《中国地质大学(武汉)_遥感_导论_ppt_第四章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国地质大学(武汉)_遥感_导论_ppt_第四章（80页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 遥感图像处理,第一节 光学原理与光学处理,一、颜色视觉 1、亮度对比和颜色对比 （1）亮度对比：对象相对于背景的的明亮程度。改变对比度，可以提高图象的视觉效果。 （2）颜色对比：在视场中，相邻区域的不同颜色的相互影响叫做颜色对比。两种颜色相互影响的结果，使每种颜色会向其影响色的补色变化。在两种颜色的边界，对比现象更为明显。因此，颜色的对比会产生不同的视觉效果。,2、颜色的性质： 所有颜色都是对某段波长有选择地反射而对其他波长吸收的结果。 颜色的性质由明度、色调、饱和度来描述。 （1）明度：是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。 物体反射率越高，明度就越高。 （2）色调：是色彩彼此相互区分的
2、特性。 （3）饱和度：是色彩纯洁的 程度，即光谱中波长段是否窄，频率是否单一的表示。,3、颜色立体 （1）颜色立体：中间垂直轴代表明度 ；中间水平面的圆周代表色调；圆周上的半径大小代表饱和度。 （2）孟赛尔颜色立体：中轴代表无色彩的明度等级；在颜色立体的水平剖面上是色调；颜色离开中央轴的水平距离代表饱和度的变化。,二、加色法与减色法,颜色相加原理,三原色：若三种颜色，其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生，这三种颜色按一定比例混合，可以形成各种色调的颜色，则称之为三原色。红、绿、蓝。 互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，这两种颜色就称为互补色。黄和蓝、红和青、绿和品红。 色度图：可以直
3、观地表现颜色相加的原理,更准确地表现颜色混合的规律.,3、颜色相减原理,减色过程:白色光线先后通过两块滤光片的过程. 颜色相减原理:当两块滤光片组合产生颜色混合时,入射光通过每一滤光片时都减掉一部分辐射，最后通过的光是经过多次减法的结果. 加色法与减色法的区别: 减法三原色:黄、品红、青,三、光学增强处理,图像的光学增强处理方法具有精度高， 反映目标地物更真实，图像目视效果等优点，是遥感图像处理的重要方法之一。 计算机图像处理的优点在于速度快、操作简单、效率高等优点，有逐步取代光学方法的趋势。,三、光学增强处理,彩色合成 加色法彩色合成 减色法彩色合成 光学增强处理 光学信息的处理 图像的相加
4、和相减 遥感黑白影象的假彩色编码,加色法彩色合成,合成仪法：是将不同波段的黑白透明片分别放入有红、绿、蓝滤光片的光学投影通道中精确配准和重叠，生成彩色影像的过程。 分层曝光法：指利用彩色胶片具有的三层乳剂，使每一层乳剂依次曝光的方法。,HOME,减色法彩色合成,染印法：是一种使用特别浮雕片、接受纸和冲显染印药制作彩色合成影像的方法。 印刷法：利用普通胶印设备，直接使用不同波段的遥感底片和黄、品红、青三种油墨，经分色、加网、制版，套印成彩色合成图像。 重氮法：利用重氮盐的化学反应处理彩色单波段影像透明片的方法。,HOME,光学增强处理,相关掩膜处理方法：把几何位置完全配准的原片，制成不同密度、不
5、同反差的正片或负片，通过它们的各种不同叠加方案改变原有影像的显示效果，达到信息增强目的的方法。 改变对比度：使用两张同波段同地区的负片（或正片）进行合成，一张反差适中，另一张反差较小，合成后反差一般加大，从而提高了对比度； 显示动态变化：不同时相同一地区的正负片影像叠合掩膜，当被叠合影像反差相同时，凡密度发生变化的部分就是动态变化的位置。 边缘突出：先将两张反差相同的正片和负片叠合，叠合配准后，再沿希望突出的线形特征的垂直方向错位。目的在于突出线形特征。,HOME,图像的相加和相减 （ 光栅滤波法）,两个图像所发出的光波在空间重叠并且同位相，则图像相加。 如果两列光波在空间重叠且反相，则图像相
6、减。,HOME,遥感黑白影象的假彩色编码,将黑白图像经过光栅进行依次编码处理，将振幅型编码图像转换成位相型编码图像。 将位相介质片放入非相干光信息处理系统的输入平面，经过白光照射，在输出平面上获得等密度的假彩色图像。 假彩色编码处理卫星图像可以使单波段影像彩色化，实现图像增强效果。,HOME,第二节 数字图像的校正,遥感数字图像处理：利用计算机对遥感图像及其资料进行的各种技术处理。 数字图像处理的优点 快捷、准确、客观地提取遥感信息 适应地理信息系统的发展,一、数字图像及其直方图,数字图像：遥感数据有光学图像和数据图像之分。数字图像是能被计算机存储、处理和使用的用数字表示的图像。 数字化：将连
7、续的图像变化，作等间距的抽样和量化。通常是以像元的亮度值表示。 数字量和模拟量的本质区别：连续变量，离散变量。 数字图像的表示：矩阵函数,象元是数字图像的基本单位。,数字图象,HOME,数字图像直方图：以每个像元为单位，表示图像中各亮度值或亮度值区间像元出现的频率的分布图。 直方图的作用：直观地了解图像的亮度值分布范围、峰值的位置、均值以及亮度值分布的离散程度。直方图的曲线可以反映图像的质量差异。 正态分布：反差适中，亮度分布均匀，层次丰富，图像质量高。 偏态分布：图像偏亮或偏暗，层次少，质量较差。,小结 图像直方图是描述图像质量的可视化图表。在图像处理中，可以通过调整图像直方图的形态，改善图
8、像显示的质量，以达到图像增强的目的。,直方图,The Image Histogram,In raw imagery, the useful data often populates only a small portion of the available range of digital values (commonly 8 bits or 256 levels). Contrast enhancement involves changing the original values so that more of the available range is used, thereby in
