第四章遥感图像处理 谣感技术的目的县为了获得地物的几何属性和物理属性。原始的谣成图像并不能地提供实 现这个日的所需的准确而完的条件。为了实现这个日的，原谣成影像需要经时图像外理 来消除成像过程中的误差，改善图像质量 谣感图像处理包括以下几个阶段：图像的校正（预 处 划俊的分类。 所采用的手段有： 光学图像处理和数字图修 处理两种方法。 本章重 握几何校正与图象变换方 第一节谣感图像的校正 由于遥感成像过程中多种因素 使器成图像质的意成。成图像款的正处到 就是消除遥感图像因辐射度失真 气消光和几何畸变等造成的图像质量的衰减。 遥感图像质 量衰减 ]原因和作用结果都不相同，因此一般采用不同的校正处理方法 4. 感图像辐射失真或辐射畸变进行的图象校正。由于这种校正是通过纠正辐射亮度的 办法来实现 因 畸变的因素()由遥感器的灵敏度特性引起的辐射失真（②）太 高度及地形引起的辐射失真 是分析辐射失真的过程，建立 是利用实地测量的地物的真实辐射值，寻找实测值与失真之后的图像之间的经验函数关系 从而得到辐射校正的方法。显然，第一种校正方法是与失真过程有关的，第二种校正方法是与 失真过程无关的： 4.1.2大气校1 为消除由大气的吸收、散射等引起失真的辐射校正，称作大气校正。 1、 影响遥感图像辐射失真的大气因素(1)大气的消光（吸收和散射）(2)天空 光（大气散射）照射(3)路径辐射 2、 大气校正方法常用的大气校正方法有两类。 一类为基于理论模型的方法，该方法必 须建立大气辐射传递方程，在此基础上近似地求解。另一类方法为基于经验或统计的方法，如 回归分析方法。利用大气辐射传输方程来建立大气校正模型在理论上是可行的。实现精确的大 气校正，必须找到每个波段像元亮度值和地物反射率的关系。这需要知道模型中成像时刻气溶 胶的密度、水汽的浓度等大气参数。在现实中， 一般很难得到这些数据，需要专门的观测来准 确地测量这些数据，因此其方法应用受到一定限制。 413几何校正 1.几何校正校正遥感图像成像过程中所造成的各种几何畸变称为几何校正。影响图像几 何畸变的因素主要包括： 1)湿感器的内部畸变： 由遥感器结构引起的畸变，如遥感器扫 描运动中的非直线性等。 (2)遥感平台的运行状态：包括由于平台的高度变化、速度变化 轨道信移及路态变化引起的图像略变」 (3)地球本身对遥感图像的影响：包括地球的自转 高程的变化、地球曲率等引起的图像畸变。几何校正包括几何粗校正和几何精校正。 的方右西轴 函数（改为过程），用此逆函数（改为过程）求得遥感图像畸变前的图像。 是利用实地测 的地物的真实坐标值， 寻找实测值与畸变之后的图像之间的函数关系，从而得到几何校正的方 法。实际工作中常常将两种方法结合起来 2几何校正的方法 般地面站提供的遥感图像数据都经过几何粗校正，因此这里主要介 。该方法包括两个步骤： 步是构建 个模拟几何 以建立原始畸变图 畸变的数学模型 对应关 :不同图传 关系把原始 中 完成标准图像空间中每 一像元亮度值的 现两 不图像 即直接转换法与重采样法 直接转 换法从原 的转换通常有 法， 1 空 白像元 罗出发， 15 第四章 遥感图像处理 遥感技术的目的是为了获得地物的几何属性和物理属性。原始的遥感图像并不能地提供实 现这个目的所需的准确而完备的条件。为了实现这个目的，原始遥感影像需要经过图像处理， 来消除成像过程中的误差，改善图像质量。 遥感图像处理包括以下几个阶段：图像的校正（预 处理），图像的变换，图像的增强，图像的分类。