遥感基础知识及遥感图像处理方法.pptx

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1、遥感遥感基基础础知知识识及遥感及遥感 图图像像处处理方理方法法郗郗凤凤明明2007年年8月月遥感遥感的基的基础础知知识识 遥感遥感；远远距距离离不接不接触触物物体体而而获获得得其其信信息。息。遥感遥感数据是数据是非非常重常重要要的的源源数据数据 遥感遥感原理及原理及遥遥感感过过程程很很复复杂杂 可可见见光光-反射反射红红外遥感外遥感 热红热红外遥外遥感感 微波微波遥遥感感电磁波谱太阳辐射光谱大气吸收 太阳辐射穿过大气层时，大气中的氧气、氮气、水蒸气等对不同波长的辐射有吸收作用大气窗口遥感数据的特征 空间分辨率 光谱分辨率 时间分辨率 辐射分辨率 空间分辨率：可以识别的最小地面距离或 是最小目标

2、的大小（指图像上能够详细区 分的最小单元的尺寸或大小）。表示方法一般有种：像元(pixel)：指单个像元所对应的地面面积的大小。如quickbird 一个像元相当地 面面积0.61m*0.61m;的一个像元相当 地面面积为28.5m*28.5m,多简称 线对数(line pairs)：对于摄影系统而言，影像最小单元常通过1mm间间隔隔内内包包含的含的线线 对对数数确确定定，单位为线对/mm。线对是指一对同等大小的明暗条纹或规则间隔的明暗 对数 瞬时视场(IFOV)：指遥感器单个探测 元件的受光角度或观测视野，单位为毫弧 度(mrad)。IFOV 越小，最小可分辨单元越 小，空间分辨率越高。一般

3、来说，遥感系统的空间分辨率越高，其识别物体的能力越强。如：NOAALANDSAT-SPOT-IKNOS-QUICKBIRD，空间分辨率逐渐增高，其识 别物体的能力也是逐渐增强光谱分辨率 指遥感器所选用的波段数量的多少、各波段的波长位置、及波长间隔的大小。（通 道数、每个通道的中心波长、带宽）如黑白航片用一个综合波段(0.4-0.7微米)Landsat MSS/TM，个波段 MODIS有个波段 高光谱数据专题研究的针对性强，对物体 的识别精度高，遥感应用分析的效果好。但也有其缺点。时间分辨率Temporal resolution:是关于遥感影像间隔时间的一项性能指标。遥感器按照一个的 时间周期重

4、复采集数据，这个重复周期又 叫回归期。这种重复观测的最小时间间隔 称为时间分辨率。如：landsat 4、为天，为 天，为几小时。辐射分辨率辐射分辨率(radiant resolution)指遥感器对 对光谱信号强弱的敏感程度、区分能力。如：landsat/MSS起初以bits(取值范围 063);landsat 4,5/TM，个波段中的个 波段分辨率的，以bits(取值范围：0-255)；MOIDS 所有通道都用12bit(取值 范围：0-2048)空间分辨率与辐射分辨率的关系 瞬时视场（）越大，最小可分像 素越大，空间分辨率越低；但是 越大，光通量获得的入射量越大，辐射测 量越敏感，对微弱

5、能量差异的检测力越强，则辐射分辨率越高。因此空间分辨率的增 大，将伴随辐射分辨率降低。可见空间分 辨率与辐射分辨率难以两全。地物波谱 地物的电池波的响应特性随电磁波长改变 而有规律的变化。不同类型的地物，其电磁波响应特性不同，地物波谱特征是遥感识别地物的基础几种常见的地物波谱特征 植物 土壤 岩石植物 在可见光的蓝紫光波段，反射率低于，至绿光反射 率增高，曲线出现一个小反射峰（绿峰）之后，反射率急 剧下降至微米处，形成很深的红光吸收谷（红谷）进入红外区，反射率陡升，达到顶峰后，变化平缓，反射 率在左右，过微米处反射率明显下降，曲线 的起伏现象更突出。叶绿素吸收水分吸收卫卫 星星 及及卫卫星星

