第三章遥感图讲义像处理

大气顶层反射率再经 过大气校正后，就是 地物反射率，能本质 地反映地物的辐射特 性。
辐射亮温
日地距离（天文单位）
太阳天顶角
大气顶层的平均太阳光谱辐照度
大气顶层反射率
2）大气校正
大气是介于遥感传感器与地球表层 之间的一层有多种气体及气溶胶组成的 介质层。当电磁波由地球表层传至遥感 传感器时，必须经过大气。因而在消除 由遥感器灵敏度引起的畸变后，还需对 遥感影像进行大气校正。
3.1 遥感数据存储格式
1. 模拟影像与数字影像 2. 数字影像的特点 3. 遥感数据的存储格式
1.模拟影像与数字影像
模拟影像：普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的影像 数字影像：把模拟影像分割成同样形状的小单元，以各个小
单元的平均亮度值或中心部分的亮度值作为该单元的亮度值 进行数字化的影像。
（2）BIL格式（band interleaved by line）
对每一行中代表一个波
段的光谱值进行排列，然 后按波段顺序排列各行， 最后对各行进行重复。
（3）BIP格式（band interleaved by pixel） 在一行中，每个像元按光谱波段次序进行排列，
然后对该行的全部像元进行这种波段次序排列， 最后对各行进行重复。
影像信息损失低：由于遥感数字影像是用二进制表示的， 因此在获取、传输和分发过程中，不会因长期存储而损失 信息，也不会因多次传输和复制而产生影像失真。而模拟 方法表现的遥感影像会因多次复制而使影像质量下降。
抽象性强：尽管不同类别的遥感数字影像，有不同的视觉 效果，对应不同的物理背景，但由于它们都采用数字形式 表示，便于建立分析模型，进行计算机解译和运用遥感影 像专家系统。
把前一部分的空间离散化处理叫采样（sampling）， 而后一部分的亮度值的离散化处理叫量化（quantization）， 以上两种过程结合起来叫影像的数字化
（digitization）。
采样
采 样 的 原 理
遥感数字图像是以二维数组来表示的.
量化
灰度：每个像素的明亮度
灰度量化：像素灰度表现为从黑到白，我们把从黑到 白分成若干等级，这种做法就叫做灰度量化。即，将
2. 几何精纠正
几何精纠正是通过纠正模型，利用相关数据（如地 面控制点、数字高程模型、卫星姿态参数等）把原始 卫星影像纳入到某个制图坐标系中，同时消除其畸变。
在纠正过程中除采用模型（最邻近模型、双线性内 插模型、三次卷积内插模型）外，还要参考地形图（1： 50000）在影像上均匀选择地面控制点（Ground Control Point，简称GCP），进行几何精纠正。影 像几何精纠正的误差必须小于1个像元或0.5个像元 （根据研究要求而定）。
2.几何校正
几何变形：遥感图像的几何位置上发生变化，产生诸 如行列不均匀；像元大小与地面大小对应不准确，地 物形状不规则变化等
几何精纠正步骤
3.噪声消除
噪声是影响遥感影像质量和反演精度的重要因子.
噪声可分为：线状条带噪声、随机噪声、尖峰噪声。 线状条带噪声可通过直方图匹配法消除 随机噪声消除方法复杂，如通过数字过滤法等
像素灰度转换为离散的整数值的过程叫量化。
例如：黑——〉白：L级，当
L=2 黑白二级 二值图像
L=4 黑、深灰、浅灰、白
像
64级
4值图
L=64 黑——〉白 64级图像
……
f
2. 数字影像的特点
便于计算机处理与分析：计算机是以二进制方式处理各种 数据的。采用数字形式表示遥感影像，便于计算机处理。 因此，与光学影像处理方式相比，遥感数字影像是一种适 于计算机处理的影像表示方法。
2）大气校正
一般运用6S模型进行遥感影像的大气纠正。模型中 需要输入的太阳高度角、太阳方位角、卫星高度角、 卫星方位角、卫星过境时间等参数可直接从头文件中 查得，大气组分参数选择中纬度夏季大气模式，气溶 胶组分参数选择大陆型。海拔高度通过匹配DEM输入 每一个对应像元进行校正，比采用研究区平均海拔高 度进行校正更精确。对热红外波段的大气纠正是通过 利用相邻波段间的相关和组合关系来剔除大气对热红 外波段的影响。
此处加标题
第三章遥感图像处理
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遥感技术的目的--
获得地物的几何属性和物理属性
原始的遥感图像并不能提供实现这个目的所需的准确而 完备的条件。为了实现这个目的，原始遥感影像需要经过 图像处理，来消除成像过程中的误差，改善图像质量。因 此，需要进行遥感图像处理。
遥感图像处理包括以下几个阶段：图像的预处理、图像 的增强、图像的融合与图像的分类等。
3. 数字影像的数据格式
۩ BSQ格式(Band sequential) ۩ BIP格式(Band interleaved by pixel) ۩ BIL格式(Band interleaved by line) ۩ HDF格式
(1) BSQ格式（band sequential）
各波段的二维影像数 据按波段顺序排列。
1）辐射定标 辐射定标是将DN值转化为大气顶层（TOA）反射率 的过程。
在该过程中，先要将DN值转换成与大气顶层反射率 直接相关的大气顶层进入卫星传感器的光谱辐射亮温L，
具体转化公式如下：
式中：L是辐射亮度，gain和bias分
别为增益和偏移，可在影像头文件中 查得。
辐射亮温L转换成大气顶层反射率。转化公式如下：
3.2 遥感图像预处理
遥感数据预处理是进行遥感影像信息提取的 前提。具体预处理过程包括：
♫ 影像校正 ♫ 噪声消除 ♫ 影像合成 ♫ 图像拼接和裁切
1. 辐射校正
辐射校正是对在定标和 大气校正两个过程。辐射定标的目的是消除传感 器本身产生的误差，而大气校正则消除大气散射、 吸收等引起的误差（池宏康等，2005）。
（4）HDF格式
HDF格式是用于存储和分发科学数据的一种自我描 述、多对象文件格式。当我们打开一个HDF图像文 件时，除了可以读取图像信息以外，还可以很容 易的查取其地理定位，轨道参数，图像噪声等各 种信息参数。HDF 的数据结构是一种分层式数据 管理结构。
一个HDF 文件应包括一个文件头，一个或多 个描述符块，若干个数据元素。