第五章 遥感图像处理——辐射校正
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实习 辐射校正
对图像进行大气校正指的是去掉由于大气散射作用造成的路径辐射附加在地物中的部分。因而,这种校正相当于从每个波段的图像亮度值中减去一个相应的代表大气影响的偏差值。在ENVI 中我们可以采用波段对比法用受影响小的波段来校正受影响大的波段,通过直方图最小值的对比就可以进行操作。
1.打开官厅水库TM_sub 图像的第二波段和第四波段
由于四波段属近红外波段,波长较长,受大气影响比较小,所以我们可以利用波长较长的第四波段来对波长较短的第二波段()进行校正。
2.两幅图像动态连接
在影像上点击鼠标右键,弹出图1a;点击 Link Displays,弹出图1b.
图1a 图1b
3.估计亮度差值
建立动态连接后,弹出图2a,选择Cursor Location/Value,弹出图2b。在较暗部比较像元亮度值大小,估计亮度差值的一个准确值。
图2a 图2b
由比较可以知道,二波段的相同位置的像元亮度值比四波段大6个灰度级,这是由大气的辐射影响造成的。
4.大气程辐射校正
利用波段运算(Band Maths)的方法来对第二波段的亮度值减去6个灰度级,然后重新保存,即可消除第二波段中的大气辐射的影响。
选择Basic ToolsBand Math,如图3a,弹出图3b单击OK,弹出图3c,选择路径保存。
图3a 图3b 图3c
5.通过直方图进行校正
图像连接之后,分别打开第二波段和第四波段的直方图。
如图4,EnhanceInteractive Strenching,弹出图4b,
打开直方图,选择zoom 显示框来显示,如图4b。
图4a 图4b
实验一ENVI软件安装与基本操作
实验目的
• 安装配置图像处理需要的软件和硬件。
• 熟悉ENVI中基本图像处理操作。
实验要求
• 了解ENVI系统基本功能,及各功能直接的主要关系。
• 能够按要求进行ENVI软件设置。
• 掌握ENVI的基本操作:图像合并,头文件编辑,多窗口连接,图像剪裁等。
• 能够通过帮助文档进行基本的自主学习。
实验内容
• 安装ENVI图像处理软件。
• ENVI的文件菜单构成。
• ENVI的设置。
• 图像显示和信息查看。
• 多个显示窗口连接。
• 窗口图像保存。
• 合并单波段Landsat TM数据文件为BSQ图像文件。
• 编辑图像的头文件
• 图像剪裁。 • 改变图像大小。
实验步骤:
1.安装软件 ENVI5.0或者4.8
2.ENVI的菜单构成
File 文件
Basic Tools 基本工具
Classification 分类
Transform 变换
Filter 滤波
Spectral 波谱
Map 地图
Vector 矢量
Topographic 地形
Radar 雷达
Window 窗口
Help 帮助
3.参照实验教程书本内容完成作业,截图步骤形成实验报告
作业a.
