遥感导论复习资料

③像点位移：根据中心投影的原理，略有起伏状态的地形，或高出平面的物体，反映到航空像

片上的像点与同一位置水平面上的像点相比，一般都会产生位置的移动，叫像点位移。

像点位移的计算公式： ?h = r*h/H

r : 像点 a 到像主点的距离 ; H 为摄影航高 ; h 为地面高差。

（4）摄影像片的类型

可见光黑白片全色片 黑白红外片 天然彩色片 红外彩色片

三、扫描成像

1、扫描成像概念：利用扫描镜和探测元件对目标物体以瞬时视场为单位进行的逐点、逐行取样，以

得到目标地物电磁辐射特征信息，形成一定谱段的图像。

2、扫描成像类型的传感器主要有：光机扫描仪、CCD固体自扫描仪和成像光谱仪等。 四、微波遥感与成像

1、常用波段： L波段： 1-2GHz (15-30 cm)

C波段： 4-8GHz (3.75-7.5 cm)

X波段： 8-12.5GHz (2.42-3.75 cm)

2、概念：微波遥感是指通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射，经过判读处理来识

别地物的技术。

3、特点：

（1）.能全天候、全天时工作

（2）.对某些地物具有特殊的波谱特征

（3）.对冰、雪、森林、土壤等具有一定的穿透能力 （4）.对海洋遥感具有特殊意义 （5）.分辨率较低，但特性明显

五、遥感图像的特征

1.图像的几何特征：目标地物的大小、形状及空间分布特点——（空间分辨率）； 2.物理特征：目标地物的属性特点——（辐射分辨率）； 3.时间特征：目标地物的变化动态特点——（时间分辨率）。 这三方面特征的表现参数为：

? 空间分辨率：像素所代表的地面范围的大小 美国QuickBird空间分辨率为0.61m? Landsat/TM空间分辨率为30m ? 光谱分辨率：指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。

? 辐射分辨率：传感器接收光谱信号时，能分辨的最小辐射差。在遥感图象上表现为每一像 ? 元的辐射量化级(D)

? 时间分辨率：对同一目标进行重复探测时，相邻两次探测的时间间隔（重访周期）。

第四章 遥感图像处理 一、光学原理与光学处理

1、颜色的性质：

（1）明度（L）:是人眼对光源或物体明亮程度的感觉。 （灰度是明度） （2）色调（H）:是色彩彼此相互区分的特性。(波长位置决定)

（3）饱和度：彩色纯洁的程度，（反射波长宽度决定）

2、加色法与减色法

（1）三原色：其中的任一种都不能由其余二种颜色混合相加产生，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）

（2）加色法：适用于色光的叠加混合，采用红绿蓝三种色光为基色，按一定比例混合叠加产生其它

颜色。

红+绿=黄 红+蓝=品红 绿+蓝=青

（3）互补色：若两种颜色混合产生白色或灰色，则这两种颜色就互补色 黄---蓝 绿---品红 红---青 二、数字图像的校正

1、遥感数字图像的表现形式——黑白、彩色

遥感影像常以照片（或数字影像）来表现:

? 单波段或全色波段表现为黑白图像， ? 三波段组合表现为彩色影像 彩色：

? 真彩色(true color)：（三波段组合） ? 假彩色(false color)：（三波段组合） ? 伪彩色(pseudo color)