6、数据数据简简 介介(中国遥感卫星地面站网)Landsat卫星 Landsat是美国于1972年在世界上第1次发射的真正的地 球观测卫星。14号星均相继实效，现在运行的是5号星，6号星发射失败。1999年4月15日，陆地卫星-7(Landsat-7)发射成功。Landsat4、5、6号采用飞行高度为705km，轨道倾角为 98度的太阳同步准回归轨道，通过赤道时刻为地方平均时 上午9:39。它用16天时间对整个地球观测一遍，第17天返 回到同一地点的上空（17日回归）。卫星上搭载多光谱扫 描仪（MSS）和专题扫描仪（TM）两种遥感器。TM是4 号星以后搭载的。陆地卫星-7(Landsat-7)，轨

7、道高705km、倾角98.2 陆地卫星覆盖地球范围N 81-S81.5Landsat卫星数据的特点MSS（Multi Spectral Scanner)多光谱扫描仪，选 用可见光-近红外（0.5-1.1微米）谱段，四个波段。（landsat 1-3）18daysTM(Thematic Mapper)专题制图仪，使一种改进 的多光谱扫描仪，可见光-短波红外（0.45-12.5微 米）谱段，七个波段。（landsat 4-6）16daysETM（Enhanced Thematic Mapper）改进专题 制图仪，增加一个全色波段（pan）。（landsat 7）16days landsat 1-3

8、/MSS，空间分辨率为80m landsat 4-6/TM，可见光-短波红外（TM1-5，7）波段的空间分辨率为30m，TM6热红外 波段的空间分辨率为120m landsat 7/ETM，可见光-短波红外（ETM1-5，7）波段的空间分辨率为30m，ETM+热 红外波段的空间分辨率为60m，全色15m。Landsat卫星图像的扫描宽度为185km表表1 1 MSMSS S及及TMTM的的观测观测参参数数 单单位位：（：（mW/cmW/cm m2 2.srsr）遥感器遥感器波段波段波波长长范范围围（m m）空空间间分辨率分辨率MSSMSS4 40.5-0.5-0 0.6 6 绿绿色色80m80

9、m5 50.6-0.6-0 0.7 7 红红色色80m80m6 60.7-0.7-0 0.8 8 近近红红外外80m80m7 70.8-0.8-1 1.1 1 近近红红外外80m80mTMTM1 10.450.45-0 0.5.52 2 蓝蓝色色30m30m2 20.50.52 2 0.60.60 0 绿绿色色30m30m3 30.630.63-0 0.6.69 9 红红色色30m30m4 40.760.76-0 0.9.90 0 近近红红外外30m30m5 51.551.55-1 1.7.75 5 短波短波红红外外30m30m6 610.410.4-1 12.2.5 5 热红热红外外120m

10、120m7 72.082.08-2 2.3.35 5 短波短波红红外外30m30m陆地卫星7号携带了增 强型主题成像传感器（ETM+）近极近环形太阳同步轨道 轨道高度：705公里 倾角:98.22o 运行周期：98.9分钟 24小时绕地球:15圈 穿越赤道时间:上午10点 扫描带宽度:185公里 重复周期:16天 卫星绕行:233圈1景约相当地面上185170km2的面积。波段号波段号类类型型波波谱谱范范围围地面地面 分辨率分辨率1Blue-Green0.450-0.51530m2Green0.525-0.60530m3 Red0.630-0.6930m4 Near IR0.775-0.903

11、0m5 SWIR1.550-1.7530m6LWIR10.40-12.560m7SWIR2.090-2.3530m8 Pan0.520-0.9015m MSS,TM的数据是以景为单元构成的，各景的位置根据卫星轨道所确定的轨道号和由 中心纬度所确定的行号进行确定。这一系 统称WRS（world reference system），中 国全土可用轨道号从113到151，行号从23 到45的约530景覆盖。沈阳市119-31 一景TM影像大约230M、MSS为30M、ETM为398M 光学机械扫描系统TM影像数影像数据特据特点点 TM1：0.45-0.52微米，蓝蓝波段。波段。对对水体穿透水体穿透力

