最新图像几何校正与辐射校正PPT课件.ppt

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1、2本章主要内容 数字图像基础 图像辐射校正 几何校正原理与方法 图像增强处理91、传感器本身引起的畸变、传感器本身引起的畸变传感器本身引起的几何畸变与遥感器的结构、特性和传感器本身引起的几何畸变与遥感器的结构、特性和工作方式不同而异。这些因素主要包括：工作方式不同而异。这些因素主要包括：1）透镜的辐射方向畸变像差；透镜的辐射方向畸变像差；2）透镜的切线方向畸变像差；透镜的切线方向畸变像差；3）透镜的焦距误差；透镜的焦距误差；4）透镜的光轴与投影面不正交；透镜的光轴与投影面不正交；5）图像的投影面非平面；图像的投影面非平面；6）探测元件排列不整齐；探测元件排列不整齐；7）采样速率的变化；采样速率

2、的变化；8）采样时刻的偏差采样时刻的偏差;9)扫描镜的扫描速度变化扫描镜的扫描速度变化。二、几何变形的类型二、几何变形的类型10MSS 举例举例:例如扫描形式成像的MSS，产生的几何畸变主要是由于扫描镜的非线性振动和其它一些偶然因素引起的。在地面上影响可达395米。 全景畸变：11全景畸变全景畸变的图形变化情况的图形变化情况 122、外部因素引起的畸变外部因素引起的畸变 遥感平台位置和运动状态变化的影响地形起伏的影响地球表面曲率的影响大气折射的影响地球自转的影响二、几何变形的类型二、几何变形的类型131）遥感平台位置和运动状态变化的影响n航高：当平台运动过程中受到力学因素影响标，或者说卫星运行

3、的轨道本身就是椭圆的。航高始终发生变化，而传感器的扫描视场角不变，从而导致图像扫描行对应的地面长度地面长度发生变化。航高越向高处偏离，图像对应的地面越宽。2、外部因素引起的畸变14航速：卫星的椭圆轨道本身就导致了卫星飞行速度的不均匀，其他因素也可导致遥感平台航速的变化。航速快时，扫描带超前，航速慢时，扫描带滞后，由此可导致图像在卫星前进方向上(图像上下方向)的位置错动。俯仰：遥感平台的俯仰变化能引起图像上下方向的变化，即星下点俯时后移，仰时前移，发生行间位置错动.15翻滚：遥感平台姿态翻滚是指以前进方向为轴旋转了一个角度。可导致星下点在扫描线方向偏移，使整个图像的行向翻滚角引起偏离的方向错动。

4、偏航：指遥感平台在前进过程中，相对于原前进航向偏转了一个小角度，从而引起扫描行方向的变化，导致图像的倾斜畸变162 2）地形起伏的影响）地形起伏的影响n当地形存在起伏时，会产生局部像点的位移,使原本应是地面点的信号被同一位置上某高点的信号代替。由于高差的原因，实际像点P距像幅中心的距离相对于理想像点P0 。距像幅中心的距离移动了r高差引起的像点位移高差引起的像点位移2、外部因素引起的畸变173）地球表面曲率的影响）地球表面曲率的影响n 地球是球体，严格地球是球体，严格说是椭球体，因此说是椭球体，因此地球表面是曲面。地球表面是曲面。这一曲面的影响主这一曲面的影响主要表现在两个方面，要表现在两个方

5、面，一是像点位置的移一是像点位置的移动，二是像元对应动，二是像元对应于地面宽度的不等。于地面宽度的不等。2、外部因素引起的畸变184）大气折射的影响）大气折射的影响n 大气对辐射的传播产生折射。由于大气的密度分布从下向上越来越小，折射率不断变化因此折射后的辐射传播不再是直线而是条曲线从而导致传感器接收的像点发生位移r.n大气折射影响大气折射影响2、外部因素引起的畸变195）地球自转的影响）地球自转的影响n 卫星前进过程中，传感器对地面扫描获得图像时，地球自转卫星前进过程中，传感器对地面扫描获得图像时，地球自转影响较大，会产生影像偏离。因为卫星自北向南运动，这时地影响较大，会产生影像偏离。因为卫

