遥感读书报告.doc

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1、东南大学交通学院测绘工程系遥感读书报告专 业：测绘工程班级：213091学号：21309121姓名：李军振指导老师：戚浩平日期：2011年12月摘要本报告以遥感原理与应用和遥感导论为主要参考教材，共分八章来写。每一章的主要内容大致可分为三大部分：基本知识点的整理总结；扩展知识点，此部分是自己在阅读教材及查找资料时对不理解的知识点进行的一些整理；重难点理解，此部分是自己对每一章里面认为重要的知识点的一个整理及理解。另外，报告最后对自己感兴趣的“小波变换”技术进行了一些论述。目录摘要 2第一章 电磁波及遥感物理基础 51.1 遥感概述 51.2 电磁波 51.3 物体的发射辐射 51.3.1 黑体

2、辐射 51.3.2 太阳辐射 61.3.3 地物的反射辐射 61.4 扩展知识点 71.5 重难点理解 7第二章 遥感平台及运行特点 82.1 遥感平台 82.2 卫星轨道及运行特点 8 2.2.1 轨道参数 8 2.2.2 卫星姿态角 8 2.2.3 陆地卫星 8 2.2.4 小卫星 92.3 扩展知识点 92.4 重难点理解 9第三章 遥感传感器及其成像原理 113.1 红外扫描仪113.2 全景畸变113.3 遥感图像特征113.4 扩展知识点113.5 重难点理解12第四章 遥感图像数字处理的基础知识 134.1 图像表示形式134.2 坐标系统134.3 遥感图像存储格式134.4

3、遥感数字图像处理系统144.5 3S集成技术144.6 扩展知识点144.7 重难点理解144.8 疑问14第五章 遥感图像的几何处理 155.1 几何变形155.2 几何处理155.3 图像间的自动配准和数字镶嵌165.4 扩展知识点165.5 重难点理解17第六章 遥感图像辐射处理 186.1 辐射误差186.2 辐射处理186.3 辐射增强18 6.3.1 图像灰度直方图186.4 图像融合196.5 扩展知识点196.6 重难点理解20第七章 遥感图像判读 217.1 景物特征及判读标志217.2 目视判读21 7.2.1 判读前的准备21 7.2.2 判读的一般过程217.3 重难点

4、理解21第八章 遥感图像自动识别分类 238.1 模式与模式识别238.2 遥感图像计算机分类23 8.2.1 基本过程23 8.2.2 分类方法24 8.2.3 分类后处理和精度评定258.3 扩展知识点26小波变换28参考文献30第一章 电磁波及遥感物理基础1.1 遥感概述（1）遥感定义：遥感即遥远感知，是在不直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的一种技术，其英文翻译为Remote Sensing。（2）遥感的特点： 探测范围广:可进行大面积同步观测便于发现和研究宏观现象。 时效性与周期性：获取时间快、测图周期大大缩短、可在短时间内对同一地区进行重复探测，便于动态监测。 综合

5、性：多层空间、多波段、多时相，从地理空间（经、纬度、高度）、光谱空间、时间空间提供5维信息，使我们能够更加全面深入地观察和分析问题。 可比性： 约束少：不受地理条件限制、不受国界限制。遥感商品国际化、商品化。 经济性：成本低，效益高。1.2 电磁波（1）关于电磁波可以概括为以下几个方面：i) 定义：变化的电场和磁场交替产生，以有限的的速度由远及近在空间内传播的过程为电磁波。ii) 特点及遥感意义： 不需要介质传播，在真空中以光速传播。 横波：振动方向与波的传播垂直。 波动性与粒子性，其中波动性表现为波长、振幅、周期、波函数等几个量；粒子性表现为光子能量、动量、粒子流等。波粒二象性的遥感意义为：