12、力强强，对叶绿素 与叶色素浓度反映敏感，有助于判别水深、水中叶绿素分布、沿岸水和进行近海水域制图等。TM2：0.52-0.60微米，绿绿波段。波段。对对健康茂盛健康茂盛植植物物绿绿反射敏反射敏 感，感，对对水水的的穿穿透力透力较较强强。用于探测健康植物绿色反射率，按“绿峰”反射评价植物生活力，区分林型、树种和反映水下 特征等。对水体金属污染和化学污染研究的效果好。TMTM3 3：0.63-0.69微米，红红波波段，段，为为叶叶绿绿素的主要吸收素的主要吸收波波段段。反映不同植物的叶绿素吸收、植物健康状况，用于区分植物 种类与植物覆盖度。其信息量大，为可见光最佳波段。广泛 应用于地貌、岩性、土壤、

13、植被、水中泥沙流等方面的观测。TM4：0.76-0.90微米，近近红红外波段。外波段。对绿对绿色色植植物物类别类别差异差异 最敏最敏感感（受植物细胞结构控制），为植物通用波段。用于生 物量调查、作物长势测定、水域判别等。TM5：1.55-1.75微米，中红外波段。处于水的吸收带（1.4-1.9微米）内，反反映含水量敏感映含水量敏感，用于土壤湿度、用于土壤湿度、植物含水植物含水量量调调查查、水分状况的研究、水分状况的研究，作物长势分析等，从而提高了区分不同作物类型的能力。易于区分云与雪。TM6：10.4-12.5微米，热红外波段。可以根据辐射响应 的差别，区分区分农农、林林覆覆盖盖类类型，辨型，

14、辨别别地面湿度、地面湿度、水水体、体、岩石岩石，以及监测与人类活动有关的热特征，进行热制图。TM7：2.08-2.35微米，中中红红外外波波段段。此此为为地地质质学学家家增增加加 的的波波段段。处于水的强吸收带，水体呈黑色。可用于区分 主要岩石类型、岩石的水热蚀变，探测与岩石有关的粘 土矿物等。TM影像数影像数据特据特点点Tm数据5个具有明确意义的特征变量 亮度：构成亮度的主要成分是可见光tm1，2，3 的灰度值代表可见光蓝、绿、红光的亮度。Tm4，5 对亮度也有贡献 绿度：对绿度贡献最大的是对植物高反射的TM4。TM3与TM4 呈负相关NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)湿度：TM5，7

15、处于水吸收带之间，受到水吸收带 控制，对湿度反映敏感 透射度：Tm1、2 研究水深，水下地形，浑浊度 热度：TM6 热红外波段 陆地卫星影像常以彩色方式表现 最常用的是:标准假彩色：MSS：7，5，4 分别付给R，G，B TM：4，3，2 分别付给R，G，B 天然真彩色：1-B2-G3-RSPOT SPOT是地球观察卫星系统。是由瑞典、比利时等 国家参加，由法国国家空间研究中心（CNES）设 计制造的。1986年发射第一颗，到1998年已经发射 了四颗。SPOT的轨道是太阳同步圆形近极地轨道，高度830 km左右，卫星的覆盖周期是26天，重复感 测能力一般35天，部分地区达到1天。法国SPOT

16、-4 1998年3月发射，卫星轨道参数：轨道高度：832公里轨道倾角：98.721o轨道周期：101.469分/圈 重复周期：369圈/26天 降交点时间：上午10：30分 扫描带宽度：60 公里两侧侧视：+/-27o 扫描带宽：950公里SPOT 4 传感器为2台高分辩率可见光扫描仪（High Resolution Visible sensorHRV），它能满足资源调查、环境管理与监测、农作物估 产、地质与矿产勘探、土地利用、测制地图 及地图更新等多方面的需求。SPOTHRV 优点：图像空间分辨率高，可达10-20米。地面扫描宽度117公里（每台60公里，两台间重叠3公里）。灵敏度高。在良好

17、的光照条件下可探测出低于0.5%的地面反射变化。带有可定向的反射镜，使仪器具有偏离天顶点（倾 斜）观察的能力（倾角27o），可获得垂直与倾斜 图像，使重复周期从26天缩短到4-5天。具有立体观测能力。SPOTSPOT 4，在3 的增加了宽视植被探测仪VGT VGT的分辨率是1.15km扫描宽度为：2250kmSPOT 5，在改进4 的基础上增加了1台高分 辨率立体成像仪，空间分辨率可达2.5mSPOT 1-3波段波长分辨率用途XS10.5-0.5920米位于植被叶绿素光谱反射曲线最大值的绿色波长附近，对植被识别有利，同时位于水体最小衰减值的长波一边，能探测水的混浊度和10-20米的水深。XS2

18、0.61-0.6820米位于叶绿素吸收带，为可见光最佳波段，红色用于识别作物、裸露土壤和岩石表面状况。XS30.79-0.8920米能很好地穿透大气，植被表现得特明亮，近红外水体表现很暗。全色0.51-0.73微米10米SPOT 5波段波长（微米）HRG高分辩率可 见光扫描仪VEG植被探测仪HRS立体成像仪pan0.49-0.692.5，5M10KMB0.43-0.471KMVIS0.49-0.6110MR0.61-0.6810M1KMNIR0.78-0.8910M1KMSwir1.58-1.7820M1KM视场60KM2250KM120KMCBERS CBERS-1 中巴资源卫星由中国与巴西

19、于 1999年10月14日合作发射，是我国的第一 颗数字传输型资源卫星卫卫星星参参数数太阳同步轨道 轨道高度：778公里,倾角:98.5o重复周期：26天 平均降交点地方时为上午10：30，相邻轨道间隔时间为4天 扫描带宽度:185公里 星上搭载：CCD传感器、IRMSS红外扫描仪、广角成像仪。红红外多光外多光谱扫谱扫描描仪仪：波段数：4CCD相机相机：波段数：5广角成像广角成像仪仪：波段数：2波谱范围：波谱范围：波谱范围：B6：0.50 1.10(um)B1：0.45 0.52(um)B10：0.63 0.69(um)B7：1.55 1.75(um)B2：0.52 0.59(um)B11：0

20、.77 0.89(um)B8：2.08 2.35(um)B3：0.63 0.69(um)覆盖宽度：890公里B9：10.4 12.5(um)覆盖宽度：119.50公里B4：0.77 0.89(um)B5：0.51 0.73(um)空间分辨率：256米空间分辨率：B6 B8：77.8米覆盖宽度：113公里B9：156米空间分辨率：19.5米(天底点)侧视能力：-32 士32C B E R S数数 据据CBERS 由于提供了从20米256米分辨率的11个波段不同幅宽的遥感数据，成为资源卫星系 列中有特色的一。可见光-近红外（0.45-0.83）的分辨率为20m，空间分辨率较高 目视解译的精度较高

21、数据免费 但计算机分类的效果据说十分不好，我没 有试验过。CBERS-1卫卫星星资资料索引料索引SPOT and CBERS 属于推扫式扫描系统MODIS 数据的主要特点（中等分辨率的航天成像光谱仪）36个光谱通道（0.4-14.3微米），其中可见光20个通道，热红外16个通道。谱带窄。空间分辨率：ch1，2 为250m；ch3-7为500m；其余的为1000m。宽视域（扫描角士55o）扫描宽度达2330km，周期短，1-2天可对全球观测一次 具有具有较较高的高的辐辐射分辨率射分辨率，所有通道都用12bit（212=2048）记录，且有较高的校正精度和灵敏度，数据免费MODIS 1999年12

22、月18日，美国成功地发射了地球观测系 统（EOS）的第一颗极地轨道环境遥感卫星 Terra(EOS-AM1)。这颗卫星是美国国家宇航局(NASA)地球行星计划中总数15颗卫星的第一颗，也是第一个提供对地球过程进行整体观测的系统。目标是实现空间平台上对太阳辐射、大气、海洋 和陆地进行综合观测，获取有关海洋、陆地、冰 雪圈和太阳动力系统等信息，进行土地利用和土 地覆盖研究、气候季节和年际变化研究、自然灾 害监测和分析研究、长期气候变率和变化研究以及大气臭氧变化研究等，进而实现对大气和地球 环境变化的长期观测和研究。用DODIS做的NDVI图IKONOS-2高分辨率商业卫星 自1994年美国总统克林

