第三章 遥感图像的种类与特性精选PPT.ppt
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1、第三章 遥感图像的种类与特性第1页,本讲稿共62页3.2.1 遥感图像的种类遥感图像的种类几个概念:几个概念:p影像影像:由地物反射或自身发射的电磁辐射由地物反射或自身发射的电磁辐射,通过成像系通过成像系统处理后产生与原物相似的形象。统处理后产生与原物相似的形象。p遥感影像遥感影像:由遥感器对地球表面摄影或扫描获得的影像。由遥感器对地球表面摄影或扫描获得的影像。p遥感图像遥感图像:遥感影像经过处理或再编码后产生的与原物遥感影像经过处理或再编码后产生的与原物相似的形象。相似的形象。p光学摄影成像的二维连续的图像光学摄影成像的二维连续的图像-像片像片(Photograph).p 扫描成像的一维连续
2、一维离散或二维离散的图像扫描成像的一维连续一维离散或二维离散的图像-图像图像(Image)。第2页,本讲稿共62页按成像遥感器成像方式和工作波长的遥感图像分类表按成像遥感器成像方式和工作波长的遥感图像分类表成像方式成像方式工作波段工作波段实例实例光光学学摄摄影影像像片片常规摄影像片常规摄影像片黑白全色像片黑白全色像片(可见光可见光)天然彩色像片天然彩色像片(可见光可见光)航空像片航空像片航天像片航天像片非常规摄影像片非常规摄影像片黑白红外像片黑白红外像片(近红外近红外)彩色红外像片彩色红外像片(近红外近红外)紫外像片紫外像片 (紫外紫外)多波段像片多波段像片(紫外紫外-近红外近红外)全景像片全
3、景像片(可见光可见光-近红外近红外)扫扫描描图图像像电子扫描图像电子扫描图像电视摄像图像电视摄像图像(可见光可见光)RBV图像图像光机扫描图像光机扫描图像红外扫描图像红外扫描图像(中、远红外中、远红外)多波段扫描图像多波段扫描图像(紫外紫外-远红外远红外)超多波段扫描图像超多波段扫描图像(可见光可见光-近红外近红外)热红外图像热红外图像MSS、TM图像图像成像波谱仪图像成像波谱仪图像固体自扫描图像固体自扫描图像固体自扫描图像固体自扫描图像(可见光可见光-近红外近红外)HRV图像图像天线扫描图像天线扫描图像成像雷达图像(微波)成像雷达图像(微波)合成孔径雷达图像合成孔径雷达图像既能体现影像特征又
4、能揭示影像的信息内涵既能体现影像特征又能揭示影像的信息内涵第3页,本讲稿共62页3.2.2 遥感图像的基本属性遥感图像的基本属性p(一)波谱特性(一)波谱特性(波谱分辨率辐射分辨率)(波谱分辨率辐射分辨率)p(二)空间特性(二)空间特性p(三)时间特性(三)时间特性第4页,本讲稿共62页.波谱特性波谱特性(波谱分辨率、辐射分辨率)(波谱分辨率、辐射分辨率)p影像灰度或色彩差异影像灰度或色彩差异遥感图像上波谱特性差异。遥感图像上波谱特性差异。实为其响应实为其响应(感测感测)波段内电磁辐射能量大小的反映。波段内电磁辐射能量大小的反映。黑白全色像片黑白全色像片天然彩色像片天然彩色像片反映地物对反映地
5、物对可见光可见光的反射能量的反射能量黑白红外像片黑白红外像片彩色红外像片彩色红外像片反映地物在反映地物在部分可见光和摄影红部分可见光和摄影红外波外波的反射能量的反射能量热红外图像热红外图像反映地物在反映地物在热红外波段热红外波段的热辐射能的热辐射能量量(辐射温度辐射温度)成像雷达图像成像雷达图像反映地物对反映地物对人工发射微波后向散射回人工发射微波后向散射回波波的强度的强度多波段、超多波段图像多波段、超多波段图像其灰度是其各自响应波段辐射能量其灰度是其各自响应波段辐射能量大小的反映大小的反映第5页,本讲稿共62页是从是从形态学方面形态学方面识别地物、测绘地图、建立解译识别地物、测绘地图、建立解
6、译标志、图像几何校正及增强处理的重要依据标志、图像几何校正及增强处理的重要依据 p涉及:涉及:n成像遥感器的空间分辨率;成像遥感器的空间分辨率;n图像投影性质、比例尺、几何畸变等图像投影性质、比例尺、几何畸变等.空间特性空间特性 (几何特性)(几何特性)第6页,本讲稿共62页1.空间分辨率空间分辨率p指图像能分辨具有不同反差、相距一定距离相邻目指图像能分辨具有不同反差、相距一定距离相邻目标的能力标的能力。p表示方法:表示方法:.影像分辨率影像分辨率:指用显微镜观察时:指用显微镜观察时,1mm宽度内宽度内能分能分辨出的相间排列的辨出的相间排列的黑白线对数。黑白线对数。p影响因素影响因素:感光材料