– 伪彩色 (pseudocolor): 灰度图像的彩色表示或显示

2、数字图像：指能够被计算机存储、处理和使用的图像 （1）特点：离散图像，二维矩阵（行列），每个元素的取值是离散整数值

（2）黑白图像：是指图像的每个像素只能是黑或者白，没有中间的过渡，故又称为２值图像。2

值图像的像素值为0（黑）、1（白）。

（3）灰度图像：灰度图像是指每个像素的信息由一个量化的灰度级（0-255）来描述的图像，没有

彩色信息。

（4）彩色图像：彩色图像是指每个像素的信息由RGB三原色构成的图像，其中RBG是由不同的

灰度级来描述的

（5）以数字形式表示的遥感影像；

基本单位：像元

正（纯）像元：一个像元内只包含一种地物（水体?） 混合像元：一个像元内包含多种地物

像元的空间特征：几何位置及范围——空间位置离散化 像元的属性特征：亮度值——灰度值离散化

3、图像数字化：图像数字化(模/数转换)—— 模拟图象变为数字图象 模拟量——连续变量 数字量——离散变量 4、图像畸变的原因

1）传感器本身的特性； 2）大气对于电磁辐射的衰减 3）太阳高度；

4) 地形因子的影响——阴影；

5、辐射校正：消除或改正遥感图像成像过程中附加在辐射亮度里的各种噪声的过程 （1）大气影响的定量分析

①进入大气的太阳辐射会发生反射、折射、吸收、散射和透射。其中对传感器接收影响较大的

是吸收和散射（程辐射）。

②假设无大气传感器接收的辐照度，只与辐照度和地物反射率有关 （2）大气影响的粗略校正 ①直方图最小值去除法

前提（假设）：水体（或阴影）等物体的灰度值为0，大气散射导致图像上这些物体的灰度

值不为0（辐射偏置量）

方法：

从图像直方图中找出最小的辐射亮度值，认为它就是大气影响导致的辐射偏置量； 所有图像像元亮度值减去一个辐射偏置量（LP）

问题：暗物体不好找，假如暗物体的值不为0，易过度校正。 ②回归分析法

假定某红外波段（ TM5或7 ），存在程辐射为主的大气影响，且亮度增值最小，接近于零，设为波段a；

现需要找到其他波段相应的最小值，这个值一定比a波段的最小值大一些，设为波段b； 分别以a，b波段的像元亮度值为坐标，作二维光谱空间，两个波段中对应像元在坐标系内用一个点表示。

由于波段之间的相关性，通过回归分析在众多点中一定能找到一条直线与波段b的亮度Lb轴相交。

?是波段a中的亮度为0处对应的波段b的亮度。 可以认为?就是波段b的程辐射度。

校正的方法是将波段b中每个像元的亮度值减去

? ，来改善图像，去掉程辐射。

6、几何校正

（1）概念：遥感图像上地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不

一致时，即说明遥感图像发生了几何畸变。

（2）遥感图像变形的原因：①遥感平台位置和运动状态变化影响。

②地形起伏的影响 ③地球表面曲率的影响 ④大气折射的影响 ⑤地球自转的影响。

（3）基本思路：确定校正后图像在原始图像中的行列数值，然后找到新图像中每一像元的亮度值。 （4）具体步骤：①找到一种数学关系，建立变换前图像坐标（X,Y）与变换后图像坐标（U,V）的

关系 ②计算每一点的亮度值

（5）计算方法：最邻近算法、双线性内插法、三次卷积法 7、几何校正控制点的选取原则

? （1）控制点应选取图像上易分辨且较精细的特征点，通过目视方法辨别。如道路交叉点、河流 ? 弯曲或分叉处、海岸线弯曲处、湖泊边缘、建筑边界等。 ? （2）特征变化大的地区应多选些。

? （3）图像边缘部分一定要选取控制点，以避免外推。

? （4）尽可能满幅均匀选取,否则控制点密集地方，校正精度高，稀疏的地方精度低。 三、数字图像增强

（1）概念：在计算机技术的支持下，对遥感图像进行必要的处理，其目的 突出所需信息，便于图像

分析、解译, 以提高图像应用能力。

（2）图像增强技术

1.对比度变换； 2.空间滤波; 3.彩色变换； 4.图像运算;

5.多光谱变换（K-l变换、K-T变换）

①对比度变换：线性变换

非线性变换：指数变换：亮度值较高的部分拉伸，在亮度值较低的部分压缩。

对数变换：与指数变换相反，意义是在亮度值较低的部分拉伸，而在亮度值较高的部分压缩。

②空间滤波: 以抑制噪声或突出图像上的某些特征（边缘或纹理）为目的，通过像元与周围相

邻像元的关系，采取空间域中的邻域处理方法进行图像增强方法。

具体方法: 通过一定大小的模板（卷积函数）对图像进行卷积运算，并以卷积值代替

各像元点亮度值。

空间滤波作用：抑制噪声，增强地物的某些特征

应用：平滑：均值、中值滤波

? 锐化：罗伯特梯度、索伯尔梯度、拉普拉斯算法、定向检测等。

③彩色变换：假彩色TM432 ④图像运算：1. 差值运算

2. 比值运算：常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类型或估算植被生物量，

这种算法的结果称为植被指数。（近红外波段与红波段）

⑤多光谱变换：K—L变换（主成分变换）：数据压缩、图像增强 K—T变换（缨帽变换）：亮度、绿度、湿度

第五章 遥感图像目视解译与制图 一、遥感图像目视解译原理

1、遥感图像解译概念：从遥感图像上获取目标地物信息的过程 2、目标地物的特征:

色：指目标地物在遥感影像上的颜色，包括色调、颜色和阴影。

形：指目标地物在遥感影像上的形状，包括形状、纹理、大小、图形等。

位：指目标地物在遥感影像上的空间位置，包括目标地物分布的空间位置、相关布局等。

二、遥感摄影像片的判读 1、遥感摄影像片的种类 （1）可见光黑白全色像片 （2）黑白红外像片

（3）彩色像片（三层彩色感光乳剂）

（4）彩红外像片（绿色、红色和近红外光敏感） （5）多波段摄影像片 2、判读方法

1）可见光黑白像片解译：反射率高的地物——淡白色调，

反射率低的地物——暗灰色调；

如水泥路面呈现灰白色，而湖泊中的水体呈现深暗色。 2）黑白红外像片解译

物体在近红外波段的反射率高低决定了在黑白红外像片上影像色调的深浅。

植物的叶子在近红外有强反射，为浅灰色；在黑白全色像片上植被的颜色为暗灰色。

水体在近红外波段具有高的吸收率，很低的反射率，呈现深灰色或灰黑色。