第5章-遥感图像处理的基础知识

信息工程学院FacultyofInformationEngineering湖北省武汉市洪山区鲁磨路388号遥感图像数字处理的基础知识5.1遥感图像基础0123456……………01614108231…302224181511616612864…3232404545216161414111517…242432343831616161614148…16222428364159416151717…141210122251371215161918…16141214186121011141387…161081426……………………………………36302828303030161626248…34363224222222282424206363220202628262622242022m-1n-1xy单波段遥感数字图像可用一个二维矩阵表示遥感数字图像再认识4是对二维空间上连续型能量强度离散化采样并量化后的表示；采样：按照一定的空间网格对空间进行离散数字化（坐标表示）。量化：对采样点的辐射能量值进行数字化（亮度表示）。遥感数字图像再认识—其本质？5.1遥感图像基础--空间分辨率遥感图象上能够详细区分的最小单元的尺寸，是用来表征图象分辨地面目标细节能力的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。像元（pixel）：将地面信息单元离散化而形成的格网单元，单位为米，是组成图象的基本单元。像元越小，空间分辨率越高；瞬时视场角(instantaneousfieldofview,IFOV):指传感器的张角及瞬时视域，又称角分辨率。传感器在某一时刻所能感测的外来光（或其它电磁波）所来自的空间角度区域。空间分辨率6分辨率（像元大小）=平台高度*角分辨率（弧度）D=H*IFOV如，飞机飞行高度8000米，角分辨率为2.5毫弧度，则地面分辨率为：8000m*2.5*10-3=20m空间分辨率5.1遥感图像基础--空间分辨率7不同空间分辨率的图像81米10米30米空间分辨率辐射分辨率传感器接收光谱信号时，能分辨的最小辐射差。在遥感图象上表现为每一像元的辐射量化级(D)。如6bit,7bit,8bit,11bit,……一个6-bit的传感器可以记录26级（64）的亮度值，一个8-bit的传感器可以记录28级（256）的亮度值，一个12-bit的传感器可以记录212级（4096）的亮度值(a)2级的Lena图像(b)16级的Lena图像(c)256级的Lena图像5.1遥感图像基础—辐射分辨率108-bit256greys6-bit64greys4-bit16greys3-bit8greys2-bit4greys1-bit2greys辐射分辨率—不同量化层次效果AREA1:高亮区11比特数据可以区分建筑结构8比特数据使高亮区暴光过度AREA2:暗区11比特数据可以区分阴影中地物8比特数据丢失了阴影中的信息11比特数据8比特数据ChibaCity,JapanAREA1AREA28比特与11比特的比较过低的辐射强度量化，会出现伪轮廓现象。辐射强度量化问题--伪轮廓现象均匀量化，会出现量化失真现象。辐射强度量化问题—量化失真现象14传感器在接收目标辐射的光谱时能分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率愈高。•不同光谱分辨率的传感器对同一地物的探测效果有很大区别；如MSS（100-200nm）、AVIRIS（10nm）•传感器的波段选择必须考虑目标的光谱特征值，才能取得好效果。感测人体选择8-12m,探测森林火灾应选择3-5m。波（光）谱分辨率5.1遥感图像基础—波谱分辨率Incominglight分光元件多光谱全色15光（波）谱分辨率5.3遥感图像的特征单波段遥感影像每个像素的信息由一个量化的灰度级来表征。100220250180501202001500I遥感数字图像再认识多波段遥感影像每个像素的信息由多个波段量化的灰度级来表征。比如3波段则有：遥感数字图像再认识00255800255240240255R02550160255255801600G25525525524000160800B红波段.63-.69microns(4m)绿波段.52-.60microns(4m)近红外波段.76-.90microns(4m)同时采集的全色影响色片.45-.90microns(1m)蓝波段].45-.52microns(4m)多波段遥感影像19TM1(0.45-0.52)蓝波段2(0.52-0.60)绿波段3(0.63-0.69)红波段4(0.76-0.90)近红外波段5(1.55-1.75)近红外波段7(2.08-2.35)近红外波段20真彩色：TM321假彩色TM432TM74121对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔（重访周期）。短：一天内的变化，小时为单位中：一年内的变化，以天为单位长：以年为单位LANDSAT：16天；CBERS：26天；太阳同步气象卫星：0.5天动态监测时间分辨率5.1遥感图像基础—时间分辨率222001年5月2003年10月遥感图像的时间信息从地理坐标系至投影坐标系5.1遥感图像基础—坐标系统5.2遥感图像存储遥感图像的存储介质磁带光盘磁盘顺序存储介质随机存储介质硬盘软盘随机存储介质具有访问速度快，抗磁性等优点遥感图像原格式存储形式BSQBILBIP—按像元波段交叉式，以一对像元为基本单位进行记录；BIL－按照扫描行为单位，各波段同一扫描行数据依次记录；BSQ－以波段为单位，每波段所有扫描行依次记录。GeoTIFF支持彩色系统和压缩算法记录文件的坐标信息和投影信息栅格空间（rasterspace）GeoTIFF支持三种坐标空间设备空间（devicespace）模型空间（modelspace）5.3遥感图像处理系统遥感数字图像处理的硬件系统输入设备（磁带机、磁盘机、胶片扫描仪、析像器、数字化仪等）电子计算机存储设备系统操作台输出设备（磁带机、磁盘机、彩色显示器、绘图仪和打印机等）光学图像转换为数字图像模拟图像量化采样数字图像转换为光学图像显示器、电子束或激光束成像记录仪屏幕照相设备、彩色喷墨打印机通过显示终端设备显示出来通过照相或打印的方式输出遥感数字图像处理的软件系统ERDASImagineENVIPCIeCognition遥感数字图像处理的软件系统ERDASImagineENVIPCIeCognition34思考与作业：Q1：理解遥感影像空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率及时间分辨率的实质，分析其间可能的影响关系。Q2：说说量化级别与辐射分辨率间的关系。Q3:比较遥感影像的BIP、BIL、BSQ存储方式的不同，各自适宜的使用环境。