6、星自北向南运动，这时地球自西向东自转。相对运动的结果，使卫星的星下位置逐渐产球自西向东自转。相对运动的结果，使卫星的星下位置逐渐产生偏离。偏离方向如下图所示，所以卫星图像经过校正后成为生偏离。偏离方向如下图所示，所以卫星图像经过校正后成为图图c c的形态。的形态。 地球自转引起偏离2、外部因素引起的畸变20遥感图像再处理过程中产生的误差，主遥感图像再处理过程中产生的误差，主要是由于处理设备产生的噪声引起的。要是由于处理设备产生的噪声引起的。 传输、复制传输、复制 光学光学 数字数字3、处理过程中引起的畸变21n遥感图像的几何校正按照处理方式分为光学纠正和数字纠正。n遥感图像的几何纠正就是将含有

7、畸变的图像纳入到某种地图投影。对地面覆盖范围不大的单幅图像，一般以正射投影方式使其改正到地球切平面上。n光学纠正主要用于早期的遥感图像的处理中，现在的应用已经不多。除了对框幅式的航空照片（中心投影）可以进行比较严密的纠正以外，对于大多数动态获得的遥感影像只能进行近似的纠正。n主要介绍数字图像的几何精纠正。三三遥感图像的几何校正方法遥感图像的几何校正方法1、基本概念22两个基本环节： 像元坐标变换像元坐标变换和像元灰度值重采样像元灰度值重采样 准准备备 工工作作 输输入入原原始始图图象象 建建立立纠纠正正函函数数 确确定定输输出出图图象象的的范范围围 逐逐个个像像元元进进行行几几何何变变化化 灰

8、灰度度的的重重采采样样 输输出出纠纠正正后后的的图图象象 效效果果 评评价价 校正思路校正思路(技术流程技术流程):23n校正前的图像，由于某种几何畸校正前的图像，由于某种几何畸变，图像中变，图像中像元点间所对应的地像元点间所对应的地面距离并不相等面距离并不相等。n校正后的图像是由校正后的图像是由等间距的网格等间距的网格点点组成的，且以地面为标准，符组成的，且以地面为标准，符合某种投影的均匀分布，图像中合某种投影的均匀分布，图像中格网的交点可以看作是像元的中格网的交点可以看作是像元的中心；心； 校正的最终目的是确定校正后图像的行列数值，然后找到新图像中每一像元的亮度值。两个基本环节：像元坐标变

9、换和像元灰度值重采样24(1) (1) 确定输入图像和输出图像的坐标变换关系确定输入图像和输出图像的坐标变换关系 (2)(2)确定新的图像的边界确定新的图像的边界(3) (3) 确定新图像的分辨率确定新图像的分辨率(4) (4) 灰度的重采样灰度的重采样2、校正过程25 数字图象几何纠正：通过计算机对离散结构的数字图像中的每一个像元逐个进行纠正处理的方法。这种方法能够精确地改正动态扫描图像所具备的各种误差。 基本原理：利用图像坐标和地面坐标（另一图像坐标、地图坐标等）之间的数学关系，即输入图像和输出图像间的坐标转换关系实现几何校正。 (1) 确定输入图像和输出图像的坐标变换关系坐标变换关系2、

10、校正过程26几何校正包括两个方面的内容几何校正包括两个方面的内容图像空间像元坐标的变换图像空间像元坐标的变换变换后的标准图像空间的各像元灰度值的计算。变换后的标准图像空间的各像元灰度值的计算。27直接纠正方法直接纠正方法:从原始图像阵列出发，按行列的顺序依次对每个原始图像像元点位用变换函数 F（x,y）（正解变换公式）求得它在新图像中的位置，并将该像元灰度值移置到新图像的对应位置上。间接纠正法间接纠正法: :从空白的新图像阵列出发，按行列的顺序依次对新图像中每个像元点位用变换函数f (X,Y) （反解变换公式） 求其在原始图像中的位置，然后把算得的原始图像点位上的灰度值赋予空白新图像相应的像元

11、。纠正方法纠正方法:28图中（xp ,yp）（XP,YP）分别是任意一个像元在原始图像和纠正后图像中的坐标。),(ppXpyxFX),(ppYpyxFY直接法(正解):间接法(反解):),(PPypYXfy ),(PPxpYXfx 292.3.5 遥感数字图像的多项式纠正遥感数字图像的多项式纠正 n多项式纠正的基本思想：图像的变性规律可以看作是多项式纠正的基本思想：图像的变性规律可以看作是平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲等形变的合成。平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲等形变的合成。一般的公式为：一般的公式为：.54321022),(iiiiiiiixiYcXcYXcYcXccYXfx.543

