遥感原理与图像处理精品文稿.ppt
遥感原理与图像处理第1页，本讲稿共14页第一章第一章概述概述 1 1、遥感定义、遥感定义 遥感遥感（Remote SensingRemote Sensing）是非接触远程获取面状图像信息的技术是非接触远程获取面状图像信息的技术手段。手段。这这里里强强调调非非接接触触，意意为为需需要要利利用用电电磁磁波波（光光）作作为为信信息息获获 取取手段，以区别与其它测试手段；手段，以区别与其它测试手段；远程远程 以区别显微镜、以区别显微镜、X X光机、光机、CTCT扫描机；扫描机；面状图象信息面状图象信息 以区别遥测；以区别遥测；遥感的特点：遥感的特点：大面积大面积 快速快速 分波段成象分波段成象 高精度数字成象高精度数字成象 (见图见图)第2页，本讲稿共14页IRS+TM IRS+TM 影像（影像（彩色）彩色）大兴农田大兴农田第3页，本讲稿共14页1米几何分辨率（IKONOS)影像显示（彩色）第4页，本讲稿共14页遥感发展历史遥感发展历史 遥遥感感名名词词起起用用于于20世世纪纪60年年代代，人人造造地地球球卫卫星星上上天天以以后后，又又可可追追溯溯到到20世纪世纪30年代年代，航摄。航摄。2 2、遥感原理、遥感原理 光（电磁波）反射、辐射原理光（电磁波）反射、辐射原理 注意反射、辐射的区别：注意反射、辐射的区别：反射是物体本体对外来光的作用；反射是物体本体对外来光的作用；辐射是物体自身发射电磁波的特性。辐射是物体自身发射电磁波的特性。光电、光化学原理光电、光化学原理 光转换为电信号光转换为电信号 光电管光电管 光化学：光敏乳剂光化学：光敏乳剂 色度学色度学第5页，本讲稿共14页 投影原理投影原理 中心投影中心投影斜距投影斜距投影几何光学几何光学运动学原理运动学原理 地地球球、卫卫星星或或飞飞机机存存在在着着复复杂杂的的相相对对运运动动，即即成成像像装装置置、被被摄摄象象物物体体都都在在作作复复杂运动。杂运动。图像处理原理图像处理原理 综综合合以以上上原原理理、效效应应，运运用用光光学学机机械械仪仪器器与与计计算算机机技技术术，处处理理模模拟拟影影像像 （Analog Analog ImageImage）与与数数字字影影像像（Digital Digital ImageImage），还还有有其其它它一一些些技技术术，包包括括遥遥感平台感平台 发射飞行控制技术、无线电通讯技术发射飞行控制技术、无线电通讯技术 。第6页，本讲稿共14页由以上遥感技术依赖的理化原理可看出：由以上遥感技术依赖的理化原理可看出：遥感集成了当代多门类高新技术和基础数理知识；遥感集成了当代多门类高新技术和基础数理知识；遥感发展受制于这些技术和基础科学的发展。遥感发展受制于这些技术和基础科学的发展。3 3、遥感组成部分、遥感组成部分 传感器传感器 （Sensor Sensor）遥感平台遥感平台 （Platform of RS Platform of RS）地面控制系统地面控制系统 图像处理、解译系统图像处理、解译系统 作作为为应应用用人人员员，我我们们强强调调的的是是图图像像处处理理与与解解译译。应应强强调调，图图像像处处理理、解解译译离不开离不开 地面调查与专业知识地面调查与专业知识。第7页，本讲稿共14页 4 4、遥感图像获取模型、遥感图像获取模型 太阳光（太阳光（SolarLight）或人造雷达电磁波）或人造雷达电磁波 大气吸收、透射（折射）、散射大气吸收、透射（折射）、散射大气自身辐射大气自身辐射到达地面与地物作用，包括反射（散射）、吸收到达地面与地物作用，包括反射（散射）、吸收地物辐射地物辐射大气吸收、透射（折射）、散射大气吸收、透射（折射）、散射 大气自身辐射大气自身辐射 传感器传感器 传感器噪声传感器噪声图像（数字或光学）图像（数字或光学）地面站接收地面站接收第8页，本讲稿共14页关于遥感工作模式的讨论存在遥感影像噪声大气扰动（折射率不稳定）是影像变形的原因之一地物反射率的大小是决定对应像元的灰度的主要因素遥感光源及传感器与目标地物的距离对影响质量影响很大人的肉眼视觉与遥感工作模式是一样的第9页，本讲稿共14页基本概念：基本概念：程辐射程辐射（Pathradiance）:遥感传感器中接收到的入射光中，除了在遥感传感器中接收到的入射光中，除了在视场内地表反射光和地面热辐射外，大气的散射与自身辐射的光也进入视场内地表反射光和地面热辐射外，大气的散射与自身辐射的光也进入传感器，这部分的光能量称作程辐射。