所采用的手段有：光学图像处理和数字图像 处理两种方法。 本章重点是掌握几何校正与图象变换方法。 第一节 遥感图像的校正 由于遥感成像过程中多种因素影响，致使遥感图像质量的衰减。遥感图像数据的校正处理 就是消除遥感图像因辐射度失真、大气消光和几何畸变等造成的图像质量的衰减。遥感图像质 量衰减产生的原因和作用结果都不相同，因此一般采用不同的校正处理方法。 4.1.1 辐射校正 针对遥感图像辐射失真或辐射畸变进行的图象校正。由于这种校正是通过纠正辐射亮度的 办法来实现的，因此称作辐射校正。 1 、造成遥感图像辐射畸变的因素 (1) 由遥感器的灵敏度特性引起的辐射失真 (2) 太阳 高度及地形引起的辐射失真 2 、辐射校正的方法 总的来说，辐射校正的方法有两种：一是分析辐射失真的过程，建立 辐射失真的数学模型，然后对此数学模型求逆过程，用此逆过程求得遥感图像失真前的图像； 二是利用实地测量的地物的真实辐射值，寻找实测值与失真之后的图像之间的经验函数关系， 从而得到辐射校正的方法。显然，第一种校正方法是与失真过程有关的，第二种校正方法是与 失真过程无关的。 4.1.2 大气校正 为消除由大气的吸收、散射等引起失真的辐射校正，称作大气校正。 1 、 影响遥感图像辐射失真的大气因素 （ 1 ）大气的消光（吸收和散射） （ 2 ）天空 光（大气散射）照射 （ 3 ）路径辐射 2 、 大气校正方法 常用的大气校正方法有两类。一类为基于理论模型的方法，该方法必 须建立大气辐射传递方程，在此基础上近似地求解。另一类方法为基于经验或统计的方法，如 回归分析方法。 利用大气辐射传输方程来建立大气校正模型在理论上是可行的。实现精确的大 气校正，必须找到每个波段像元亮度值和地物反射率的关系。这需要知道模型中成像时刻气溶 胶的密度、水汽的浓度等大气参数。在现实中，一般很难得到这些数据，需要专门的观测来准 确地测量这些数据，因此其方法应用受到一定限制。 4.1.3 几何校正 1. 几何校正 校正遥感图像成像过程中所造成的各种几何畸变称为几何校正。影响图像几 何畸变的因素主要包括： （ 1 ）遥感器的内部畸变：由遥感器结构引起的畸变，如遥感器扫 描运动中的非直线性等。 （ 2 ）遥感平台的运行状态：包括由于平台的高度变化、速度变化、 轨道偏移及姿态变化引起的图像畸变。 （ 3 ）地球本身对遥感图像的影响：包括地球的自转、 高程的变化、地球曲率等引起的图像畸变。 几何校正包括几何粗校正和几何精校正。几何校正 的方法有两种：一是分析几何畸变的过程，建立几何畸变的数学模型，然后对此数学模型求逆 函数（改为过程），用此逆函数（改为过程）求得遥感图像畸变前的图像。二是利用实地测量 的地物的真实坐标值，寻找实测值与畸变之后的图像之间的函数关系，从而得到几何校正的方 法。实际工作中常常将两种方法结合起来。 2. 几何校正的方法 一般地面站提供的遥感图像数据都经过几何粗校正，因此这里主要介 绍一种通用的精校正方法。该方法包括两个步骤：第一步是构建一个模拟几何畸变的数学模型， 以建立原始畸变图像空间与标准图像空间的某种对应关系，实现不同图像空间中像元位置的变 换；第二步是利用这种对应关系把原始畸变图像空间中全部像素变换到标准图像空间中的对应 位置上，完成标准图像空间中每一像元亮度值的计算。 实现两个图像空间的转换通常有两种方 法，即直接转换法与重采样法。 （ 1 ）直接转换法 从原始畸变图像空间中的像元位置出发