《遙感圖像輻射處理》PPT課件

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1、第六章遙感圖像輻射處理第一節(jié)遙感圖像的輻射校正由于遙感圖像成像過程的復(fù)雜性，傳感器接收到的電磁波能量與目標(biāo)本身輻射的能量是不一致的。傳感器輸出的能量包含了由于太陽位置和角度條件、大氣條件、地形影響和傳感器本身的性能等所引起的各種失真，這些失真不是地面目標(biāo)本身的輻射，因此對圖像的使用和理解造成影響，必須加以校正或消除。輻射定標(biāo)：是指傳感器探測值的標(biāo)定過程方法，用以確定傳感器入口處的準(zhǔn)確輻射值。輻射校正：是指消除或改正遙感圖像成像過程中附加在傳感器輸出的輻射能量中的各種噪聲的過程。1.1輻射誤差的來源傳感器本身性能引起的輻射誤差地形影響和光照條件的變化引起的輻射誤差大氣的散射和吸收引起

2、的輻射誤差相應(yīng)的輻射處理包括傳感器輻射定標(biāo)和輻射誤差校正1.2傳感器輻射定標(biāo)輻射定標(biāo)分為絕對定標(biāo)和相對定標(biāo)絕對定標(biāo)是對目標(biāo)做定量的描述，得到目標(biāo)輻射的絕對值相對定標(biāo)只是得出某一點(diǎn)的輻射亮度與其它點(diǎn)的相對值絕對定標(biāo)是要建立傳感器測量的數(shù)字信號(hào)與對應(yīng)的輻射能量之間的數(shù)量關(guān)系，即定標(biāo)系數(shù)。相對定標(biāo)又稱為傳感器探測元件歸一化，是為了校正傳感器中各個(gè)探測元件響應(yīng)差異而對衛(wèi)星傳感器測量到的原始亮度值進(jìn)行歸一化處理由于傳感器各個(gè)探測元件之間存在差異，會(huì)使得傳感器獲得的數(shù)據(jù)出現(xiàn)一些條帶，相對輻射定標(biāo)的目的就是降低或消除這些影響1.3影像的輻射校正影像的輻射校正有以下幾種方法：（1）簡化理論計(jì)算方法

3、（2）基于數(shù)據(jù)本身的方法（3）借助已知地物光譜反射率的經(jīng)驗(yàn)方法1.4太陽高度角和地形影響引起的輻射誤差校正太陽高度角引起的輻射畸變校正是將太陽光線傾斜照射時(shí)獲取的圖像校正為太陽光垂直照射時(shí)獲取的圖像，因此在做輻射校正時(shí)，需要知道成像時(shí)刻的太陽角度角。由于太陽高度角的影響，在圖像上會(huì)產(chǎn)生陰影現(xiàn)象，陰影會(huì)覆蓋陰坡地物，對圖像的定量分析和自動(dòng)識(shí)別產(chǎn)生影響。一般情況下陰影是難以消除的，但對多光譜圖像可以用兩個(gè)波段圖像的比值產(chǎn)生一個(gè)新圖像以消除地形的影響。1.5大氣校正大氣的影響是指大氣對陽光和來自目標(biāo)的輻射產(chǎn)生吸收和散射。消除大氣影響的校正過程稱為大氣校正。1基于地面場地?cái)?shù)據(jù)或輔助數(shù)據(jù)進(jìn)行

4、輻射校正2利用波段的特性進(jìn)行的大氣校正1.6地面輻射校正場1建立地面輻射校正場符合遙感數(shù)據(jù)定量化的需要。2建立地面輻射校正場可以彌補(bǔ)星上定標(biāo)的不足3滿足多種傳感器和多時(shí)相遙感資料的應(yīng)用需要第二節(jié)遙感圖像增強(qiáng)在獲取圖像的過程中，由于多種因素的影響，導(dǎo)致圖像質(zhì)量多少會(huì)有所退化。圖像增強(qiáng)的目的在于：(1)采用一系列技術(shù)改善圖像的視覺效果，提高圖像的清晰度；(2)將圖像轉(zhuǎn)換成一種更適合于人或機(jī)器進(jìn)行分析處理的形式。通過處理設(shè)法有選擇地突出便于人或機(jī)器分析某些感興趣的信息，抑制一些無用的信息，以提高圖像的使用價(jià)值。增強(qiáng)的方法往往具有針對性，增強(qiáng)的結(jié)果只是靠人的主觀感覺加以評(píng)價(jià)。因此，圖像增強(qiáng)

5、方法只能有選擇地使用。圖像增強(qiáng)方法從增強(qiáng)的作用域出發(fā)，可分為空間域增強(qiáng)和頻率域增強(qiáng)兩種?？臻g域增強(qiáng)是直接對圖像像素灰度進(jìn)行操作；頻率域增強(qiáng)是對圖像經(jīng)傅立葉變換后的頻譜成分進(jìn)行操作，然后經(jīng)傅立葉逆變換獲得所需結(jié)果。1圖像的灰度直方圖灰度直方圖（Histogram）：是圖像灰度級(jí)的函數(shù)，它表示圖像中具有每種灰度級(jí)的像素的個(gè)數(shù)，反映圖像中每種灰度出現(xiàn)的頻率。（3）圖像各子區(qū)的直方圖之和就等于該圖像全圖的直方圖。（1）只含圖像各灰度值像素出現(xiàn)的概率，而無位置信息。（2）圖像與直方圖之間是多對一的映射關(guān)系。直方圖的性質(zhì)2圖像反差的調(diào)整2.1線性變換簡單線性變換是按比例拉伸原始圖像灰度等級(jí)范圍

6、，一般為了充分利用顯示設(shè)備的顯示范圍，使輸出直方圖的兩端達(dá)到飽和。由于遙感圖像的復(fù)雜性，線性變換往往難以滿足要求，因此在實(shí)際應(yīng)用中更多地采用分段線性變換，可以拉伸感興趣目標(biāo)與其他目標(biāo)之間的反差。2.2直方圖均衡直方圖均衡是將隨機(jī)分布的圖像直方圖修改成均勻分布的直方圖。其實(shí)質(zhì)是對圖像進(jìn)行非線性拉伸，重新分配圖像像元值，使一定灰度范圍內(nèi)的像元的數(shù)量大致相等。直方圖均衡后每個(gè)灰度級(jí)的像元數(shù)，理論上應(yīng)相等，實(shí)際上為近似相等，直接從圖像上看，直方圖均衡效果是：1各灰度級(jí)所占圖像的面積近似相等，因?yàn)槟承┗叶燃?jí)出現(xiàn)高的像素不可能被分割。2原圖像上頻率小的灰度級(jí)被合并，頻率高的灰度級(jí)被保留，因此

7、可以增強(qiáng)圖像上大面積地物與周圍地物的反差。3如果輸出數(shù)據(jù)分段級(jí)較少，則會(huì)產(chǎn)生一些大類地物的近似輪廓。（a）經(jīng)直方圖均衡化后的Lena圖像；（b）均衡化后的Lena圖像的直方圖2.3直方圖匹配直方圖匹配是對圖像查找表進(jìn)行數(shù)學(xué)變換，使一幅圖像的直方圖與另一幅圖像類似。直方圖匹配經(jīng)常作為相鄰圖像拼接或應(yīng)用多時(shí)相遙感圖像進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化研究的預(yù)處理工作，通過直方圖匹配可以部分消除由于太陽高度角或大氣影響造成的相鄰圖像的效果差異，特別是對于圖像的鑲嵌和變化檢測直方圖匹配：是指將一幅