12、21022),(iiiiiiiiyiYdXdYXdYdXddYXfy.54321022),(iiiiiiiixiycxcyxcycxccyxFX.54321022),(iiiiiiiiyiydxdyxdydxddyxFY2) 直接法直接法 1) 间接法间接法 利用有限的控制点的已知坐标，解求多项式的系数，确定变换利用有限的控制点的已知坐标，解求多项式的系数，确定变换函数。然后将各个像元带入多项式进行计算，得到纠正后的坐标。函数。然后将各个像元带入多项式进行计算，得到纠正后的坐标。30实际计算时常采用二元二次多项式：实际计算时常采用二元二次多项式：202220110110002022201101

13、1000vbubuvbvbubbyvauauvavauaax 在这个方程组中有12个系数，需列12个方程才能解出，因此需要6个已知的对应点，即这6个点的（u，v)与（x，y）均已知，这些已知坐标的对应点称为控制点（GCP） 6个点只是解算方程组的理论最低数，实际工作中为提高校正精度需大量增加控制点数，这时就有了多余条件，可采用最小二乘法求解。3、遥感数字图像的多项式纠正31控制点的选取1）数目确定控制点数目的最低限是按未知系数的多少来确定的。求二次多项式有12个系数，需要12个方程(6个控制点)。依次类推，三次多项式至少需要10个控制点，n次多项式，控制点的最少数目为(n+1)(n+2)2。实

14、际工作中，在条件允许的情况下，控制点数的选取都要大于最低数很多。3、遥感数字图像的多项式纠正321) 1) 表征空间位置的可靠性，道路交叉点，标志物，表征空间位置的可靠性，道路交叉点，标志物，水域水域的边界的边界，山顶，小岛中心，机场等。，山顶，小岛中心，机场等。同名控制点要在图像上均匀分布；同名控制点要在图像上均匀分布；清楚辨认；清楚辨认；数量应当超过多项式系数的个数（数量应当超过多项式系数的个数（(n+1)*(n+2)/2）。）。当控制点的个数超过多项式的系数个数时，采用最小当控制点的个数超过多项式的系数个数时，采用最小2乘法进行系数的确定，使得到的系数最佳。乘法进行系数的确定，使得到的系

15、数最佳。 2.3.5 遥感数字图像的多项式纠正遥感数字图像的多项式纠正 （续（续1）控制点的选择原则控制点的选择原则:33（ 2 ） 确定新的图像的边界确定新的图像的边界 n纠正后图像和原始图像的形状、大小、方向都不一样。纠正后图像和原始图像的形状、大小、方向都不一样。所以在纠正过程的实施之前，必须首先确定新图像的所以在纠正过程的实施之前，必须首先确定新图像的大小范围。大小范围。34（2） 确定新的图像的边界（续确定新的图像的边界（续1 1）lX1 = min (Xa, Xb, Xc, Xd)lX2 = max (Xa, Xb, Xc, Xd)lY1 = min (Ya, Yb, Yc, YX

16、d)lY2 = max (Ya, Yb,Yc, Yd)35（3） 确定新图像的分辨率确定新图像的分辨率n目的是确定新图像目的是确定新图像宽度宽度和和高度高度；n根据精度要求，在新图像的范围内，划分网格，根据精度要求，在新图像的范围内，划分网格，每个网格点就是一个像元。每个网格点就是一个像元。n新图像的行数新图像的行数M(Y2-Y1)/Y+1;n新图像的列数新图像的列数N(X2-X1)/X X+1;n新图像的任意一个像元的坐标由它的行列号唯新图像的任意一个像元的坐标由它的行列号唯一确定。一确定。36（4 4） 灰度的重采样灰度的重采样n纠正后的新图像的每一个像元，根据变换函数，可纠正后的新图像的

17、每一个像元，根据变换函数，可以得到它在原始图像上的位置。如果求得的位置为以得到它在原始图像上的位置。如果求得的位置为整数，则该位置处的像元灰度就是新图像的灰度值。整数，则该位置处的像元灰度就是新图像的灰度值。n如果位置不为整数，则有几种方法：如果位置不为整数，则有几种方法：n1)最近邻法最近邻法n2)双线性内插法双线性内插法n3 3）三次卷积法）三次卷积法372.3.4 2.3.4 灰度的重采样（续灰度的重采样（续1 1）1) 最近邻法：最近邻法：距离实际位置最近的像元的灰度值作为距离实际位置最近的像元的灰度值作为输出图像像元的灰度值；输出图像像元的灰度值；38原始图像纠正后图像（最邻近插值）

18、最邻近法纠正效果最邻近法纠正效果392.3.4 2.3.4 灰度的重采样（续灰度的重采样（续2 2）2）双线性法）双线性法：以实际位置临近的以实际位置临近的4个像元值，确定输出个像元值，确定输出像元的灰度值。公式为：像元的灰度值。公式为： 4141432144332211,iiiiinmpgpppppgpgpgpgpg）（ G2 G3 G4 G1 式中，g(m,n)为输出像元灰度值gi为邻近点i的灰度值pi为邻近点对投影点的权重(pi=1/di,di表示邻近点到投影点的距离，最近者权重最大40双线性插值效果原始图像纠正（双线性插值）412.3.4 2.3.4 灰度的重采样（续灰度的重采样（续3

19、 3）3 3）三次卷积法）三次卷积法以实际位置临近的以实际位置临近的16个像元值，确定个像元值，确定输出像元的灰度值。公式为：输出像元的灰度值。公式为： 161161,iiiiinmpgpg）（ 三次样条三次样条函数式中，g(m,n)为输出像元灰度值gi为邻近点i的灰度值pi为邻近点对投影投影点的权重(pi=1/di,di表示邻近点到投影点的距离，最近者权重最大)42原始图像几何纠正（三次卷积）三次卷积法处理效果三次卷积法处理效果432.3.4 2.3.4 灰度的重采样（续灰度的重采样（续4 4）几种采样方法的优缺点：几种采样方法的优缺点：1）最近邻法：算法简单且保持原光谱信息不变；缺）最近邻

20、法：算法简单且保持原光谱信息不变；缺点是几何精度较差，图像灰度具有不连续性，边界出点是几何精度较差，图像灰度具有不连续性，边界出现锯齿状。现锯齿状。2)双线性插值：计算较简单，图像灰度具有连续性且双线性插值：计算较简单，图像灰度具有连续性且采样精度比较精确；缺点是细节丧失采样精度比较精确；缺点是细节丧失3)三次卷积法：计算量大，图像灰度具有连续性且采三次卷积法：计算量大，图像灰度具有连续性且采样精度比较精确样精度比较精确44数字图象的纠正过程数字图象的纠正过程总上所述：总上所述： 纠正的函数可有多种选择：多项式方法、共线方程纠正的函数可有多种选择：多项式方法、共线方程方法、随机场内插方法等等。

21、其中多项式方法的应用最方法、随机场内插方法等等。其中多项式方法的应用最为普遍。为普遍。 准准备备 工工作作 输输入入原原始始图图象象 建建立立纠纠正正函函数数 确确定定输输出出图图象象的的范范围围 逐逐个个像像元元进进行行几几何何变变化化 灰灰度度的的重重采采样样 输输出出纠纠正正后后的的图图象象 效效果果 评评价价 45四四 几何校正类型几何校正类型n从影像到地图的校正从影像到地图的校正n地图控制点获取方法：地图控制点获取方法：简单的直尺、数字化地图、校正后的数字简单的直尺、数字化地图、校正后的数字正射影像、正射影像、GPSn从影像到影像的校正从影像到影像的校正n同名地物进行匹配同名地物进行

22、匹配n混合混合46五、几何校正操作过程五、几何校正操作过程n选择合适的参考平面图选择合适的参考平面图n采集地面控制点采集地面控制点n评价全部控制点的误差评价全部控制点的误差RMSE，确定最优几何，确定最优几何校正系数校正系数n利用坐标变换和灰度重采样方法输出校正后图利用坐标变换和灰度重采样方法输出校正后图像像47开始开始显示图形显示图形文件文件启动几何校正启动几何校正模型模型采集地面控制采集地面控制点点计算转换模型计算转换模型图像重采图像重采样样检 验 校 正检 验 校 正结果结果结束结束 几何校正流程图几何校正流程图48补充补充： 最小二乘法最小二乘法n最小二乘法最早称为回归分析法。由著名的

23、英国生物最小二乘法最早称为回归分析法。由著名的英国生物学家、统计学家道尔顿（学家、统计学家道尔顿（F.GalltonF.Gallton）所创。）所创。(道尔顿研究英国男子中父亲们的身高与儿子们的身道尔顿研究英国男子中父亲们的身高与儿子们的身高之间的关系时，创立了回归分析法。高之间的关系时，创立了回归分析法。)n探索变量之间关系最重要的方法，用以找出变量之间探索变量之间关系最重要的方法，用以找出变量之间关系的具体表现形式。关系的具体表现形式。n后来，回归分析法从其方法的数学原理后来，回归分析法从其方法的数学原理误差平方误差平方和最小（和最小（二乘是平方的意思二乘是平方的意思）出发，改称为最小二乘

24、）出发，改称为最小二乘法。法。492.3.6 最小二乘法（续最小二乘法（续1）1.为了精确地描述为了精确地描述Y Y与与X X之间的关系，必须使用这两个变量的所有观察值，之间的关系，必须使用这两个变量的所有观察值，才不至于以才不至于以“点点”概面（作到同步与全面）。概面（作到同步与全面）。2 2Y Y与与X X之间是否是直线关系（用协方差或相关系数衡量）？若是，将用之间是否是直线关系（用协方差或相关系数衡量）？若是，将用一条直线描述它们之间的关系。一条直线描述它们之间的关系。3 3在在Y Y与与X X的散点图上画出直线的方法很多。的散点图上画出直线的方法很多。任务？任务？找出一条能够最好地描述

25、找出一条能够最好地描述Y Y与与X X（代表所有点）之间关系的直（代表所有点）之间关系的直线。线。4 4什么是最好？什么是最好？找出判断找出判断“最好最好”的原则。的原则。最好指的是找这么一条直线，使得所有点到该直线的纵向距离的和（平最好指的是找这么一条直线，使得所有点到该直线的纵向距离的和（平方和）最小。方和）最小。5 5三种距离三种距离50点到直线的距离点到直线的距离点到直线的垂直线的长度。点到直线的垂直线的长度。横向距离横向距离点沿（平行）点沿（平行）X X轴方向到直线的距离。轴方向到直线的距离。纵向距离纵向距离点沿（平行）点沿（平行）Y Y轴方向到直线的距离。也就是轴方向到直线的距离。

26、也就是实际观点的实际观点的Y Y坐标减去根据直线方程计算出来的坐标减去根据直线方程计算出来的YY的拟合值。的拟合值。2.3.6 最小二乘法（续最小二乘法（续2）51n纵向距离是纵向距离是Y Y的实际值与拟合值之差，差异大拟合不好，的实际值与拟合值之差，差异大拟合不好，差异小拟合好。差异小拟合好。n将所有纵向距离平方后相加，即得误差平方和。所以，将所有纵向距离平方后相加，即得误差平方和。所以，“最好最好”直线就是使误差平方和最小的直线。直线就是使误差平方和最小的直线。n运用求极值的原理，将求最好拟合直线问题转换为求运用求极值的原理，将求最好拟合直线问题转换为求误差平方和最小的问题。误差平方和最小

27、的问题。2.3.6 最小二乘法（续最小二乘法（续3）522.3.6 最小二乘法（续最小二乘法（续3）532.3.6 最小二乘法（续最小二乘法（续4）最小二乘法的性质最小二乘法的性质:之一：即拟合直线过之一：即拟合直线过y和和x的平均数点。的平均数点。之二：之二： 残差与自变量残差与自变量x的乘积和等于的乘积和等于0，即残差与自变量，即残差与自变量x两两者不相关。者不相关。54遥感图像的辐射纠正遥感图像的辐射纠正1为什么要进行辐射纠正？为什么要进行辐射纠正？1）传感器本身的特性，传感器本身的特性，2）大气对于电磁辐射的衰减；（散射、）大气对于电磁辐射的衰减；（散射、反射和吸收）反射和吸收）3）地