6、遥感传感器探测的是目标物在单位时间辐射的能量，由于电磁辐射的量子性，所以某时刻到达传感器的辐射能具统计性。因此，不可能达到测量时间既短而测量精度又高的要求；电磁波的吸收、反射与发射实质上是自由空间能量转换的波动性与粒子性两种基本性质。 叠加原理，其遥感意义为：白光的色散和合成，计算机显示器的工作原理，混合像元的分解等。 相干性与非相干性，遥感上的应用如干涉雷达。 衍射和偏振，遥感应用有：遥感器的几何图像分辨率；偏振摄影和雷达成像。 多普勒效应，遥感应用：合成孔径侧视雷达。1.3 物体的发射辐射1.3.1 黑体辐射绝对黑体：对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体。 黑体辐射的三个特性： ，即黑体

7、单位面积所发出的总辐射能与绝对温度的四次方成正比，此为斯忒藩-波尔兹曼公式。 （C为常数），此为维恩位移定律。此式表明，黑体的温度增高时，它的辐射峰值波长向短波方向移动。在遥感中，可以利用这个定律选择遥感器和确定对目标物及进行热红外遥感的最佳波段。 每种温度下的黑体波谱辐射曲线彼此不相交，故温度T越高所有波长上的波谱辐射通量密度也越大。1.3.2 太阳辐射关于太阳辐射有以下知识点： 太阳常数：指不受大气影响，在距离太阳一个天文单位内，垂直于太阳光辐射的方向上，单位面积单位时间黑体所接收的太阳辐射能量。I=135.3mW/m2。 太阳光谱：太阳辐射的光谱是连续的，它的辐射特性与绝对黑体的辐射特性

8、基本一致。太阳辐射从近紫外到中红外这一波段区间能量集中而且相对来说比较稳定，而对于遥感而言，被动遥感主要利用可见光、红外等稳定辐射，所以太阳的活动对遥感没有太大影响。 大气对太阳辐射的影响：大气对太阳辐射主要有吸收、散射及反射作用。其中散射的方式随电磁波波长与大气分子直径、气溶胶微粒大小a之间的相对关系而变，主要有米氏散射（与a同数量级）、瑞利散射（a）。 大气窗口：有些波段的电磁辐射通过大气后衰减较小，透过率高，对遥感十分有利，这些波段通常称为“大气窗口”。如0.31.15m大气窗口，是遥感技术应用最主要的窗口之一。1.3.3 地物的反射辐射。 地物反射类别：镜面反射、漫反射和方向反射。 地

9、物的反射波谱曲线及其特性。这里主要论述植被的反射波谱特性。如下图， 图1.1 绿色植物的反射波谱曲线由图可知绿色植物的反射波谱特性：在可见光波段0.55m（绿光）附近有反射率为10%20%的一个波峰，两侧0.45m（蓝）和0.67m（红）则有两个吸收带。这一特征是由于叶绿素的影响造成的，叶绿色对蓝光和红光的吸收作用强，对绿光的反射作用强。在近红外波段0.81.0m间有一个反射陡坡，致1.1m附近有一峰值，形成植被的独有特征。这是由于植被叶的细胞结构的影响。在近红外波段1.32.5m受到绿色植物含水量的影响，吸收率大增，反射率大大下降，特别是以1.45m、1.95m和2.7m为中心是水的吸收带，

10、形成低谷。1.4 扩展知识点： 主动遥感：运用人工产生的特定电磁波照射目标物，再根据接收到的从目标物反射回来的电磁波特征来分析目标物的性质、特征和状态的遥感技术。如合成孔径雷达技术（SAR）等。 被动遥感：运用遥感器接收来自目标物的反射辐射电磁波谱，并根据其特征对目标物探测的遥感技术，又称无源遥感系统。 程辐射：太阳辐射经大气散射的作用直接到达传感器的那部分辐射称为程辐射。此部分辐射不携带我们需要的地物信息，在处理时应予以剔除。 热惯量：物体阻碍其自身热量变化的物理量。它在研究地物尤其是土壤时特别重要。 大气屏障：遥感所能使用的电磁波是有限的，有些大气中电磁波通过率很小，甚至完全无法透过电磁波

