1、1第四章 遥感影像处理1、遥感数字图像处理基础2、遥感影像几何处理3、遥感影像辐射处理4、遥感影像增强处理2一、遥感数据及其表示形式二、遥感图像存储格式三、遥感图像分辨率四、遥感数字图像处理系统五、遥感图像质量及评价遥感数字图像处理基础内容提要 (Outline)3一、遥感数据及其表示形式 遥感数据 ：指的是安置在遥感平台上的传感器对地面物体 反射 或 发射 的电磁波能量进行探测所获取的地物特征信息 。图像数据非图像数据遥感数据光学图像：以胶片或其他光学成像载体的形式记录的地物电磁波。数字图像 ：以数字形式记录的地物电磁波。图像空间域频率域光学图像数字图像1 光学图像 光学图像 (连续图像 ,
2、 analog imagery) ：通过摄影方式获取，用感光胶片材料记录的光辐射密度图像 (硬拷贝 图像 )。 一个光学图像如像片可以看成是一个 二维的连续的光密度（或透过率）函数 ，用函数 f(x,y)来表示 。 f(x,y)是一个连续变化的函数。0f(x,y) 。 例如：底片、照片等。相片 航片光学图像特征 计算机出现之前广泛采用的图像； 感光 (记录地物反射 /辐射能量 ) 材料是胶片或相片； 图像亮度 (灰度 ) 在二维平面上连续变化。光学图像亦称 模拟图像 。2 数字图像 数字图像 ： 以 数字方式 在计算机中存储、运算、输出的图像。 数字图像结构：数字图像以 二维数组 (矩阵 )表
3、示。数组中每一个元素代表一个 像素 （或称像元），像素的坐标位置隐含，由这个元素在数组中的行列位置决定。像素 灰度值 表示传感器探测到像素对应地面面积上目标物的电磁辐射强度。 其他描述图像的数据 (如成像参数数据 )，又称 元数据 ，通常放置于头文件或参数文件中。255 254 255213 210 21178 189 198像元（像素）：地面信息离散化而形成的格网单元。对于不规则图像，仍以一个二维数组表示，没有目标的区域，用数字 0表示。Re mote Sensi ng Ra ster ( Matrix ) Data Fo rmatRe mote Sensi ng Ra ster ( Mat
4、rix ) Data Fo rmatRe mote Sensi ng Ra ster ( Matrix ) Data Fo rmatJe nsen, 2007Je nsen, 2007Je nsen, 2007多波段数字图像表达红波段绿波段蓝波段数字图像的彩色表示 RGB合成数字图像元数据 元数据 (Metadata)：是关于数据内容、质量、条件以信其他特征的数据， 能够为应用系统提供辅助信息，对于数据的后期处理以及数据共享尤为关键。 遥感图像元数据包括的内容 ： 图像文件名、传感器类型、量化等级、行列数、波段数、地理参考信息、像元尺寸、图像一元统计量（均值及标准差）等信息。遥感图像元数据数字
5、图像特征和获取方式数字图像的特征计算机出现之后广泛采用的一种图像表现形式；记录地物辐射能量的媒件是电子元件；图像亮度（灰度）在二维平面上不连续。数字图像获取方式(1) 数字成像，如数码像机， Landsat 7 的 ETM+等；(2) 用数字化仪将 光学图像转换成数字图像 。光学图像转换成数字图像1、坐标离散化 -网格大小确定 Row*Col2、函数值离散化 -量化等级确定 2N152 130 210 89 88145 137 180 190 230130 127 225 240 100110 125 198 210 180120 130 160 95 6818二、遥感图像存储结构遥感图像 =
6、 文件信息部分 +数据部分数据存储结构的三种形式Band Sequential Format (BSQ)Band Interleaved by Line (BIL)Band Interleaved by Pixel (PIP)1 BSQ BSQ (Band Sequential Format， BSQ) ：按遥感图像的波段次序来记录遥感数据的一种格式。它将图像同一波段的数据逐行存储下来，再以相同的方式存储下一波段的数据。 每个波段数据放在一个独立的数据块中 ，每个数据块都有各自开始和结束记录标记，各波段的数据块按顺序进行排列记录。 图像有几个波段就有几个数据块 。2 BIL BIL (Band
7、 Interleaved by Line， BIL)：逐行按波段次序记录。 首先记录第一波段的第一行像元值，接着记录第二波段的第一行像元值，以此顺序 ，直至所有波段的第一行像元值记录完毕后，按上述波段顺序接着记录第二行像元值，以此类推，直到所有行记录完毕。 BIL格式中只存在一个数据块 。3 BIP BIP ( Band Interleaved by Pixel， BIP ) ：逐 像元 按波段次序记录。首先记录第一波段的第一个像元值 (其坐标记为 1,1) ，接着记录第二波段的第一个像元值，以此顺序，直至所有波段的第一个像元值记录完毕后，按上述波段顺序接着记录第二个像元值 (其坐标记为 1,
8、2) ，以此类推，直到所有像元记录完毕。 BIP格式中只存在一个数据块 。22三、遥感图像分辨率如何理解遥感图像分辨率？空间分辨率光谱分辨率辐射分辨率时间分辨率1 空间分辨率 空间分辨率 ：是指图像上能够分辨的最小单元所对应的地面尺寸。 影响空间分辨率的因素 ：感光胶片分辨率、摄影镜头分辨率所构成的系统分辨率；摄影机焦距；扫描探测器的分辨率；探测器与控探测目标之间的距离（或航高）。回顾：摄影类传感器和扫描类传感器的空间分辨率？空间分辨率的表现形式空间分辨率的实际意义 图像的空间分辨率 越高 ，对地面目标的几何分辨率能力 越强 ；图像的空间分辨率 越低 ，对地面目标的几何分辨率 越弱 。 对于数
9、字图像而言，如图像的空间分辨率为 20m，则表示该图像在该分辨率显示时，每个像素所对应的地面尺寸为 20m。IKONOS图像像元信息与空间分辨率的关系 地物尺寸小于像元空间分辨率时，一像元由多个物体组成 (混合像元 )，像元值主要反映辐射 /反射能量最强的部分； 地物尺寸大于像元空间分辨率时，一个像元只表示一个物体的一部分 (纯像元 )，即一个物体由多个像元表示。TM影像， QuickBird影像？2 光谱分辨率 光谱分辨率 ：反映了传感器的光谱探测能力。它包括传感器探测的波谱宽度、波段数、各波段的波长范围和间隔。 若传感器所探测的波段数愈多，每个波段的波长范围愈小，波段间的间隔愈小，则它的光谱分辨率愈高。 传感器的光谱分辨率越高，它获取的图像就越能反映出地物的光谱特性，不同地物间的差别在图像上就能更好地体现出来 。 光谱分辨率与传感器特性有关：取决传感器对光谱成分的敏感度。回顾：高光谱遥感影像的光谱分辨率？光谱分辨率的内涵彩色图像黑白图像 Blue+Green+Red0.4 m 0.7 m0.4 m 0.5 m 0.6 mRedBlue Green0.7 m光谱分辨率的例子IKONOS图像