23、顿签署总统令，允许商业 公司销售高分辨率卫星图像以后，美国发射 了4 颗高分辨率商业卫星，其中失败了3颗(晨鸟、IKONOS-1和快鸟-1)，只有Space Ima ging公司 的第2颗卫星IKONOS-2于1999年9月24日发射成 功，目前运行正常。其地面分辨率1m(Pan)、4m(Ms)；地理定位精度在无地面控制点情况下为12m(水平)、10m(高程)，在有控 制点时为2m(水 平)、3m(高程)。此卫星既可用于测绘制图，也可 用于陆地遥感QuickBird QuickBird是2001年10月18日在美国发射成功的高分辨率 商业遥感卫星，QuickBird在空间分辨率（0.61米），

24、多 光谱成像（1个全色通道、4个多光谱通道）、成像幅宽（16.5公里X 16.5公里）卫卫星星轨轨道道高高度度 450公里卫卫星回星回访访时时间间13.5天（与纬度有关）图图像分像分辨辨率率全色：61厘米到72厘米 多光谱：244厘米到288厘米Radasat 加拿大的雷达卫星Radasat的特点是：按照入射角、覆盖厚度、空间分辨率的不 同组合，可以有8种不同的工作模式。高分辨率的精细模式空间分辨率可达9m，覆盖宽度45km 宽覆盖模式，空间分辨率仅为100m，扫描 宽度可达510km，具有全球快速成像的能 力。雷达成像的特点 全天时、全天候、不受天气干扰 高空间分辨率 具有穿透能力 立体效应

25、 对地物的几何形状敏感 在地质构造、找矿、洪涝灾害调查、军事 等领域的应用前景广阔ERDAS 软软件件应应用用郗凤明2007年8月 数据数据输输入入/输输出出 影像校正影像校正 投影投影转换转换 影像拼接影像拼接 影像剪切影像剪切 投影投影变换变换 影像增影像增强强 分分类类 三三维飞维飞行行Modeler 模模块块数据输入Import/export 模块 1.二进制数据的输入（Generic Binary)2.如何从头文件中获得信息（行列数）3.数据格式：BIP按照波段顺序交叉排列像元记录图像数据 BIL按照波段顺序交叉排列扫描行记录图像数据 BSQ 按照波段的顺序依次扫描记录图像HDF 一

26、个头文件，一个或多个数据对象组合多波段数据：Interpreter-Utilities-layer stack（示范输入TM数据，并组合）HDF数据输入Type：TM LANDSAT-7 HDF FORMAT TM LANDSAT-7 FAST L7A.TM LANDSAT-7 FAST L7A格式的文件 有三种波段：全色波段(.HPN)、VNIR SWIR波段(.HRF)、热红外波段(.HTM)。每种波段类型的头文件都包含有三个1536 字节的ASCII码记录：管理记录、辐射记录 以及几何记录。（看ETM+数据，及输入）Import/export 模块,是数据转换的好工具 可以实现很多不同数

27、据类型之间的相互转 换如：IMAGE-TIFF-JPG-GIRD影像影像级别说级别说明明 Level 1：经过辐射校正，但没有经过几何校正的产品数据，并将卫星下行扫描行数据反转后按标称位置排列。Level 1产 品也称为辐射校正产品。Level 2：经过辐射校正和几何校正的产品数据，并将校正后 的图像数据映射到指定的地图投影坐标下。Level 2产品也称 为系统校正产品。在地势起伏小的区域，Landsat7系统校 正产品的几何精度可以达到250米以内，Landsat5系统校 正产品的几何精度取决于预测星历数据的精度。Level 3：经过辐射校正和几何校正的产品数据，同时采用地 面控制点改进产品

28、的几何精度。Level 3产品也称为几何精校正产品。几何精校正产品的几何精度取决于地面控制点的 可用性。Level 4：经过辐射校正、几何校正和几何精校正的产品数据，同时采用数字高程模型（DEM）纠正地势起伏造成的视差。Level 4产品也称为高程校正产品。高程校正产品的几何精度 取决于地面控制点的可用性和DEM数据的分辨率影像校正 对遥感成像过程中产生畸变,消除畸变的处 理过程叫图像校正 辐射校正 几何校正图像几何精校正方法（按控制点校正方法）控制点的选取几几何校正的第一步便是位置何校正的第一步便是位置计计算算，首先是，首先是对对所所选选取的二元多取的二元多项项式式 求系求系数。数。这这时时