11、，称为大气屏障。1.5 重难点理解：（1）辐射测量的三个物理量：辐照度I、辐射出射度M和辐射亮度L。辐照度I：被辐射的物体表面单位面积上的辐射通量，单位为W/m2。辐射出射度M：辐射源物体表面单位面积上的辐射通量，单位为W/m2。辐射亮度L：假定有一辐射源呈面状，向外辐射的强度随辐射方向而不同，则L定义为辐射源在某一方向，单位投影表面，单位立体角内的辐射通量，即，单位为。其中辐照度I和辐射出射度M的共同点和区别为：共同点都是单位面积的辐射通量，即都是辐射通量密度的概念；它们都与波长有关。区别是辐照度是物体接收的辐射，辐射出射度是物体发出的辐射。（2）黑体辐射三大定律的总结（公式见前面）普朗克定

12、律给出了黑体辐射的出射度与温度、波长的定量关系；维恩位移定律给出了黑体的发射峰值波长与温度的定量关系，指出随着黑体温度的增加，发射峰值波长减小，两者成反比关系；斯特藩波尔兹曼定律描述了随着黑体温度的增加，总发射辐射也增加，即黑体的辐射强度与温度的四次方成正比。（3）地物波谱特性是一个特别重要的概念，由此绘制的波谱曲线在研究地物相关性质及影像判读识别时作用很大。针对同一地物的反射波谱特性，这里面有两个概念，即时间效应和空间效应。时间效应是同一地物的光谱特性一般随时间季节变化；空间效应是处在不同地理区域的同种地物具有不同的光谱响应。第二章 遥感平台及运行特点2.1 遥感平台（1）遥感平台的定义：遥

13、感中搭载传感器的工具称为遥感平台。（2）遥感平台种类，如下表：类别距地面高度示例应用地面平台100m以下三脚架、遥感车等测定各类地物的波谱特性航空平台100m100km直升机、飞艇等资源调查、空中侦察、摄影测量航天平台240km以上航天飞机等地球观测2.2 卫星轨道及运行特点2.2.1轨道参数 卫星轨道的六大参数为： 1.升交点赤经：卫星轨道的升交点与春分点之间的角距。 2.近地点角距：卫星轨道的近地点与升交点之间的角距。 3.轨道倾角i：卫星轨道面与地球赤道面之间的两面角。 4.卫星轨道的长半轴a：卫星轨道远地点到椭圆轨道中心的距离。 5.卫星轨道的偏心率e：e=c/a。（c为卫星椭圆轨道的

14、焦距） 6.卫星过近地点时刻T。这几大轨道参数可以表示在下图中。 图2.1 卫星的空间轨道2.2.2 卫星姿态角卫星姿态角：定义卫星质心为坐标原点，沿轨道前进的切线方向为x轴，垂直轨道面的方向为y轴，垂直xy面的为z轴，则卫星姿态角有三种情况：绕x轴旋转的姿态角为滚动；绕y轴旋转的姿态角为俯仰；绕z轴旋转的姿态角为航偏。姿态角可以用姿态测量仪测定。姿态仪的精度，主要取决于地面辐射的稳定性和对地球的非球性进行较正的程度。2.2.3 陆地卫星陆地卫星：用于陆地资源和环境探测的卫星称为陆地卫星。按综合分类见下表：类别特点作用示例陆地卫星类多波段扫描陆地资源环境探测Landsat系列卫星高分辨率陆地卫

15、星地面分辨率高，全社波段为15m多用于军事侦察美国IKONOS高光谱陆地卫星采用高分辨率成像光谱仪，光谱分辨率510nm,地面分辨率301000m大气、海洋和陆地探测美国EOS-AM1合成孔径雷达高分辨率、二维成像海洋陆地探测日本ALOS关于陆地卫星上装载的几个主要的仪器系统：RBV:反束光导管摄像机；MSS:多光谱扫描仪；HRV:线阵列推扫式扫描仪；TM:专题制图仪2.2.4 小卫星小卫星：设计质量小于500kg的小型近地轨道卫星。小卫星的主要特点有：重量轻，体积小；研制周期短，成本低；发射灵活，启用速度快，抗毁性强；技术性能高。2.3 扩展知识点（1）黄道面：地球绕太阳运转的轨道平面。（2

16、）星下点：地球中心与天体的连线在地球表面上的交点。当卫星在星下点摄影时，影像的几何畸变最小。2.4 重难点理解（1）对第二章图2-10的理解我的理解是：图中编号为圈数，则比在赤道处西移了2866km（此为卫星绕地球一圈，赤道旋转距离），其他相邻圈数之间可以此类推。一天24小时卫星绕地为13.944圈，到第二天时，第一圈编号为，此时，与相差了0.056圈，在地面上赤道处为159km。因为2866/15918，这也就是图中的“每18天重复一次”的原因，即19天第一圈与第一天第一圈完全重合。这也说明了卫星轨道的可重复性。（2）卫星产品分级 其实卫星产品分级就是给原始卫星影像做不同程度的处理得到不同级

17、别的影像，实质是得到不同分辨率的遥感影像，目的是为了适应不同产品的需求。如SPOT-15产品分为不同级别：0级为没做任何改正的影像，1A为一级辐射校正，1B为一级几何处理，2A为二级辐射校正，2B为二级几何处理，3A为三级辐射校正，3B为三级几何处理。（3）小卫星其实目前关于小卫星的研究远不止书中所提到的这些。通过查阅资料，我对小卫星有了进一步的了解。我觉得比较重要的是小卫星编队飞行。 小卫星编队飞行是指一群小卫星以某一点为基准，并构成一个特定形状，这个特定形状的各颗小卫星一方面保持这个形状，同时也绕地球旋转，它们都以相同的轨道周期绕地球飞行。小卫星编队飞行在对地全球遥感、三维立体观测等方面有

18、很好的应用效果。第三章 遥感传感器及其成像原理3.1 红外扫描仪红外扫描仪的瞬时视场，与探测器尺寸d和扫描仪的焦距f有如下关系： （3-1）红外扫描仪垂直指向地面的空间分辨率a,则由瞬时视场和航高决定，即 （3-2）3.2 全景畸变全景畸变：由于地面分辨率随扫描角发生变化，而使红外扫描影像产生畸变，这种畸变称之为全景畸变。3.3 遥感图像特征遥感图像特征:几何特征、物理特征和时间特征。特征表现参数即为空间分辨率、光谱分辨率、辐射分辨率和时间分辨率。下面具体介绍几种分辨率。 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，即扫描仪的瞬时视场，或地面物体能分辨的最小单元。一般来讲，遥感系

19、统的空间分辨率越高，其识别物体的能力越强。但实际上每一目标在图像上的可分辨程度还与诸多因素有关，如与目标周围环境亮度有关。经验证明，遥感器空间分辨率的选择，一般应选择小于被探测目标最小直径的1/2。 光谱分辨率（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。 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。计算公式为： （3-3）其中，RMAX表示最大辐射量，Rmin表示最小辐射量，D表示量化级。 时间分辨率：指对同一地点进行遥感采样的时间间隔，即采样的时间频率，也称重访周期。3.4 扩展知识点 温度分辨率：在热红外遥感影像上能分辨的最小

20、温度差。 瞬时视场：在扫描成像过程中一个光敏探测元件通过望远镜系统投射到地面上的直径或对应的视场角度，又称空间分辨率。 图像信噪比：信号与噪声的功率谱之比。是图像相似度测量的一个参数，其计算公式为： （3-4）式中，M和N分别是图像长度和宽度上的像素个数，g(i,j)和f(i,j)分别是原始图像和去噪后的图像在点（i,j）处的灰度值。信噪比是用于比较被评价图像与原图像质量的参数，信噪比的数值越大，图像质量越好。 空间分辨率和光谱分辨率的关系：空间分辨率和光谱分辨率目前来说还是一对矛盾，也就是说很难同时得到较高的空间分辨率和光谱分辨率的遥感图像。因为若要提高空间分辨率，则瞬时视场要小，但瞬时视场

21、小时，探测元件接收到的辐射能量就相应减少，即瞬时获得的入射能量较少，而探测元件对微弱能量差异的检测能力差，这样就会造成遥感影像的光谱分辨率低，反之亦然。目前解决这对矛盾的办法除改良探测元件外，主要利用图像融合技术。尤其是小波变换技术的出现给问题的解决带来的很大的改善。3.5 重难点理解（1）对MSS多光谱扫描仪的成像过程的理解MSS多光谱扫描仪每个探测器瞬时视场为86rad，卫星高为915km，则由空间分辨率的计算公式知每个像元的空间分辨率为a=915*103*86*10-6m=79m，此扫描仪每个波段有六个相同大小的探测单元与飞行方向平行排列，则瞬间看到地面大小为：6*79m*79m=474

22、m*79m。这里扫描总视场容易出错，它并不是各瞬时视场的简单叠加，而是最外侧两条扫描线之间的夹角。此扫描仪扫描总视场为11.56。，则地面宽度为：3.14*11.56。/180。*915km=185km。因此扫描一次每个波段获取六条扫描线图像，其地面范围为474km*185km。此扫描仪扫描周期为73.42ms，卫星速度为6.5km/s，在扫描一次的时间里卫星往前正好移动474km，所以扫描线恰好衔接。第四章 遥感图像数字处理的基础知识4.1 图像表示形式遥感图像表示形式有两种，分别为光学图像和数字图像。 一个光学图像可以看成是一个二维的连续的光密度（或透过率）函数。光学图像的密度随空间的变化

23、用函数f(x,y)来表示，则此函数的特点为：连续变化，其值非负和有限。光学图像密度值和透过率的关系式为： （4-1）式中，D为密度，F为透过率。 数字图像是一个二维的离散的光密度（或亮度）函数。数字图像可以用一个二维矩阵来表示，矩阵中的每个元素称为像元。如下图即为一幅数字图像： 光学图像和数字图像之间的转换i) 光学图像转换为数字图像的整个过程为图像数字化，空间坐标的数字化称为采样。图像灰度的数字化称为量化。图像数字化即将模拟影像通过扫描仪或数字摄影机，也就是对图像的位置变量进行离散化和灰度值量化。ii) 数字图像转换为光学图像一般有两种方式。一种是通过终端设备显示出来，如显示器；另一种是通过

24、照相或打印的方式输出，如彩色喷墨打印机。4.2 坐标系统遥感图像的坐标系统。总结为下图：坐标系统地理坐标系：为球面坐标系，以经纬度为存储单位。投影坐标系等角投影等积投影任意投影图4.1 遥感图像坐标系统4.3 遥感图像存储格式遥感图像的存储格式。多波段数字图像的存储与分发，通常采用以下三种数据格式： BSQ格式：是一种按波段顺序依次排列的数据格式。 BIL格式：是逐行按波段次序排列的格式。 BIP格式：是每个像元按波段次序交叉排列的数据格式。遥感图像还有其他存储格式，如TIFF，是一种标签化文件格式。TIFF不仅能很好地处理黑白灰度，彩色图像，而且还支持对图像像素值的许多数据压缩格式。4.4

25、遥感数字图像处理系统遥感数字图像处理的特点： 图像信息损失低，处理精度高； 抽象性强，再现性好； 通用性强，灵活性高。遥感数字图像处理的软硬件系统主要有以下几部分组成：输入系统图像处理与分析系统输出系统存储系统图4.2 遥感数字图像处理系统4.5 3S集成技术3S集成，即遥感图像处理系统（RS）、地理信息系统（GIS）和全球定位系统（GPS）的集成。集成方式有以下几种： GPS与RS的结合，其关键在于硬件。二者的结合能够实现无控制点的情况下空对地的直接定位。 GPS与GIS的结合，其关键在于软件。二者结合最成功的应用是车辆导航与监控。 RS与GIS结合。 3S集成系统，目前尚不多见。4.6 扩

26、展知识点遥感图像数据输出格式主要有： 二进制输出格式：BSQ、BIP、BIL 一般图像格式（ASCII、PCIT、BMP、GIF、TIFF、HDF、JPEG等） 矢量格式（ArcView Shape File、DXF、ENVI Vector File等） 图像处理格式（ArcView Raster、ER Mapper、ERDAS、PCI等）4.7 重难点理解（1）光学图像与数字图像的区别：光密度函数不同：光学图像是一个二维的连续的光密度函数，其值是非负和有限的；数字图像是一个二维的离散的光密度函数，其坐标和密度都已离散化。 记录地物遥感信息方式不同：光学图像以胶片或其他的光学成像载体形式记录；

27、数字图像是以数字形式记录。图像处理不同：光学图像处理方法是对光信息进行直接的处理，速度快而且容量大，缺点是对环境要求严格；数字图像处理是以计算机为载体处理的，灵活方便并可以轻易调整局部特征，但对硬件要求高。4.8 疑问问题：3S集成一体化的技术难点是什么？ 经过查阅资料，我发现目前关于3S集成一体化的研究好像不是很多，大多是两两集成，所以提出这样的疑问，希望能得到解答。第五章 遥感图像的几何处理5.1 几何变形1.定义：遥感图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时，即说明遥感图像发生了几何畸变。2.几何畸变的类型及相关因素如下：几何畸变遥感器本身引起的畸变

28、透镜的辐射方向畸变像差透镜的切线方向畸变像差透镜的焦距误差透镜的光轴与投影面不正交图像的投影面非平面探测元件排列不整齐采样速率的变化采样时刻的偏差扫描镜的扫描速度变化外部因素引起的畸变遥感平台位置和运动状态变化的影响地形起伏的影响地球表面曲率的影响大气折射的影响地球自转的影响处理过程中引起的畸变：主要是设备噪声引起的图5.1 遥感图像几何畸变类型及相关因素5.2 几何处理 遥感图像的几何处理包含两个层次：粗加工处理和精加工处理。1. 粗加工处理：也称粗纠正，仅作系统误差改正。2. 精加工处理：即消除遥感图像中的几何变形，包含两个环节：一是像素坐标的变换；二是对坐标变换后的像素亮度值进行重采样。

29、遥感图像的精加工处理方法很多，主要有多项式法、共线方程法和有理函数模型法等。这里只简要介绍纠正思路，如下：准备工作输入原始图像建立纠正函数确定输出图像的范围逐个像元进行几何变化灰度的重采样输出纠正后的图像效果评价图5.2 遥感图像几何纠正流程5.3 图像间的自动配准和数字镶嵌1.自动配准：遥感图像的自动配准有以下两种方式： 图像间的匹配：以多源图像中的一幅图像为参考图像，其他图像与之配准，其坐标系是任意的； 绝对配准：选择某个地图坐标系，将多源图像变换到这个地图坐标系以后来实现坐标系的统一。2.图像镶嵌：把不同的图像文件合并在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域的图像就是图像镶嵌。要求是图像之间要

30、有一定的重叠度。实现完整的数字图像镶嵌，首先要在几何上将多幅不同的图像连接在一起，然后就是消除接缝问题。接缝消除的具体过程为：图像几何纠正；镶嵌边搜索；亮度和反差调整；边界线平滑。5.4 扩展知识点（1）全景面：全景投影的影像面不是一个平面而是一个柱面，相对于全景投影的投影面，称之为全景面。（2）外方位元素：是指传感器成像时的位置（XS,YS,ZS）和姿态角（，,）。（3）内方位元素：描述摄影中心与相片之间相关位置的参数，有三个参数，即摄影中心到像片的垂距f,和主像点在相框标坐标系中的坐标x0,y0（4）三线阵立体测绘相机：三线阵立体测绘相机是目前数字摄影测量系统的一个重要的应用工具。三线阵立

31、体测绘相机是国际上80年代初期出现的新一代传输型数字式航天光学遥感器，又叫三线阵CCD相机。三线阵立体测绘相机的成像原理如下：它的光电扫描成像部分是由光学系统焦面上的三个线阵CCD传感器组成的。三个CCD阵列A,B,C相互平行排列并与卫星飞行方向垂直，如图所示。当卫星飞行时，每个CCD阵列以一个同步的周期N连续扫描地面并产生三条相互重叠的航带图像As,Bs,Cs。垂直对地成像的称为正视传感器，向前倾斜成像的的称为前视传感器，而向后倾斜成像的称为后视传感器。如图，则B为正视传感器，A为前视传感器，C为后视传感器。推扫所获取的航带图像As，Bs，Cs的视角各不相同，从而可构成立体影像。通常这种相机

32、安装在立体小卫星上进行地面观测。图5.3 三线阵CCD相机工作原理图5.5 重难点理解（1）对数字图像亮度值重采样的原因 我认为应该这样理解，原始图像中有整数点位坐标上的亮度值，而没有非整数点位坐标上的亮度值。所以假如输出图像阵列中的任一像素在原始图像中的投影点位的坐标计算值不是整数时，我们将不能精确地取出原始图像对应点位的亮度值填入输出图像。为了提高输出图像精度，就需要采用重采样的方法得到该点位的亮度值，然后再赋给输出图像。第六章 遥感图像辐射处理6.1 辐射误差遥感图像的辐射误差主要包括： 传感器本身的性能引起的辐射误差； 大气的散射和吸收引起的辐射误差； 地形影响和光照条件的变化引起的辐

33、射误差。6.2 辐射处理对于以上辐射误差，相应的辐射处理包括传感器辐射定标和辐射误差校正。 传感器定标：指建立传感器每个探测源所输出信号的数值量化值与该探测器对应像元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系。包括强度定标、光谱定标和空间定标。 辐射校正：主要包括大气校正、太阳高度角较正、地形校正及其他噪声校正等。具体可以总结为下图：辐 射 校 正遥感传感器测量值与实际地物的光谱辐射率不一致遥感传感器本身特性、地物光照条件、大气作用等的影响传感器辐射较正实 准 移测 辐辐 射射 值值 的相 增对 益于 和标 偏大气校正大气粗较正大气精较正多波段图像的对比分析法，消除程辐射回归分析法直方图最小值法辐射

34、传输模型计算法、野外波谱测试回归分析法太阳高度角较正地形较正其它辐射较正图6.1 遥感图像辐射校正6.3 辐射增强遥感图像增强是为了特定目的，突出遥感图像中的某些信息，削弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读。其实质是增强感兴趣目标和周围背景图像间的反差。具体方法有：对比度变换、彩色增强、滤波等。6.3.1 图像灰度直方图 灰度级频率：数字图像每一个灰度级的像元个数（记为mi）可以从图像中统计出来，整幅图像的像元数即为M，记n为图像量化时的比特数，则任意灰度级出现的频率为： ,其中 （6-1） 灰度级直方图：以灰度级g为横坐标轴，频率P为纵坐标轴表示图像灰度分布情况的图形称为灰度级直方图。如

35、下图所示：图6.2 灰度级直方图 灰度直方图（如上图）的特点： 虽不能反映图象在空间上的具体分布情况， 但能直观地反映图象灰度的总体结构和灰度等级的分布情况。 直方图可以类似地看作是一个随机分布密度函数，其分布状态也可用均值和标准差两个参数来衡量。 直方图分布状态不同，图象特性不同，以下为四种典型情况：A：峰值偏左，图象偏暗；B：峰值偏右，图象偏亮；C：低反差景物，标准偏差较小；D：高反差景物，标准偏差较大。6.4 图像融合指多源遥感图像按照一定的算法，在规定的地理坐标系，生成新的图像的过程。其算法很多，主要有：加权融合、基于IHS变换、主成分变换、比值变换、乘法变换及小波变换等。6.5 扩展

36、知识点（1）偏置量：偏置量是从向上定标源直接测量得到的。通常是指每个扫描行扫描结束时所测量得到的探测元件暗电力。（2）灰度反转：灰度反转是指图像灰度范围进行线性或非线性取反，产生一幅与输入图像灰度相反的图像。（3）图像平滑：图像平滑的目的在于消除各种干扰噪声，是图像中高频成分消退，平滑掉图像的细节，是其反差降低，保存低频部分。（4）领域平均法：领域平均法属于空间域处理方法，其思想是利用图像点（x，y）即其领域若干像素的灰度平均值来代替点（x，y）的灰度值，结果是对亮点产生了“平滑”的效果。（5）低通滤波法：用滤波方法将频率域中一定范围的高频成分滤掉，而保留其低频成分，以达到平滑图像的目的。（6

37、）图像锐化：锐化是指增强图像中高频成分，突出图像边缘信息，提高图像细节反差，也称边缘增强，其结果与平滑相反。（7）高通滤波：锐化在频率域中的处理称高通滤波它与低通滤波相反，保留频率域中的高频成分，而让那个低频成分滤掉，加强了图像中边缘和灰度变化的突出部分，以达到图像锐化的目的。6.6 重难点理解（1）大气校正对遥感影像进行辐射处理的一个重要过程是大气校正，也是一个难点。由于大气对太阳辐射有吸收、散射、反射等作用，太阳辐射经过大气透过率小于1，减弱了信号的强度，而且该辐射经地面反射到达传感器时又经历了一次衰减。同时，大气的散射光也有一部分直接或经过地物反射进入传感器，这又增强了信号强度，但却不是

38、有用的。所以，综合这些影响导致影响失真。大气辐射校正就是解决这些问题的，即消除大气对太阳辐射的影响。书中论述了大气纠正的三种方法：基于辐射传输方程的大气纠正；基于地面场地数据或辅助数据进行大气纠正；在特殊情况下，利用某些波段不受大气影响或影响较小的特性来校正其它波段的大气影响。其中第三种方法应用很广泛，所以我对这种方法作了进一步的了解。因为散射主要发射在短波波段，而对近红外波段几乎没有影响，所以，这种方法把近红外波段作为无散射影响的标准图像，通过对不同波段图像对比分析来计算大气影响。其主要有三种方法：单影像直方图调整法、单影像回归分析法和多时相影像归一化分析法。单影像直方图调整法采用单影像直方

39、图调整法的前提条件是在一幅影像中存在某种地物如深海水体、高山背阴处等，其辐射亮度值或反射率接近于0，这是其直方图的最小值就应等于0，如果不为零，就认为是大气散射导致。利用某些软件（如MATLAB）对直方图进行调整，处理后可得到与真实地物接近的影像。单影像回归分析法这种方法与书中一致，这里不再论述。多时相影像归一化分析法多时相影像归一化首先要选取基准影像，然后对不同时相的所有其他影像的光谱特征进行转换，使它们具有与基准影像基本相同的辐射量级。这种方法一个重要步骤是选取伪不变特征，也称辐射地面控制点。伪不变特征具有如下特点：尽管某些变化是不可避免的，伪不变特征的光谱特性应该随时间变化很小；伪不变特征包含的植被应尽可能少，因为植被光谱反射率会随时间变化；伪不变特征应该选在相对平坦的区域。利用基准影像与其他时相影像的伪不变特征光谱特性之间的联系进行回归分析，即可得到与真实地物接近的影像。第七章 遥感图像判读7.1 景物特征及判读标志景物特征主要有光谱特征、空间特征和时间特征。它们表现在遥感图像上有其对应的判读标志。 光谱特征主要表现为地物的反射光谱特性。把地物的光谱特性曲线通过量测多光谱图像的亮度值得到地物的波谱响应曲线，其变化趋势是与光谱特性曲线一致的，因此，地物在多波段图像上特有的波谱响应就是地物的光谱特征的判读标志。 空间特征在遥感图像上的判读标