28、形因子的影响地形因子的影响阴影阴影4)其它生态环境因子其它生态环境因子形成形成“同物异谱，异物同谱同物异谱，异物同谱”现象。现象。图像不能全部真实地反映不同地物地特征，影响了数字图图像不能全部真实地反映不同地物地特征，影响了数字图像的质量。像的质量。55562 辐射纠正类型n1）遥感器纠正：遥感器的设计n2）大气辐射纠正：n3） 地形辐射纠正：需要DEM57大气校正后，图像的亮度显著降低；对比度增强582.1 遥感探测器系统误差校正遥感探测器系统误差校正n比较常见的遥感系统引入的辐射误差有：比较常见的遥感系统引入的辐射误差有：n随机坏像元随机坏像元n行起始行起始 / / 终止问题终止问题n行或

29、列缺失行或列缺失n行或列部分缺失行或列部分缺失n行或列条纹行或列条纹592.1 遥感探测器系统误差校正遥感探测器系统误差校正n随机坏像元随机坏像元n使用简单的阈值法判断坏像元（比如等于使用简单的阈值法判断坏像元（比如等于0 0或小于或小于0 0）n使用周围使用周围8 8像元的均值代替坏像元像元的均值代替坏像元602.1 遥感探测器系统误差校正遥感探测器系统误差校正n行起始行起始/终止问题终止问题n造成扫描线错位，不是系统性的，需要手工进行移造成扫描线错位，不是系统性的，需要手工进行移位。位。612.1 遥感探测器系统误差校正遥感探测器系统误差校正n行或列缺失行或列缺失n行或列部分缺失行或列部分

30、缺失n利用上下相邻两行的平均值代替缺失行的像利用上下相邻两行的平均值代替缺失行的像元值元值3445763538405880773856787860546076622.1 遥感探测器系统误差校正遥感探测器系统误差校正n行或列条纹行或列条纹n确定误定标扫描行，即明确定误定标扫描行，即明显过亮或过暗的行显过亮或过暗的行n利用相同地物有相同的辐利用相同地物有相同的辐射等级的原理，采用线性射等级的原理，采用线性定标法调整所有坏扫描行定标法调整所有坏扫描行的辐射值。的辐射值。nDNDN好好 DNDN坏坏 A + B A + B632.2 大气辐射纠正方法n一、绝对大气辐射校正n1辐射传输过程n2辐射传输模

31、型n3经验线定标法n二、相对大气辐射校正n1直方图最小值去除法（DOS）n2回归法n三、坡度坡向影响校正n1、余弦法n2、C校正n3、统计经验校正6412min12maxmax,maxminmax2558/ )(srWmLsrWmLbitCDNbitKCLLKji射值，单位为单位为：探测器量测的最小辐，单位为：探测器的饱和辐射值）为：像元最大亮度值（如：像元亮度值表示的辐射：传感器每1基于辐射传输过程的绝对辐射校正方法基于辐射传输过程的绝对辐射校正方法传感器记录的总辐射传感器记录的总辐射n根据传输过程根据传输过程n根据图像像元值根据图像像元值pdoosLETETLov)cos(1卫星传感器观测

32、角太阳天顶角上的大气透射率天顶角）天空漫射辐照度（）照度（大气层顶部太阳光谱辐）（大气层顶部太阳辐照度）多次散射的程辐射（）传感器总辐射（vodoopsTWmEmWmEWmEsrWmLsrWmL21221212min,)(LDNKLjis65sL遥感系统接收的多种程辐射遥感系统接收的多种程辐射pdoosLETETLov)cos(1vT研究目标反射研究目标反射邻域反射邻域反射1351,3,5min,)(LDNKLjisoTvo24pLTLdEoE太阳辐照度太阳辐照度天空漫射天空漫射辐照度辐照度662基于辐射传输模型的大气校正基于辐射传输模型的大气校正nATCOR（The ATmospheric

33、CORrection）nFLAASH（Fast Line-of-sight Atmospheric Analysis of Spectral Hypercubes ）nATREM（The ATmospheric REMovel）nACORN（ The Atmospheric CORrection Now ）672基于辐射传输模型的大气校正基于辐射传输模型的大气校正辐射传输模型所需参数辐射传输模型所需参数n遥感影像的经纬度遥感影像的经纬度n遥感数据采集的日期和时间遥感数据采集的日期和时间n影像获取高度影像获取高度n影像景的平均高度（如：海拔影像景的平均高度（如：海拔200m200m）n大气模式（