29、必必须须已已知知一一组组控控制制点点坐坐标标。控制控制点数目点数目的的确定确定其其最低限是按未知系数的多少来确定的。一次多最低限是按未知系数的多少来确定的。一次多项项式式有有6 6个个系系数数，就就需需要有要有6 6个个方方程程来来求求解解，需，需3 3个个控控制制点点的的3 3对对坐坐标标值值，即即6 6个坐个坐 标标数数。2 2次多次多项项式式有有 1 12 2个系数，需个系数，需要要 1 12 2个方程（个方程（6 6个控制点）个控制点）。依次依次类类推，推，n n次次多多项项式式，控，控制制点点的的最少最少数数目目为为(n(n+1 1)(n+)(n+2 2)/2/2。实实际际工工作作表

30、表明明，选选取取最最少少数数目目的的控控制制点点来来校校正正图图像，效像，效果果往往往往 不不好好。在在图图像像边边缘缘处处，在在地地面面特特征征变变化化大大的的地地区区，如如河河流流拐弯拐弯 处处等，由于没有控制点，而靠等，由于没有控制点，而靠计计算推出算推出对应对应点，会使点，会使图图像像变变形形。因因此此，在在条条件件允允许许的的情情况况下下，控控制制点点数数的的选选取取都都要要大大于于最最低数低数 很多很多。几何精校正Dataprep-Image Geometric Correction分分别别在两在两个个窗窗口中分口中分别别打开待校正的影打开待校正的影像像和参考影像和参考影像TM影像

31、的几何校正做示范重采样方法 最邻近法：最邻近法是将邻近的像元值直 接赋予新像元 双线性内插法：使用邻近4个点的像元，按 照其距内插点的距离赋予不同的权重，进 行线性内插 三次卷积内插：使用内插点周围的16个像 元值，用三次卷积函数进行内插。地形图或者地图的校正 地图及地形图有明确的经纬度坐标 无明确的经纬度坐标，但是有清晰的 地物信息和其他信息地图及地形图有明确的经纬度坐标的校正方法 在一个窗口中打开待校正的地形图Set geometric model:polynomialPolynomial order:1Projection:addchange projection选择 geographi

32、cGCP Tool:keyboard only 依次输入四个角的经纬度，单位之间用空 格 重采样，重投影做示范做示范投影转换DataPrep-Reproject图像拼接Mosaic tool做示范做示范Add ImagesSet input modelSet intersection 要求：相同的投影，相同的像元大小影像剪切DataPrep-subset image（规则图形剪切，不规则多边形可设置坐标，通过）做示范做示范Interpreter-|-utility-Mask1.生成mask图层.img:vector-to-rastor 2.mask，setup record 设置区域内值为，区

33、域外的值为 Operator：图像单波段或全波段预算（，power,mod）等图像代数运算影像增强 空间增强：集中于图像的空间特征，考虑每个像元及其周围像元之间的关系，使图 像的空间几何特征如边缘、物体形状、大 小、线形特征等突出或降低。辐射增强：对单个像元的灰度值进行变换 光谱增强：对多波段的美个像元的灰度值 进行变换 傅立叶变换：空间域频谱域对频谱域 进行滤波、掩模等编辑，减少或消除图像 的高频成分或低频成分。空间增强 卷积增强将整个图像按照象元分块进行平均处理，用于改变图像的空间频率特征Interpreter-Spatial Enhancement convolution高通滤波：强调了

34、空间细节，失去了大范 围亮度做示范做示范低通滤波：平滑图像增强图像的低频成分，减弱 图像中的高频成分空间增强分辨率融合（Resolution Merge）：对不同分辨 率的景观融合注：首先要精确的校正影像（相同的投影等）Principal Component(主成分变换）:建立在图像 统计特征基础上的多维线性变换，方差信息浓缩、数据量压缩，多以高分辨率数据代替第一主成分 变换，然后逆变换Multiplicative(乘积变换)：应用最基本的乘积组合 算法合成Brovey Transform(比值变换）：将输入的红绿蓝 三个波段与高分辨率数据按公式计算各波段数值做示范做示范辐射增强LUTStre