程辐射是背景噪声的主要来源。传感器，这部分的光能量称作程辐射。程辐射是背景噪声的主要来源。天天空空光光（Skylight）:大大气气散散射射太太阳阳光光后后，由由全全天天空空射射来来的的散散射射辐辐射射到到达达地面的光为天空光。地面的光为天空光。太阳高度角太阳高度角天空光天空光太阳高度角为太阳光入射角的余角太阳高度角为太阳光入射角的余角（见右图）（见右图）角为太阳光高度角角为太阳光高度角角为太阳光入射角角为太阳光入射角太阳光太阳光地面法线地面法线第10页，本讲稿共14页噪声与信息数据噪声与信息数据 信息讯号常常淹没在噪声之中信息讯号常常淹没在噪声之中信息掩盖与信息挖掘信息掩盖与信息挖掘 遥感图像中有一类为显性信息，如几何位置、几何形状、亮遥感图像中有一类为显性信息，如几何位置、几何形状、亮 度、光洁度等；度、光洁度等；又有一类为隐性信息，如湿度、温度、生物量、化学物质含量。又有一类为隐性信息，如湿度、温度、生物量、化学物质含量。所所谓谓信信息息挖挖掘掘就就是是透透过过显显性性信信息息数数据据，根根据据物物理理原原理理 成成像像机机理理将将隐隐性性信息挖掘发现出来。信息挖掘发现出来。5 5、遥感技术成像中的数据矛盾、遥感技术成像中的数据矛盾第11页，本讲稿共14页几何变形与几何分辨几何变形与几何分辨 几何变形原因：几何变形原因：大气折射不稳定大气折射不稳定 混合象元（与几何分辨率有关）混合象元（与几何分辨率有关）成象机制原因，包括地球曲面影响成象机制原因，包括地球曲面影响 遥感图像处理的一个任务就是从这些几何变形中将几何数据提取出来，遥感图像处理的一个任务就是从这些几何变形中将几何数据提取出来，且保证一定的精度且保证一定的精度。有限的遥感图像数据与无限的信息需求有限的遥感图像数据与无限的信息需求 遥感图像不是唯一的地学信息源，遥感数据要与地学其它信息数据相结合遥感图像不是唯一的地学信息源，遥感数据要与地学其它信息数据相结合 。6、遥感分类、遥感分类按机理划分按机理划分 遥感可分为被动遥感与主动遥感遥感可分为被动遥感与主动遥感第12页，本讲稿共14页 按应用划分可分为：地质遥感、农业遥感、军用遥感、气象遥感、海洋按应用划分可分为：地质遥感、农业遥感、军用遥感、气象遥感、海洋遥感、资源遥感等。遥感、资源遥感等。按遥感平台划分可分为按遥感平台划分可分为:航空遥感航空遥感 包括低空航模遥感包括低空航模遥感 （500 500米米 ）中高度航空遥感中高度航空遥感 （500 500 3,000 3,000米米 ）高空航空遥感高空航空遥感 （3,000 3,000 10,000 10,000米米 ）航天飞机遥感航天飞机遥感 包括航天飞机、回收式卫星，如我国尖兵包括航天飞机、回收式卫星，如我国尖兵1 1号。号。卫星遥感卫星遥感 地面遥感（雷达地面遥感车）地面遥感（雷达地面遥感车）还可以按分辨率划为高、中、低分辨率遥感还可以按分辨率划为高、中、低分辨率遥感 按光（电磁波）波段划分可分为：按光（电磁波）波段划分可分为：（紫外）、可见光、红外、微波（紫外）、可见光、红外、微波第13页，本讲稿共14页7 7、遥感应用（农业资源环境领域）、遥感应用（农业资源环境领域）农业估产农业估产 农业灾情农业灾情 水、火、旱、雪、虫等灾情水、火、旱、雪、虫等灾情 地热资源、林业资源、草场等资源监测管理地热资源、林业资源、草场等资源监测管理 城镇建设规划城镇建设规划 土地利用动态监测、土地利用规划土地利用动态监测、土地利用规划 海洋渔业海洋渔业 天气预报天气预报 环境污染环境污染 精确农业精确农业第14页，本讲稿共14页
