遥感图像处理.doc

第一讲遥感数字图像基础
1.数字图像的基本特点（和传统胶片类图像相比）
（1）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图像，便于计算机处理。因此，与光学图像处理方式相比，遥感数字图像是一种适于计算机处理的图像表示方法。
（2）图像信息损失低
由于遥感数字图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图像失真。而模拟方法表现的遥感图像会因多次复制而使图像质量下降。
（3）抽象性强
尽管不同类别的遥感数字图像，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图像专家处理系统。
2.
遥感数字图像的类型
遥感数字图像按波段量划分为：
单波段数字图像：指在某一波段范围内工作的传感器获得的遥感数字图像；
彩色数字图像：是由红、绿、蓝三个数字层构成的图像；
多波段数字图像：指利用多波段传感器对同一地区、同一时间获得的不同波段范围的数字图像。
3.遥感图像特征
遥感图像的空间分辨率：图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小，或地面物体能分辨的最小单元。采样间隔越大，图像像素数越少，空间分辨率低，质量差，严重时出现像素呈块状的国际棋盘效应；采样间隔越小，图像像素数越多，空间分辨率高，图像质量好，但数据量大。
波谱分辨率是指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值。包括波段数、波长和波段宽度。
辐射分辨率是指传感器接收波谱信号时，能分辨的最小辐射度差。在遥感图像上表现为每一像元的辐射量化级。
时间分辨率指对同一地点进行采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。时间分辨率对动态监测很重要。
4.栅格数据组织方法
（1）以像元为记录的序列，可节省存贮空间；
（2）以层为基础，每层以像元为记录序列，形式简单；
5.多波段数字图像的三种数据格式
BSQ格式：波段顺序排列
BIP格式：波段按象元交叉排列
BIL格式：波段按行交叉排列

第二讲辐射校正
1.辐照度M：面辐射源在单位时间内，单位面积上接收的辐射能量，即照射到物体单位面积上的辐射通量。
2.辐射亮度的定义：面辐射源在单位立体角、单位时间内在某一垂直于辐射方向单位面积（法向面积）上辐射出的辐射能量，即辐射源在单位投影面积上、单位立体角内的辐射通量。
3.为什么要进行辐射校正？
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。
“同物异谱，异物同谱”。
4.辐射校正包含哪些方面？
传感器本身的特性；
大气对于电磁辐射的衰减；（散射、吸收）
地形因子的影响—阴影；
5.通常数字值和辐亮度是线性关系，大多数遥感数据提供者们都为用户提供转换系数。
6.要对图象进行辐射定标，计算表观反射率，将图象的DN值转化为表观反射率，该过程的实现是通过应用以下步骤来实现的：
（1）首先将图象的DN值转化为辐亮度：radiance=gain*DN+offset(1)
（2）然后将图象的辐亮度转化为表观反射率：ρ=π*L*d2/（ESUN*cos（θ））(2)
7.相对辐射校正：主要包括图像回归法、伪不变特征法、暗集-亮集法、未变化集辐射归一法与直方图匹配法等。
8.大气纠正：由于大气的吸收、散射及其它随机因素影响，导致图像模糊失真，造成图像分辨率和对比度相对下降。大气的影响主要是减少了图像的对比度，使原始信号和背景信号都增加了因子。
9.大气影响的粗略校正：通过简单的方法去掉程辐射（散射光直接进入传感器的那部分），从而改善图像质量：直方图最小值去除法；
回归分析法：校正的方法是将波段b中每个像元的亮度值减去a，来改善图像，去掉程辐射。
10.基于辐射传输模型的大气校正
使用6S、LOWTRAN、MODTRAN等大气辐射传输模型进行大气校正，这些模型可以比较精确地模拟大气的影响，因此校正的效果比较可靠。
其缺点就是必须输入与卫星同步获得的大气资料如气温、气压、水汽含量、臭氧含量、气溶胶光学厚度等参数，对于大部分遥感应用来说，大面积同步观测基本上是不可能的事情，因此，这些方法的应用受到了极大限制。

第三讲大气校正
1.实际的大气透过率受散射与吸收影响。
2.大气垂直结构
热层、中间层、平流层、对流层
3.大气光学参数
大气消光系数：大气消光系数系指电磁波辐射在大气中传播单位距离时的相对衰减率。
大气光学厚度：消光系数沿大气传输路径的积分，是表征大气介质对辐射衰减程度的无量纲量。
4.Beer定律只适用于均匀介质，即光子同介质的原子或分子相互作用的机会与所经过的几何长度成正比。
实际大气：密度不同，非均质（水平、垂直）
均质大气：对光线的衰减作用一样
大气中空气密度处处相同