7、感光材料(显示器显示器)分辨率、影像比例尺、分辨率、影像比例尺、相邻地物间的反差相邻地物间的反差.地面分辨率地面分辨率:指遥感影像上能:指遥感影像上能分辨分辨的的地物间的最小地物间的最小距离距离。(非识别)。(非识别)第7页,本讲稿共62页分辨率:分辨率:5米,地面上每米,地面上每5米的物品在影像中占米的物品在影像中占1个像素,相个像素,相当于视角高度约为当于视角高度约为4km第8页,本讲稿共62页分辨率:分辨率:2米,地面上每米,地面上每2米的物品在影像中占米的物品在影像中占1个像素,相当于视角个像素,相当于视角高度约为高度约为1.8km第9页,本讲稿共62页分辨率:分辨率:1米,地面上每米
8、,地面上每1米的物品在影像中占米的物品在影像中占1个像素,相当于个像素,相当于视角高度约为视角高度约为500m 第10页,本讲稿共62页分辨率:分辨率:0.5米,地面上每米,地面上每0.5米的物品在影像中占米的物品在影像中占1个像素,相当于个像素,相当于视角高度约为视角高度约为300m 第11页,本讲稿共62页分辨率:分辨率:25厘米,地面上每厘米,地面上每25厘米的物品在影像中占厘米的物品在影像中占1个像素,相个像素,相当于视角高度约为当于视角高度约为150m 第12页,本讲稿共62页分辨率:分辨率:12.5厘米,地面上每厘米,地面上每12.5厘米的物品在影像中占厘米的物品在影像中占1个像素
9、,个像素,相当于视角高度约为相当于视角高度约为80m 第13页,本讲稿共62页分辨率:分辨率:10厘米,地面上每厘米,地面上每10厘米的物品在影像中占厘米的物品在影像中占1个像素,相当于视个像素,相当于视角高度约为角高度约为60m,或,或20楼的高度楼的高度 第14页,本讲稿共62页2.影像比例尺影像比例尺p指影像上某一线段的长度与地面上相应地物的水平指影像上某一线段的长度与地面上相应地物的水平距离的比值。距离的比值。理想条件下:由遥感光学系统的焦距理想条件下:由遥感光学系统的焦距和遥感平台的航高之比确定,即和遥感平台的航高之比确定,即f/H。注意:注意:受中心投影性质所限,不受中心投影性质所
10、限,不同于垂直投影,受地形起伏及在同于垂直投影,受地形起伏及在像幅的位置影响,图像各处比例像幅的位置影响,图像各处比例尺可能不一致。尺可能不一致。第15页,本讲稿共62页p遥感影像均经光学系统聚焦成像,透镜的成像规律和遥感器成像遥感影像均经光学系统聚焦成像,透镜的成像规律和遥感器成像方式决定了遥感图像的投影性质,不同投影性质会产生不同性质方式决定了遥感图像的投影性质,不同投影性质会产生不同性质的影像几何畸变。的影像几何畸变。3.投影性质与影像几何畸变投影性质与影像几何畸变.中心投影中心投影p地面上各物点的投影光线都通过一个固定点地面上各物点的投影光线都通过一个固定点(S)投影到投影面投影到投影
11、面(P1、P2)上形成的透上形成的透视影像称中心投影。视影像称中心投影。p负像负像(负片负片)-P1与地物位于与地物位于S两侧两侧p正像正像(正片正片)-P2与地物位于与地物位于S同侧同侧第16页,本讲稿共62页(2).多中心投影(扫描中心投多中心投影(扫描中心投影)影)p光机扫描影像为光机扫描影像为逐点行式扫描成逐点行式扫描成像像,每个像点都有各自的投影中每个像点都有各自的投影中心心,但同一扫描线上各像元成,但同一扫描线上各像元成像时间相差甚小,可认为每一像时间相差甚小,可认为每一扫描行有一个投影中心,光机扫描行有一个投影中心,光机扫描影像为多中心投影。扫描影像为多中心投影。第17页,本讲稿