9、creasing the contrast between targets and their backgrounds. The key to understanding contrast enhancements is to understand the concept of an image histogram,A histogram is a graphical representation of the brightness values that comprise an image. The brightness values (i.e. 0-255) are displayed a
10、long the x-axis of the graph. The frequency of occurrence of each of these values in the image is shown on the y-axis.,HOME,二、辐射校正（Radiometric correction ）,辐射畸变： 地物目标的光谱反射率的差异在实际测量时，受到传感器本身、大气辐射等其他因素的影响而发生改变。这种改变称为辐射畸变。 影响辐射畸变的因素 传感器本身的影响：导致图像不均匀，产生条纹和噪音。 大气对辐射的影响,Striping was common in early Landsa
11、t MSS data due to variations and drift in the response over time of the six MSS detectors. The drift was different for each of the six detectors, causing the same brightness to be represented differently by each detector. The corrective process made a relative correction among the six sensors to bri
12、ng their apparent values in line with each other,Dropped lines occur when there are systems errors which result in missing or defective data along a scan line. Dropped lines are normally corrected by replacing the line with the pixel values in the line above or below, or with the average of the two.
13、,大气影响的定量分析 ：大气的主要影响是减少了图像的对比度，使原始信号和背景信号都增加了因子，图像质量下降。 大气影响的粗略校正：通过简单的方法去掉程辐射度（散射光直接进入传感器的那部分），从而改善图像质量。 直方图最小值去除法 回归分析法:校正的方法是将波段b中每个像元的亮度值减去a，来改善图像，去掉程辐射。,直方图最小值去除法,基本思路:每幅图像上都有辐射亮度或反射亮度应为0的地区，而事实上并不等于0,说明亮度最小值必定是这一地区大气影响的程辐射度增值。 校正方法:将每一波段中每个像元的亮度值都减去本波段的最小值。使图像亮度动态范围得到改善，对比度增强，从而提高了图像质量。,HOME,三、
14、几何校正,几何畸变：遥感图像的几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等变形。 几何畸变是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲等作用的结果。,Geometric Correction,All remote sensing imagery are inherently subject to geometric distortions. These distortions may be due to several factors, including: the perspective of the sensor optics; the motion of
15、the scanning system; the motion of the platform; the platform altitude, attitude, and velocity; the terrain relief; and, the curvature and rotation of the Earth. Geometric corrections are intended to compensate for these distortions so that the geometric representation of the imagery will be as clos
16、e as possible to the real world.,The geometric registration process involves identifying the image coordinates (i.e. row, column) of several clearly discernible points, called ground control points (or GCPs), in the distorted image (A - A1 to A4), and matching them to their true positions in ground coordinates (e.g. latitude, longitude). The true ground coordinates are typically measured from a map (B - B1 to B4), either in paper or digital format.,1、遥感影像变形的原因,遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯
