最新第5章-遥感数字图像处理-图像校正..ppt课件.ppt

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1、第5章-遥感数字图像处理-图像校正..本次课内容5.4传感器端的辐射校正5.5大气校正5.6地面辐射校正5.4传感器端的辐射校正传感器端的辐射校正对于卫星遥感图像来说，又称为大气顶面辐射校正或大气上界辐射校正.（2）红外波段的辐射校正传感器入瞳处接受的总辐射由3部分组成：①通过大气向上传输的直接地面辐射；②由大气自身向上传输的辐射；③大气向下辐射到达地面再经地面反射后通过大气向上传输的辐射。如选择清洁水面为目标，那么按线性模型处理为式中，为红外波段的校正系数，C为图像灰度级。（3）图像的灰度级和辐亮度图像上的像素值为灰度级实际

2、的电磁波辐射强度为辐亮度在图像数字化时，电磁波的辐亮度被量化为灰度级。而在实际应用中，因为灰度级没有实际的物理意义，不同日期图像对比和遥感定量反演时，需要将灰度级转化为辐亮度。辐射定标在卫星飞越试验场地上空时同时,在若干选好的像素内测定探测器对应波段内的地物反射率ρt，同时测出气象要素和大气光学特性.再根据卫星过顶时太阳几何位置,仪器视场角,探测器光谱响应函数等通过大气辐射传输模式正演出到达传感器入瞳处各光谱通道的幅亮度Lt.绝对辐射校正就是建立遥感器测量数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系。对于一种遥感器来说，绝对辐射校正

3、就是确定一个灰度值（DN）对应多少辐射度值（L），或者确定一个辐射值L对应多少灰度值（DN），其数学表达式为DN＝a.L或L＝b.DN不同的传感器有不同的校验参数，通常通过线性方程将传感器的最小和最大的辐亮度与图像的灰度级联系起来，进行转换。波段不同，传感器可以探测的最小和最大的辐亮度值不同。对于8位量化（量化级数）为256的图像，基本的转换方程如下所示：L为图像的辐亮度；Lmin和Lmax分别为最小和最大灰度级对应的辐亮度；DN为图像中像素的灰度级。Gain，增益Bias，偏置对于8位量化图像，图像幅亮度Lt=（Lmax-L

4、min)/255XDN+LminLt为图像的辐亮度；Lmin为最小灰度级对应的辐亮度；Lmin为最大灰度级对应的辐亮度；DN为像素对应的灰度级。传感器的辐亮度参数可以在图像的元数据文件中找到。Landsat5的TM图像辐射校正幅亮度L=Gain*DN+BiasGain为增益，增益=（Lmax-Lmin)/255，Lmax和Lmin分别为最大和最小光谱辐射值，Bias为偏置，偏置=Lmin。随着时间变换，传感器的校正参数误差也会发生变化。5.5大气校正消除由大气散射引起的辐射误差的处理称为大气校正。在前期的大气校正中主要指对天空

5、散射光的校正（程辐射校正）。遥感图像中，卫星遥感图像需要进行大气校正；航空摄影获取的图像，根据飞行高度的情况可以不进行大气校正。大气校正的3种方法统计学方法：将野外实测的大气影响的测量值与传感器同步观测结果回归分析辐射传递方程：测量大气参数，按理论公式求得大气干扰辐射量；波段对比法：在特殊条件下，利用某些不受大气影响或影响很小的波段校正其他波段。一般采用波段对比法5.5.1统计学方法通过将野外实地波谱测试获得的无大气影响的辐射值与卫星传感器同步观测对应象元亮度值进行回归分析计算确定辐射误差校正量。5.5.2辐射传递方程算法测量

6、大气参数，按理论公式求得大气干扰辐射量。为大气的衰减系数；E0为地面目标的辐射能量；H为传感器的高度（高度为H的大气）；E为传感器测到的电磁波能量。在可见光和近红外区，大气的影响主要是由气溶胶引起的散射造成的；在热红外区，大气的影响主要是由水蒸气的吸收造成的。需要测定可见光和近红外区气溶胶的密度、热红外区水蒸气浓度参数。常用大气模型商业模型：ACTOR（Erdas和Geomatica）、Flaash（ENVI）公共模型：6S模型6S模型是目前世界上发展比较完善的大气辐射校正模型之一。由5S模型改进而来，适合于可见光-近红外的多

7、角度数据。该模型考虑了地表非朗伯体情况，解决了BRDF与大气相互耦合的问题，通过使用较为精确的近似方程以及“SOS”算法，提高了瑞利散射和米氏散射的计算精度，显著简化了计算，同时模型支持的光谱分辨率达到2.5nm。利用辐射传递方程同城只能得到近似解，改进的方法是在获取图像的同时，利用搭载在同一平台的其他传感器获取气溶胶密度和水蒸气密度数据，然后利用这些数据进行校正。5.5.3波段对比法在特殊条件下，利用某些不受大气影响或影响很小的波段来校正其他波段。理论依据：大气散射影响对波长的选择性。波长越长的波段受大气散射影响越小。大气散

8、射辐射度主要来自米氏散射（尘埃、小水滴及气溶胶等影响），其散射强度随波长的增大而减小，到红外波段也有可能接近于零。以Landsat卫星为例，其TM2，3，4都会受到大气散射的影响，而TM5，7几乎不受大气散射的影像，能够较为正确地反映地物波谱的实际情况。因而可以使用同步获得的