12、共62页(3).旋转斜距投影旋转斜距投影p Sab-侧视雷达图像影像面侧视雷达图像影像面 p ab-在阴极射线管屏幕上光点掠在阴极射线管屏幕上光点掠过的轨迹过的轨迹p光点出现的时间取决于雷达发出微波到光点出现的时间取决于雷达发出微波到接收到回波间的时间间隔,由于微波接收到回波间的时间间隔,由于微波传播速度固定传播速度固定 雷达影像实际为斜距的投影,投影性雷达影像实际为斜距的投影,投影性质为旋转斜距投影质为旋转斜距投影第18页,本讲稿共62页畸变畸变(distortion):):严重不正常地变化,既可以指外在的,又可以指内严重不正常地变化,既可以指外在的,又可以指内在的。在的。物理学之畸变物理学
13、之畸变物体上的直线经过透镜成像后变成弯曲的现象物体上的直线经过透镜成像后变成弯曲的现象。畸变是由于透镜的放大率随光束和主轴间所呈角度改变而引起的。畸变是由于透镜的放大率随光束和主轴间所呈角度改变而引起的。光线离主轴越远,畸变越大。光线离主轴越远,畸变越大。摄影之畸变摄影之畸变拍摄拍摄四方形四方形物体时,使周围拍成物体时,使周围拍成卷翘或膨鼓卷翘或膨鼓的现象。的现象。遥感学之畸变遥感学之畸变在一般的光学系统中,只要畸变引起的图像变形在一般的光学系统中,只要畸变引起的图像变形不为人眼所察是可以允许的,允许的畸变值约为不为人眼所察是可以允许的,允许的畸变值约为4%4%。但若需图像特。但若需图像特性来
14、测定物体尺寸的光学系统,如性来测定物体尺寸的光学系统,如航空测量航空测量镜头等,畸变则直接影响镜头等,畸变则直接影响测量精度,必须对其严加校正,使测量精度,必须对其严加校正,使畸变小到万分之一甚至十万分之畸变小到万分之一甚至十万分之几几。影像几何畸变影像几何畸变第19页,本讲稿共62页 畸变对成像的影响畸变对成像的影响常规摄影畸变现象常规摄影畸变现象第20页,本讲稿共62页摄影畸变摄影畸变地形地形第21页,本讲稿共62页.时间特性时间特性 遥感影像是遥感影像是成像瞬间成像瞬间地物电磁辐射能量地物电磁辐射能量的记录的记录,而地物具有而地物具有时相变化时相变化:p自然变化过程:自然变化过程:即发生
15、即发生-发展发展-演化过程演化过程p节律节律:即事物的发展在时间序列上表现出某种周:即事物的发展在时间序列上表现出某种周期性重复的规律期性重复的规律-亦即地物的波谱特性随时间的变亦即地物的波谱特性随时间的变化而变化。化而变化。所以:遥感影响的时间特性与遥感器时间分辨率所以:遥感影响的时间特性与遥感器时间分辨率;成成像季节及时间有关。像季节及时间有关。第22页,本讲稿共62页3.2.3 光学摄影像片特性光学摄影像片特性p一、帧幅式摄影像片特性一、帧幅式摄影像片特性p二、全景式摄影像片特性二、全景式摄影像片特性第23页,本讲稿共62页帧帧:在数据和数字通讯中,按某一标准预先确定的若干:在数据和数字
16、通讯中,按某一标准预先确定的若干字段组成特定的信息结构;是影像中最小单位的单幅影像字段组成特定的信息结构;是影像中最小单位的单幅影像画面,相当于电影胶片上画面,相当于电影胶片上每一格镜头每一格镜头,一帧就是一副静一帧就是一副静止画面,连续者就形成动画,如电视图象;原用于字画、止画面,连续者就形成动画,如电视图象;原用于字画、照片等,一幅字画叫一帧。照片等,一幅字画叫一帧。景景:卫星拍摄:卫星拍摄一次一次所获取到的画面。卫星遥感图像资所获取到的画面。卫星遥感图像资料覆盖区域大,一景卫星遥感图像所包含的面积少则几料覆盖区域大,一景卫星遥感图像所包含的面积少则几千平方公里,多则上万平方公里。千平方公
17、里,多则上万平方公里。名词术语解释名词术语解释第24页,本讲稿共62页(一)帧幅式航空像片种类(一)帧幅式航空像片种类p航空像片航空像片-航空摄影获取的反映地面特征的影像像片航空摄影获取的反映地面特征的影像像片p航空摄影航空摄影-指运用安装在航空平台上的帧幅式航空摄影机对指运用安装在航空平台上的帧幅式航空摄影机对地面进行光学成像地面进行光学成像,用感光胶片直接记录地物反射的用感光胶片直接记录地物反射的 0.31.3m 波段电磁波波段电磁波,并取得像片的整个过程并取得像片的整个过程按工作波段和所使用的胶片,可分为:按工作波段和所使用的胶片,可分为:p全色黑白全色黑白p天然彩色天然彩色p红外黑白红
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