03环境遥感_图像处理

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1、环境遥感数字图像处理遥感图像描述主要内容校正处理增强处理多源信息融合图像分类遥感图像描述数字图像的表示图像的像素图像是像素的二维排列YX数字图像的数学表示二维矩阵或数组A[m,n]m,n说明图像的宽和高矩阵元素a(ij)的值表示图像在第i行,第j列的像素的灰度值二维离散亮度函数f(i,j)i,j说明图像像素的坐标函数值f代表了在点(i,j)处像素的亮度值对比模拟图像遥感数字图像由传感器远距离获取目标的电磁波信息生成的数字图像，其源图像通常是自然景观，特别是地表景观。自然景观数字“图像”模拟图像遥感数字图像形成和显示的过程遥感图像的数据存储格式：目前遥感数据采用LTWG格式（Landsat技

2、术工作组提出的世界标准格式），有下列三种存储方式：①逐波段存储，分波段处理时采用，BSQ格式（BandSequential）现用；②逐行存储，行扫描记录设备采用，BIL格式（BandInterleavedbyLine）；③逐像素存储，用于分类，BIP格式（BandInterleavedbyPixel）。其他图像格式：TIFF，BMP等主要内容校正处理（图像恢复或图像复原）：包括辐射校正、几何校正等变换处理：从某一空间投影到另一空间，一部分信息被增强，包括：彩色增强、直方图增强、图像运算、邻域增强、频率域增强、傅立叶变换、高斯滤波、K-L变换、K-T变换和多信息融合。环境信息提取：按一定规则

3、对遥感信息进行环境特征分析，提取有用的环境信息，制成环境专题图。主要是遥感图像的分类处理，包括非监督分类、监督分类、神经网络分类、模糊分类、空间信息提取等校正处理图象的辐射纠正1.1为什么要进行辐射纠正？1）传感器本身的特性，2）大气对于电磁辐射的衰减；（散射、反射和吸收）3）地形因子的影响——阴影4)其它生态环境因子形成“同物异谱，异物同谱”现象。图象不能全部真实地反映不同地物地特征，影响了数字图象的质量。纠正方法1）遥感器纠正：遥感器的设计2）大气辐射纠正：3）地形辐射纠正：需要DEM4）地物反射模型纠正：需要和成像时刻取得同步的地面地物光谱测量数据。大气纠正方法1）以红外波段最低值校

4、正可见光波段2）回归法3）相对散射模型以红外波段最低值校正可见光波段前提假设：大气散射的影响主要在短波波段，红外波段中清洁的水体几乎不受影响，反射率值应当为0。由于散射影响，而使得水体的反射率不等于0，推定是由于受到了天空辐射项的影响。直方图法确定纠正方法：差值法回归法原理：蓝光波段散射最强，红外波段散射最小。深大水体和阴影如果没有受到散射影响，各波段都是黑色的。选择最黑的目标做回归分析。选择可见光和红外波段进行2维散点图，建立线性回归方程。待校正波段黑色目标的灰度值红外波段黑色目标的灰度值回归直线截距回归直线斜率回归法（续1）ＴＭ４ＴＭ７直方图法TM4TM7a4频数第四波段图像的校正量将

5、TM4各灰度值减去a4即可实现校正0值处有像元数0值处没有像元数遥感图像几何畸变遥感器本身引起的畸变外部因素引起的畸变处理过程中引起的畸变环境遥感图像的几何畸变和几何纠正方法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举例例如扫描形式成像的MSS，产生的几何畸变主要是由于扫描镜的非线性振动和其它一

6、些偶然因素引起的。在地面上影响可达395米。全景畸变：外部因素引起的畸变影响图像变形的外部因素包括：1）地球的曲率2）大气密度差引起的折光3）地形起伏4）地球自传5）遥感器轨道位置和姿态等地球自传引起的误差地球曲率和地形起伏引起的误差遥感器轨道位置和姿态引起的误差中心投影遥感器轨道位置和姿态引起的误差多中心投影例如MSSTM处理过程中引起的畸变遥感图像在处理过程中产生的误差，主要是由于处理设备产生的噪声引起的。传输、复制光学数字遥感图像的几何纠正方法遥感图象的几何粗处理和精处理。遥感图像的几何纠正按照处理方式分为光学纠正和数字纠正。光学纠正主要用于早期的遥感图像的处理中，现在的应用已经不多

7、。除了对框幅式的航空照片（中心投影）可以进行比较严密的纠正以外，对于大多数动态获得的遥感影像只能进行近似的纠正。主要介绍数字图像的几何纠正。坐标关系数字图象几何纠正：通过计算机对离散结构的数字图像中的每一个像元逐个进行纠正处理的方法。这种方法能够精确地改正动态扫描图像所具备地各种误差。基本原理：利用图像坐标和地面坐标（另一图像坐标、地图坐标等）之间的数学关系，即输入图像和输出图像间的坐标转换关系实现。坐标关系（续1）其中