35、tch(查找表拉伸）：是对比度拉伸的总和，通过修改图像查找表使输出图 像值发生变化。可以实现线性拉伸、分段 线性拉伸、非线性拉伸。直方图均衡化（Histogram Equalization):对 影像非线性拉伸，使一定灰度范围内的象 元数量大体相等。做示范做示范辐射增强直方图匹配（histogram Match):使两幅影像对应波段的直方图相类似。多作为图像 拼接或多时相影像进行动态变化研究的预 处理。通过直方图的匹配可以部分消除由于太阳 高度角或大气影响造成的相邻图像的效果 差异光谱增强Principal Components Analysis(主成分分 析)（KL变换）:去除波段之间的多余

36、信息，将多波段的图像信息到比原波段更有效的 少数几个转换波段。在尽可能不丢失信息 的同时，用几个综合性波段代表多波段的 原图像。Interpreter Spectral Enhancement Principal Components做示范做示范光谱增强 主成分逆变换：将主成分变换得到图像重 新恢复到彩色空间中，输入必须是 主成分变换得到的图像，而且必须有当时 的特征矩阵（*.mtx）参与变换。Decorrelation stretch(去相关拉伸）：与KL变换结合相用，对主成分进行对比 度拉伸，再逆变换达到影像增强目的光谱增强 Tasseled Cap(缨帽变换或穗帽变换）（KT变换）：根据

37、经验确定的变换矩阵将图像投影综合 变换到三维空间，其立体形态形似带缨穗的帽子，变换后能看到穗帽的最大剖面，充分反映植物生 长枯萎程度、土地信息变化，大气散射物理影响 和其它景物变化程度的一种线性特征变换的图像 处理方法。是一种特殊的主成分分析，其转换系 数是固定的，它能够效好的分离土壤和植被。做示范做示范光谱增强 Kt变换后得到的第一个分量表示土壤亮度，第二个分量表示绿度，第三个分量随传感 器不同而表达不同的含义。如，MSS的第 三个分量表示黄度，没有确定的意义；TM 的第三个分量表示湿度。光谱增强色彩变换（RGB to IHS):将遥感影像从、种颜色组成的彩色空间转到 以亮度，色度和饱和度作

38、为定位参数的彩色空间做示范做示范光谱增强Indices(指数计算):RVINIR/R（比值植被指数）NDVI(NIRR)/(NIRR)归一化植被指数 DVIEVINIR-R，差值环境植被指数 GVI：绿度植被指数，k-t变换后表示绿度的分量 PVI：直植被指数，在R-NIR的二为坐标系 内，植被像元到土壤亮度线的垂直距离。PVI(S R-VR)2+(SNIR-VNIR)2)1/2 S是土壤反射率，V是植被反射率指数计算 RVI比值植被指数：RVI=NIR/R，或两个波段反射率的 比值。1、绿色健康植被覆盖地区的RVI远大于1，而无植被覆盖的 地面（裸土、人工建筑、水体、植被枯死或严重虫害）的

39、RVI在1附近。植被的RVI通常大于2；2、RVI是绿色植物的灵敏指示参数，与LAI、叶干生物量(DM)、叶绿素含量相关性高，可用于检测和估算植物生物量；3、植被覆盖度影响RVI，当植被覆盖度较高时，RVI对植被 十分敏感；当植被覆盖度50%时，这种敏感性显著降低；4、RVI受大气条件影响，大气效应大大降低对植被检测的灵 敏度，所以在计算前需要进行大气校正，或用反射率计算 RVI。做示范做示范指数计算 NDVI归一化植被指数：NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)，或两个波段反射率的计算。1、NDVI的应用：检测植被生长状态、植被覆盖度和 消除部分辐射误差等；2、-1=NDVI=1，负值表示

40、地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0表示有岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而 增大；3、NDVI的局限性表现在，用非线性拉伸的方式增强 了NIR和R的反射率的对比度。对于同一幅图象，分别 求RVI和NDVI时会发现，RVI值增加的速度高于NDVI 增加速度，即NDVI对高植被区具有较低的灵敏度；4、NDVI能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮 湿地面、枯叶、粗超度等，且与植被覆盖有关；指数计算 GVI绿度植被指数，k-t变换后表示绿度 的分量。通过k-t变换使植被与土壤的光谱特性分离。植被生长过程的光谱图形呈所谓的穗帽状，而土壤光谱构成一条土壤亮度

