基于envi4.1 的遥感图像数字处理研究(2)

U

基于四.vi4.1的遥感图恤数字处理研究

第二章遥感图像数字处理基本理论遥感传感器记录地物电磁波的形式有两种=一种以胶片或其他光学成像载体的形

式，另一种以数字形式记录下来.与光学图像相比，数字图像的处理简洁、快速，并且可以完成一些光学处理无法完成的各种特殊处理.随着数字图像处理设备的成本越

来越低，数字图像处理变得很普遍.现在的星载传感器绝大部分直接以数字形式记录地物的光谱特性.而光学图像也

可以通过扫描的方式转换为数字图像。

第一节数字图像的表示形式及存储2.1.1图像表示形式从空间域来说，图像的表示形式主要有光学图像和数字图像两种形式，图像还可

以在频率域上进行表示.一、光学图像一个光学图像，如像片或透明正片、负片等，可以看成是一个二维的连续的光密

度函数.可以用函数R凡 y)来表示。它是一个连续的非负函数，用下式表示EO~x.y)<∞

(2-D

二、数字图像数字图像是一个二维的离散的光密度(或亮度〉函数。相对于光学图像，它在空间坐标 (x. y)和密度上都已离散化，空间坐标仅取离散值2X=Xo+咀 Ax

式中

m=O, 1, 2,…

y= yo+mAy (2-2) m-lõ .6. x, .6. y为离散化的坐标阅隔.同时1(:凡y)也

取离散化的值，其范围一般为 O~127或:O~255.

数字图像可以用一个工维矩阵表示，矩阵中每个元素称为像元.回14' 183 120 119 122 14'

184151 108 135由

201

'"156 119 117 113

170 114 115 131

164 163 110

123

"‘

1 5

"72

66

'"

133

"

140

图 2-1数字图像及其矩阵表示形式

2

基于四、ri4.1的遥感图像数字处理研究

三、光学图像与数字图像之间的转化光学图像变换成数字图像就是把一个连续的光密度函数转变成离散的光密度函数。图像函数R几 y)不仅在坐标上而且在幅度上都要离散化，其离散后的每个像元值用数字表示，整个过程叫作图像数字化。图像空间坐标的数字化称作采样，幅度的数字化称作灰度级量化。数字图像转化为光学图像一般有两种方式。一种是通过终

端设备如显示器、电子束或激光束成像仪显示出来，另一种是通过照相或打印的方式输出。

四、图像的频谱表示可以通过傅立叶变换将图像从空间域变换到频率域。这时图像是频率坐标 (VX '

Vy )的函数，用 F(vx ' vy)表示。同样可以用傅立叶逆变换将图像从频率域变换到空间域。 2.1.2数字图像的存储遥感图像的存储介质有磁带，磁盘，光盘等。其存储格式有多种。由Landsat

Technical Working Group

提出的LTWG格式(即世界标准格式〉得到了广泛的认可。

山阴格式有BSQ(B and squential)格式、 BIL

<B and Interleaved by Line)格式和BIP

(Band Interleaved by Point)格式。

BSQIW按波段记录数据文件，每一个文件记录一

个波段的数据。 BIL格式是一种按波段顺序交叉排列的遥感数据格式。按 BIP格式

存储的图像则依顺序存储第一个像元所有的波段，接着是第二个像元的所有波段，然后是第三个像元的所有波段，等等，交叉存取直到像元总数为止。这种格式为图像数据波谱 (z)的存取提供最佳性能。遥感图像还有很多存储格式，每种遥感图像处理软件有它自己的处理格式，比如在ENVI中，在进行图像读入时，它将其他的数据格式转化成ENVI的标准 .img格式。而要将处理后的结果在一般的图像处理软件(如photωhop)中显示出来，还必须将存储格式设定为 JPEG、τ肝、 BMP等格式。其图像格式的存储细节一般不需要了解。

第二节遥感图像的几何纠正遥感图像的几何变形主要是指原始图像上各种地物的几何位置、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产生的变形。由传感器以外的各种因素如传感器外方为元素的变化、传播介质不均匀、地球曲率、地形起伏及地球旋转等因素引起的变形误差称为外部误差。由传感器自身因素引起的误差为内部误差。外部误差对图像变形的影响较大。另外传感器的成像方式也会引起图像的变形，如全景投影和斜距投影。

3

基于四、ri4.1的遥感图像数字处理研究

2.2.1遥感图像粗加工处理遥感图像粗加工也称为粗纠正，它仅做系统误差改正。当己知图像的构像方程时，

就可以把与传感器有关的校正数据，如传感器的外方位元素等代入构像公式对原始图像进行儿何校正。 2.2.2遥感图像的精纠正处理遥感图像的精纠正是指消除图像中的几何变形，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像的过程。它包括两个环节 z一是像素的坐标变换，二是对变换后的像素亮度值进行重采样。目前的纠正方法有多项式法，共线方程法和随机场内插法。多项式纠正回避成像的空间几何过程，直接对图像变形本身进行数学模

拟。本方法对各种传感器图像的纠正都是适用的。利用地面控制点的图像坐标和其同名点的地面坐标通过平差原理计算多项式的系数，然后利用该多项式进行几何纠正。

2.2.3图像间的自动配准和数字镶嵌

一、图像间的自动配准在许多遥感图像处理中，要对用不同传感器在不同时间、不同地点获取的不同分辨率的多源遥感图像进行比较和分析，如进行图像融合数据、变换检测、统计模式识别、三维重构和地图修正等，都要求多源图像间在几何上是相互配准的。图像配准的实质就是前述的几何纠正。图像间配准一般有两种形式: (1)图像间的配准，即以多源图像中的一幅图像(通常为进行过几何纠正的图像)为参考图像，其他图像与之配准，其坐标系是任意的。(2)绝对配准，即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

实现坐标系的统一。图像配准通常使用多项式法。多源图像间同名点的确定是图像配准的关键。同名点可通过目视判读方式或图像自动配准方式获取。

二、图像的数字镶嵌图像的镶嵌是指将不同图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域的图像的过程。通过镶嵌处理，可以获得更大范围内的感兴趣区域的图像。数字图像镶嵌的关键是:第一，在几何上将多幅图像连接在一起:第二，保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显的接缝。

4

基于四、ri4.1的遥感图像数字处理研究

第三节遥感图像辐射处理2.3.1遥感图像的辐射校正

一、辐射定标由于遥感图像成像过程的复杂性，传感器接收到的电磁波能量与目标本身辐射的能量是不一致的。引起辐射误差的原因有太阳位置和角度条件、大气条件、地形影响和传感器本身的性能等所引起的各种失真。相应的辐射处理包括辐射定标和辐射误差校正。辐射定标包括绝对定标和相对定标。绝对定标对目标作定量描述，耍得到目标的辐射绝对值;相对定标只得出目标中某一点辐射亮度与其他点的相对值。相对定标又称为传感器探测单元归一化，是为了校正传感器中各个探测元件响应度差异而对卫星传感器测量到的原始亮度值进行归一化的一种处理过程。二、辐射校正 1.传感器的辐射校正传感器的辐射校正有简化理论方法、基于数字图像本身的方法和借助己知地物光

谱反射率的经验方法。简化理论方法对可见光和近红外主要求反射率;而对热红外波段主要求地面的辐射亮度后，以普朗克公式求出地物温度。利用图像本身求反射率从图像数据本身出发，

很少用到其他辅助数据，基本属于归一化范畴。2.太阳高度角和地形影响引起的辐射差改正

…… 此处隐藏：2955字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……