遥感图像处理基础（一）课件.ppt

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1、第五章遥感数字图像预处理5.1遥感图像几何校正5.2遥感图像辐射校正5.3遥感图像增强与变换5.4遥感图像中的特征提取概述第五章遥感数字图像预处理预处理是最初的也是最基本的影像操作。消除几何畸变的称为几何校正；消除辐射量失真的称为辐射校正；为了更好地分析和使用图像，还需要进行图像增强、滤波、变换和特征提取等处理，从而更准确地获取所需的目标信息。概述5.1遥感图像几何校正遥感图像在获取过程中，因传感器、遥感平台以及地球本身等方面的原因导致原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与参照系统中表达要求不一致时，就产生了图像几何畸变

2、。产生来源总体可分为两类：一是系统性内部误差（传感器性能、结构等因素）；二是随机性外部误差（传感器以外的因素如地球曲率、地形起伏、地球自转、飞行姿态等）遥感数据被接收以后，首先由接受部门进行系统性内部误差校正，但处理后仍有较大几何偏差，仍需要用户做进一步几何校正。遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正传感器成像方式引起的图像变形：传感器的成像方式有中心投影、全景投影、斜距投影和平行投影等不同类型。通常把竖直摄影的中心投影和平行投影（正射投影）的图像视为基准图像，而全景和斜距投影产生的图像变形规律可以通过与中心投影或正射投影的图像

3、相比较来获得。1、全景投影变形红外机械扫描仪以及采用CCD直线阵列的推帚式传感器中每一条扫描线都相当于中心投影，其成像面相当于全景缝隙摄影机的投影面，是一个圆柱面。遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正如下图，MON称为全景面。当传感器扫描角度较大时，图像变形影响更加突出，造成边缘景物在图像显示时被压缩，称为全景畸变。遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正投影斜距变形：斜距投影变形的传感器通常是侧视雷达。遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正传感器外方位元素变化的影响：传感器的外方位元素通常指的是传感器成像时的位置和

4、姿态。当这些元素偏离标准位置而出现变动时，就会出现图像变形。这种变形一般由地物点影像的坐标误差来表达，并可以通过传感器的构像方程得以解析。六个外方位元素，对整幅图像的综合影响是使其产生平移、缩放和旋转等线性或扭曲等非线性变形。如下图所示：遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正地形起伏的影响：当地形起伏时，会产生局部像点的位移，使原本应是地面点的信号被同一位置上某高点的信号替代。如图，由于高差的原因，实际像点距离像幅中心的距离相对于理想像点距离像幅中心移动了一定距离。遥感图像几何畸变的来

5、源5.1遥感图像几何校正地球表面曲率的影响：地球表面是曲面，这一因素的影响有两个方面：一是像点位置移动。当选择的投影平面是地球的切平面时，地面点相对于投影平面有一高差。遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正地球表面曲率的影响：地球表面是曲面，这一因素的影响有两个方面：二是像元对应于地面宽度的不等。传感器扫描时每一次采样间隔是星下视场角的等分间隔。在地面宽度不大时，间隔差别不大。由于地球表面曲率影响，距离星下点越远畸变越大，地面长度越长。遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正大气折射的影响：大气对辐射的传播产生折射。由于大气

6、的密度分布从下向上越来越小，折射率不断变化，因此折射后的辐射传播不再是一条直线，从而导致传感器接收的像点发生位移。遥感图像几何畸变的来源5.1遥感图像几何校正地球自转的影响：地球自转会使卫星前进扫描所获得的影像发生偏离。卫星自北向南运行，地球自西向东自转。相对运动结果是，卫星的星下位置产生偏离。遥感图像几何校正原理5.1遥感图像几何校正几何校正是指从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程。换句话说，是确立图像上的像元坐标（图像坐标）目标地理坐标（地图坐标）的对应关系（坐标变换）。几何校正的种类5.1遥感图像几何校正几何校正包括粗校正和精校

7、正两种：粗校正一般由遥感数据接收站处理，也称为系统级的几何校正。它仅作系统误差改正，即利用卫星等所提供的轨道和姿态参数对原始数据进行校正。可以有效地改正传感器内部造成的畸变，但处理后的图像仍有较大的几何偏差。需要进一步进行校正，即几何精校正。几何校正的种类5.1遥感图像几何校正几何精校正在粗校正的基础上进行，可以由遥感数据部门完成，也可以由用户完成。方法是利用地面控制点，用某种数学模型来近似地描述遥感图像的几何畸变过程，并利用畸变的遥感图像与标准地图之间的一些对应同名点（控制点）求得这个畸变模型，然后利用该模型进行几何校正。这种方法不

8、考虑畸变原因，只考虑如何利用畸变模型来校正图像。几何校正的基本思路5.1遥感图像几何校正校正的最终目的是确定校正后的图像的行列数值，然后找到新图像上每一像元的亮度值。几何校正的一般过程5.1遥感图像几何校正遥感图像几何校