34、如：中纬度夏季，中纬度冬季，热带）大气模式（如：中纬度夏季，中纬度冬季，热带）n辐射定标后的影像数据（即数据单位必须是辐射定标后的影像数据（即数据单位必须是 ）n各个波段的信息（波段均值和半幅全宽）各个波段的信息（波段均值和半幅全宽）n获取遥感数据时的当地大气能见度（如：获取遥感数据时的当地大气能见度（如：10km10km）112srmWm682基于辐射传输模型的大气校正基于辐射传输模型的大气校正nATCOR（TheAtmosphericCORrection）n包括包括ACTOR2用于平坦地区用于平坦地区ACTOR3用于山区用于山区ACTOR4用于亚轨道遥感系统获取的数据用于亚轨道遥感系统获取

35、的数据n用用MODTRAN4+辐射传输代码计算大气校正函数辐射传输代码计算大气校正函数（程辐射、大气透射、太阳的直射、漫射辐射通量）（程辐射、大气透射、太阳的直射、漫射辐射通量）nERDAS软件扩展模块软件扩展模块692基于辐射传输模型的大气校正基于辐射传输模型的大气校正nFLAASH（FastLine-of-sightAtmosphericAnalysisofSpectralHypercubes）n用用MODTRAN4+辐射传输代码对影像逐像元地校正辐射传输代码对影像逐像元地校正大气中的水汽、氧气、二氧化碳、甲烷、臭氧、气大气中的水汽、氧气、二氧化碳、甲烷、臭氧、气溶胶等散射的影响。溶胶等散

36、射的影响。nENVI软件里自带软件里自带702基于辐射传输模型的大气校正基于辐射传输模型的大气校正ATREM（The ATmospheric REMovel）n采用6S辐射传输模型和用户指定的气溶胶模型计算分子散射n利用大气模式（温度、压力、水汽垂直分布）计算大气吸收n水汽总量通过水汽波段和三通道比值方法从高光谱数据中逐像元获得n得用以上值获得经验辐射校正后的表面反射率值713 经验线性定标法经验线性定标法n经验线性定标公式经验线性定标公式nDNDN，像元灰度值，像元灰度值，像元表面反射率，像元表面反射率，K，波段，波段nA A通常称为增益、通常称为增益、B B称为偏移量称为偏移量n利用与图像

37、同时获取的地面定标物体的反射率，带入利用与图像同时获取的地面定标物体的反射率，带入公式得到公式得到A A和和B B，n定标物体通常是地面布置的白板和黑体，或者是沙堆定标物体通常是地面布置的白板和黑体，或者是沙堆和较深的平静湖水和较深的平静湖水kkkkBADN72二、相对辐射校正1）直方图最小值去除法（DOS） 基本思想：影像中总有一些地物，其辐射亮度或反射率接近0，则这些地物的像元值应该为零；但是实际影像中，这些地物的像元不为零；认为该值是大气散射、反射等进入的程辐射值。洁净并且具有一定深度和面积的水体深暗地形阴影73n1）直方图最小值去除法（DOS） 作出影像直方图找出直方图最小值（影像最小

38、值）每个像元值都减去本波段的最小值742）回归法基本思想：n以红外波段最低值校正可见光波段。随波长增长，大气散射作用减弱，红外波段受大气影响最小。可以把红外图象当作无散射的标准图象，将其他波段图像与之比较，其差值就是需要矫正的散射辐射值。n选择可见光和红外波段进行2维散点图，建立线性回归方程。7TMbiaiTMi752）回归法（续1）7TMbiaiTMi76三、 地形辐射纠正n需要DEMn余弦校正n统计经验校正法nC校正n太阳天顶角，i太阳入射角，LH,水平面辐射，LT坡面辐射， c,调整因子iLLTHcos/coscicLLTHcoscos坡坡遥感系统遥感系统i90TTHLbimLLcos77三、 地形辐射纠正n简单的处理方法n比值法：有效消除阴影的影响。比值法：有效消除阴影的影响。78结束语结束语