41、线，土壤的含 水量、有机质含量、粒度大小、矿物成分、表面粗糙度等特征的光谱变化沿土壤亮度线 方向产生。指数计算 PVI垂直植被指数，在R-NIR的二为坐标 系内，植被像元到土壤亮度线的垂直距离。PVI=(S R-VR)2+(SNIR-VNIR)2)1/2，S是土壤反射率，V是植被反射率。1、较好的消除了土壤背景的影响，对大气的 敏感度小于其他VI2、PVI是在R-NIR二位数据中对GVI的模拟，两者物理意义相同傅立叶变换Fourier Analysis:将遥感图像从空间域转换 到频率域，RGB二维正弦图像滤 波、掩膜（消除高频或低频）逆变换 把输入的空间域彩色数据图像转换成 傅立叶图像(*.f

42、ft)fourier transform 打开傅立叶编辑器，进行傅立叶图像 编辑（滤波类型、滤波器等）高低通滤波掩膜 3.保存傅立叶处理图像 4.执行傅立叶逆变换 5.察看处理效果，不好重做做示范做示范三维地形的生成与显示Data Prep|Create Surface显示 在窗口中同时打开下层的DEM和上层的影 像文件。（.img）Utility|Image DrapeUtility|Options,Sun Positioning,Current position等命令做示范做示范分类 非监督分类 监督分类 分类结果评价 分类后处理非监督分类做示范做示范监督分类 定义分类模板 评价分类模板

43、进行监督分类 分类结果评价做示范做示范监督分类 分类结果评价 分类叠加 阈值处理 分类重编码 分类精度评估阈值处理Classifier-Thresholdopen:classfied image,distance view-select viewerHistograms-computer-view-调整 process-viewer分类重编码Interpreter-GIS analysis-recode分类精度评估Classifier-Accuracy Assessment Open classfied imageview select view 连接原始图像view-change color

44、Edit-Create/Add Random Points View-Show allEdit-show class value分类精度评估Reference中输入实际类别值Report accuracy report遥感影像的目视解译 依据成像机理与地学、生物学顾虑，对遥 感图像上所呈现的丰富影像进行分析判断，来识别地物目标的属性，区分地物目标的 类型，勾画地物目标的分布界线，从而获 得所需要的信息，进一步从所获得的信息 中提炼有用知识的过程。遥感图像解译的标志 色调（黑白影像）颜色（彩色影像）颜色组合，真彩色，假 彩色 形状：地物的形状 大小：形状与大小结合 纹理：如平原农田、海滨盐田等据

45、有特色 的纹理结构 图形或图案：地物的格局，如菜园成窗栅 图形，平原稻田成格状图形 阴影：判断地形、地貌特征 立体外貌：有些卫星SPOT可以获得立体像 对，在立体像对上解译可区分乔木、灌木 地形、地貌 土壤、土质 植被 气候 水系 人类活动等Virtual GIS创建VirtualGIS Project(启动窗口，依次打开DEM 图层和影像图层，需要设置Raster Option，分别 选DEM和设置波段组合）保存VirtualGIS ProjectVirtual GIS 视景编辑太阳光源位置 调整视景特性 变换视景详细程度 产生二围全景圈口 编辑观测点位置Virtual GIS 飞行view-create overview unlicked 定义飞行路线 编辑飞行路线 调节细节显示，视景属性 执行 记录Modeler 模块做示范做示范批处理 建立 编辑 执行做示范做示范参考文献 遥感应用分析原理与方法 赵英时 等，2003，科学出版社ERDAS IMAGINE 遥感图像处理方法 党安 荣 等，2003，清华大学出版社 遥感影像处理 刘淼，2006 景观生态组RS 培训讲义 遥感图像应用处理与分析 戴昌达 等，2004，清华大学出版社 遥感概论 讲稿 秦其明，北京大学地球学院郗郗凤凤明明2007年年8月月27日日