打开landsat\SPOT-5\WORLDVIEW-2的遥感影像,并且保存成ENVI
Standard格式的相应影像,每个影像合并单波段为多波段的图像文件。其中landsat的 5景,SPOT-5的 1景,worldview-2 的1景。截图自打开到合并成单文件的步骤,每种不同类型打开方式的影像都要有。注意打开时要成为有map info的文件。
作业难点解释:
Landsat
landsat-TM 5打开时候的头文件制作:ProductDescription用记事本打开:
第一,关于像素,代表着东西向的samples有8962,南北向的lines有8121
遥感图像处理辐射校正方法
近年来,随着航天技术、计算机技术、卫星定位技术和地理信息技术的发展,摄影测量与遥感已成为地球空间信息科学的基础技术,遥感集市在人类生活的诸多领域被广泛应用。然而,在遥感成像时,由于各种因素的影响,遥感图像会存在一定的辐射量失真现象,这些失真影响了图像的质量和应用,必须对其做消除或减弱处理,遥感图像辐射校正与增强技术就是针对遥感图像这一缺陷而发展起来的。
在图像遥感中,由于系统误差、大气、太阳辐射等的存在,电磁辐射在太阳—地球表面—传感器之间传输的过程中受到各种各样的影响,使得遥感器所接受的目标反射辐射能量被衰减,不能准确地反映表面真实的辐射特性。所谓辐射校正,主要是纠正由于传感器制造、传感器芯片热噪声、成像天气条件、地物所处的地形和太阳的照射条件等因素造成的辐射度量误差,尽可能消除因传感器自身条件、薄雾等大气条件、太阳位置和角度条件及某些不可避免的噪声而引起的传感器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之间的差异,尽可能恢复图像的本来面目,为遥感图像的识别、分类、解译等后续工作打下基础。辐射校正的主要内容包括:系统辐射校正、大气辐射校正、太阳辐射校正和其他辐射校正。
遥感技术的应用是人类视觉在波谱范围上的扩展和从物体表面向内部的延伸。人眼虽可看到很多东西,可区分约三千多种色彩,但那只是波长为0.38-0.8m 的可见光部分。对于黑白图像,人眼能区分的灰度级只有二三十个,而在非可见光波段,需要将原始图像的灰度值转换到 0-255 灰度区间才有利于人眼观察。但是如果以 256 个灰度级来描述一幅黑白遥感图像,获得的原始图像的灰度值很难均匀分布在0-255 之间,而是常常集中在某一段灰度范围之内,图像的反差小,对比度差,不利于人眼的分辨,对遥感图像进行增强处理能有效解决这个问题。
遥感图像辐射校正的疑难问题多且复杂,如散焦和运动模糊图像对图像的损伤较大,给图像复原造成了很大困难,特别是集散焦、运动、高噪声、低清晰度于一身的复合型模糊图像,其复原的难度使研究人员望而却步。
.实用文档.
. 第一章数字图像处理根底
1数字图像处理:将图像转换成一个数字矩阵存放在图像存储器中,然后利用计算机对图像信息进行数字运算和处理,以提高图像质量或者提取所需要的信息
2数字图像获取:把客观场景发射或者发射的电磁波信息首先利用光学成像系统生成一副模拟图像,然后通过模数转换将模拟图像转换为计算机可以存储的离散化数字图像。
3采样:即图像空间坐标或位置的离散化,也就是把模拟图像划分为假设干图像元素,兵赋予它们唯一的地址。;离散化的小区域就是数字图像的根本单元,称为像元也称像素。
量化:即电磁辐射能量的离散化,也就是把像元内的连续辐射亮度中离散的数字值来表示,这些离散的数字值也称灰度值,,因为它们代表了图像上不同的亮暗水平。
4遥感数字图像获取特征参数
质量特征:⑴空间分辨率:数字图像上能被详细区分的最小单元的尺寸或大小
⑵辐射分辨率 传感器探测原件在接受光谱信号时,所能分辨的最小辐射度差
信息量特征:⑴光谱分辨率:传感器探测元件在接收目标地物辐射能量时所用的波段数目
⑵时间分辨率:对同一区域进行重复观测的最小时间间隔。
5模拟图像:在图像处理中通过某种物理量的强弱变化来记录图像亮度信息的图像
6数字图像:把连续的模拟图像离散化成规那么网格并用计算机以数字的模式记录图像上各网格点亮度信息的图像
7数字图像特性:①空间分布特性:1空间位置:数字图像以二维矩阵的结构的数据来描述物体,矩阵按照行列的顺序定位数据,所以物体的位置也是用行列号表示。2形状:点状线状和面状3大小:线状物体的长度或面状物体的面积,表现为像元的集聚数量4空间关系:包含,相邻,相离三种拓扑关系
②数值统计特性:对图像的灰度分布进行统计分析。
图像的灰度直方图:用来描述一幅数字图像的灰度分布,横坐标为灰度级,纵坐标为灰度级在图中出现
8直方图的用途:1图像获取质量评价2边界阙值的选择3噪声类型的判断
9遥感数字图像的输出特征参数: