遥感技术应用ch5辐射几何校正与数字图像增强技术

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1、遥感技术应用讲授：杨波湖南师范大学资环学院回顾第四讲遥感影像资料的选购与查询遥感常见数据源遥感数据的选购与查询第五讲辐射、几何校正与数字图像增强遥感影像的辐射校正5.1遥感影像的几何校正5.2常用数字图像增强技术简介5.35.1数字图像及其辐射校正Contents需要解决的问题：何谓数字图像？它是如何得到的？描述数字图像特征的主要参数？为何要进行遥感数字图像辐射校正？遥感数字图像辐射校正的主要方法？12345.1.1数字图像遥感数字图像处理利用计算机对遥感图像及其资料进行的各种技术处理。数字图像处理的优点快捷、准确、客观地提取遥感信息适应地理信息系统的发展5.1.1数字图像

2、及其直方图数字图像：能被计算机存储、处理和使用的，以数字形式表示的图像。数字图像通常都是以像元的DN值/亮/灰度值）表示。数字量和模拟量的本质区别：前者为离散变量后者为连续变量5.1.1数字图像及其直方图5.1.1数字图像及其直方图数字化：将连续的图像变化，作等间距的采样与量化。主要包括两步：1）采样2）量化采样的原理1）采样量化的概念2）量化数字图像的表示：矩阵函数故这种数据又被称为栅格数据，其占用的存储空间较大。5.1.1数字图像及其直方图数字图像直方图：表示图像中各像元亮度值与像元数（出现频率）分布情况的统计图。5.1.1数字图像及其直方图直方图的作用：直观地了解图像

3、的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的曲线可以反映图像的质量差异。正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图像质量高。偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少，质量较差。5.1.1数字图像及其直方图小结：图像直方图是描述数字图像质量的可视化图表。在图像处理中，可以通过调整图像直方图的形态，改善图像显示的质量，以达到图像增强的目的。5.1.1数字图像及其直方图Inrawimagery,theusefuldataoftenpopulatesonlyasmallportionoftheavailablerangeofdigitalvalues(commo

4、nly8bitsor256levels).5.1.2辐射校正(Radiometriccorrection)为何要进行辐射校正？（图像辐射畸变）辐射畸变：地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时，受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。这种改变称为辐射畸变。辐射畸变产生的原因：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1）传感器因素导致的辐射畸变2）大气因素导致的辐射畸变Theatmospheretransmits,absorbs,andscatterselectromagneticenergy

5、.A=absorption,B=scattering,C=transmission2）大气因素导致的辐射畸变2）大气因素导致的辐射畸变大气影响的定量分析：大气的主要影响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，导致图像质量下降。2）大气因素导致的辐射畸变天空漫反射光导致阴影地方的像元灰度值不再为03）地形阴影导致的辐射畸变5.1.2图像辐射校正方法1）遥感器校正：遥感器的设计（该校正过程常在地面接收站进行数据生产时进行）2）大气辐射校正：3）地形辐射校正：需要DEM4）地物反射模型校正：需要和成像时刻取得同步的地面地物光谱测量数据。5.1.2.1大气辐射校正方

6、法1）以红外波段最低值校正可见光波段2）回归分析法3）相对散射模型大气影响的粗略校正：通过简单的方法去掉程辐射度（散射光直接进入传感器的那部分），从而改善图像质量。1）直方图最小值去除法5.1.2.1大气辐射校正方法1）直方图最小值去除法基本思路：每幅图像上都有辐射亮度或反射亮度应为0的地区，而事实上并不等于0，说明亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。如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。校正方法：差值法。将每一波段中每个像元的亮度值都减去本

7、波段的最小值。使图像亮度动态范围得到改善，对比度增强，从而提高了图像质量。2）回归分析法原理同1），校正的方法是将波段i中每个像元的亮度值减去ai，去掉程辐射来改善图像质量。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。2）回归分析法3）相对散射模型方法1）和2）的缺陷是忽略了散射与波长的关系，有时矫枉过正，破坏了波段之间的关系。相对散射模型1988年Chavezti提出。分为四步.STEP1:根据某个可见光波段的直方图选出黑暗地物的初始灰雾值；STEP2:根据此灰雾值的幅度确定大气类型（选择合适的散射模型