐射传输过程中的干扰因素 大气分子及气溶胶的瑞利散射和米氏散射； 表面因素影响 地形因素影响 太阳辐射光谱影响 辐射校正的主要内容 消除干扰项 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。 4.1.4 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。特别是对于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。 4.1.5 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。 4.1.6 其他原因引起的辐射误差及其校正 遥感影像中有时因各检测器特性的差别、干扰、故障等原因引起不正常的条纹斑点。 条纹误差主要是由检测器引起的。 斑点误差主要由噪声或磁带的误码率等原因造成，具有分散和孤立的特点 其他辐射误差校正 1.条纹误差的校正 2.斑点误差的校正 (1）斑点的判定 (2）斑点的校正 数字图像校正 5）地球起伏的影响 6）大气折射的影响 应 用 实 例 2 4. 2 几何校正 几何畸变：遥感图像在获取过程中由于多种原因导致景物中目标物相对位置的坐标关系图像中发生变化。 4.2.1 遥感图像几何畸变来源 1）传感器成像几何形态影响 传感器一般的成像几何形态有中心投影、全影投影、斜距投影以及平行投影等几种不同类型。 a)全景投变形 红外机械扫描仪、CCD线阵推帚式传感器。 b) 斜距投影变形 侧视雷达属斜距投影，其成像变形规律如图 2）传感器外方位元素变化畸变 位置（XS，YS，ZS）， （X，Y，Z） 姿态角（ψ，ω，k） 对于侧视雷达而言 还包括其运行速度（vx，vy，vz） 3）地球自转的影响 地球自转对于瞬时光学成像遥感方式没有影响，对于扫描成像则造成图像平行错动。 为图像错动量； 扫描整景图像时间； 该纬度的地球自转线速度； 图幅地面长度； 地球平均半径6378KM； 卫星运行平均角速度； 4）地球曲率影响 1、在星下点视场角较小，曲率影响可忽略。 2、产生的误差原理与航空像片像点位移相同。 中心投影影情况 斜距投影情况 地形起伏在中心投影影像上造成的像点位移是远离原点向外移动的，而在雷达影像上则是向内变动的 中心投影成像时大气折射的影响 像点位移: 距离投影成像时大气折射的影响 像点位移误差为ΔУ=λ（R＇-R） 图像几何纠正的内容： a) 系统几何纠正 b) 投影变形纠正 c) 几何精校正 几何精校正（几何配准，geometr