遥感影像前期处理专题

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,Click to edit Master title style,遥感影像前期处理专题,遥感影像前期处理专题,第1页,主要内容,辐射纠正,1,几何校正,2,正射校正,3,数据融合,4,影像裁剪与镶嵌,5,遥感影像前期处理专题,第2页,辐射纠正,遥感成像过程十分复杂，经历从辐射大气层地球表面大气层传感器等一系列复杂过程，这一过程每个步骤都受到各种原因（遥感器、大气、太阳高度角、地形等）干扰。造成遥感器取得测量值与地表真实反射信息是不一样。,假如咱们想要了解某一物体表面真实光谱属性，咱们必须消除这些辐射失真。,辐射校正就是为了消除各种原因干扰，取得地表真实反射率数据。,遥感影像前期处理专题,第3页,利用,ENVI,进行辐射校正,ENVI,辐射校正方法有,:,辐射定标,大气纠正以及高光谱影像辐射纠正方法,.,Basic Tools/Preprocessing,辐射定标,（遥感器校正,能够消除偏移和增益因子）,（）,Calibration utilities,（,AVHRRTM,（）,General Purpose,Utilities,Apply gain and offfset(,（适合用于辐射值,L,A*DN+B,B:,偏移，,A:,增益）,（）直接利用波段运算工具,大气校正,（消除大气中各种原因影响）,（）直方图最小值去除法,消除大气散射影响,（）采取大气纠正模型方法,FLAASH,高光谱影像辐射校正,（有别于其它多波段影像，赵英时,P175),（）,对数残差,log,（）平场域（,flat field),（）,IAR,反射率,（）经验线性,遥感影像前期处理专题,第4页,FLAASH,大气校正,FLAASH,大气校正是利用影像信息,如坐标,传感器,像元大小,水气,气溶胶等信息,采取了,MODTRAN4+,大气纠正模型,来反演卫星获取时相关参数,从而实现大气纠正,.ENVI,能够对以下数据进行,FLAASH,大气校正,:,多光谱：,QuickBird,、,Ikonos,、,Landsat,、,SPOT,、,AVHRR,、,ASTER,、,MODIS,、,MERIS,、,AATSR,、,IRS,高光谱：,HYPERION,、,HYMAP,、,AVIRIS,、,HYDICE,、,CASI,遥感影像前期处理专题,第5页,输入文件准备,经过定标后辐射率数据,ENVI,标准影像格式,BIP,或者,BIL,存放方式,浮点型,(,推荐,),对于整型数据：,数据带有,wavelenth,值，假如是高光谱数据还要求带有,FWHM,值,整型辐射率影像,缩放因子,浮点型辐射率影像,mW/(cm,2,*nm*sr),遥感影像前期处理专题,第6页,FLAASH,大气校正基础参数设置,文件输入输出设置,影像中心坐标,传感器,影像获取时间,大气模型,水气去除,气溶胶,模型,气溶胶去除方法,光谱打磨,多,(,高,),光谱设置,高级设置,遥感影像前期处理专题,第7页,FLAASH,大气校正参数设置,大气模型,(,六种,),依据影像纬度和季节确定,消除水气影响,含有,15nm,以上波谱分辨率，且最少覆盖以下波谱范围之一：,1050,1210nm(,优先考虑,),，,770,870nm,，,870,1020nm,。,气溶胶模型,(,四种,),消除气溶胶影响,2-Band,（,K-T,）,:,要求数据波段覆盖,660nm,和,2100nm,波谱,.,能见度,光谱打磨,(,高光谱数据,),对波谱曲线进行微调,使波谱曲线愈加近似于真实地物波谱曲线,遥感影像前期处理专题,第8页,多光谱设置,(,模型参数设置,),水气去除模型参数,(,吸收通道,反射通道,),气溶胶模型参数设置（用气溶胶模型要求数据波段覆盖,660nm,和,2100nm,波谱,.,）,KT upper 2100,2250nm,KT lower 640,680nm,高光谱设置,(,模型参数设置,),自动选择通道定义,(,推荐,),设置通道定义,FLAASH,大气校正参数设置,遥感影像前期处理专题,第9页,FLAASH,大气校正参数设置,高级设置,光谱定义文件,气溶胶高度,CO2,混合比率：,390ppm,使用领域纠正,使用以前,MODTRAN,模型计算结果,设置,MODTRAN,模型光谱分辨率设置,MODTRAN,多散射模型,遥感影像前期处理专题,第10页,FLAASH,校正效果,相对辐射校正效果：增强图像对比度,能够去除一些薄雾,不过不能去云,.,视觉效果不会很显著,不过光谱特征差异很大,FLAASH,校正前后,遥感影像前期处理专题,第11页,对数残差辐射校正,对数残差定标前后波谱曲线对比,遥感影像前期处理专题,第12页,几何校正,遥感器在获取数据时,会引发影像变形，传感器本身移动、如地球曲率等影响都会引发像点发生位移，投影方式不一样会引发个别影像被拉伸等,几何校正就是利用地面控制点,(GCP),纠正各种原因引发遥感图像几何变形，对影像进行地理坐标定位，取得真实坐标信息,。,从而实现与标准图像或地图几何整合。,遥感影像前期处理专题,第13页,利用,ENVI,进行几何校正,几何校正普通包含几何粗校正和几何精校正。,粗校正及系统误差校正，普通由卫星地面站来完成。,粗校正处理后图像仍有较大残差，需要对图像进,行深入处理，即几何精校正。,bldr_tm,bldr_spot,Map/Registration,Image to Image,Image to map,遥感影像前期处理专题,第14页,几何校正包含两方面内容,一是图像空间像元位置变换,;,二是在标准空间内对变换后各像元亮度值计算,第一步,:,进行空间变换,实现几何位置纠正,通常采取多项式方法,建立变换前图像坐标（,x,y,）与变换后图像坐标（,u,v,）关系,第二步,:,对变换后各像元亮度值进行重采样,常见采样方法有最近邻法,双线性内插法,三次卷积等,几何纠正原理,遥感影像前期处理专题,第15页,GCP,点选取,选取标准,清楚定位识别标志：道路交叉点，河流弯曲或分叉处，海岸线弯曲处，飞机场，水坝等,所选控制点地物不随时间改变,在没有做地形纠正图像上选取控制点,应该在同一高度进行,图像边缘个别一定要选取控制点,尽可能满幅均匀选取,遥感影像前期处理专题,第16页,GCP,点选取,数目确定,控制点数目标,最低限,是按多项式未知系数,n,多少来确定。,GCP,数最少为,(n+1)(n+2)/2,一次多项式：,3,个 二次多项式：,6,个,在图像边缘处，在地面特征改变大地域，需要增加控制点,普通采取二次多项式方法,一景数据,20,个控制点左右,遥感影像前期处理专题,第17页,正射纠正,主要目标,:,消除地形影响或是相机方位引发变形等,.,ENVI,正射纠正条件,影像数据,需要,RPC(rational polynomial coefficients),或者,RSM(replacement sensor model),参数,高程信息,(DEM,或者给平均高程,),地面控制点（可选）,Geoid,：影像数据获取地大地水准面和平均海拨面高程差,遥感影像前期处理专题,第18页,正射纠正,这些数据提供,RPC,等系统参数,遥感影像前期处理专题,第19页,正射校正参数输入,影像重采样方法,背景值,高程,Geoid,：大地水准面与当地平均海平面偏差,遥感影像前期处理专题,第20页,数据融合,数据融合实质上是将高分辨率影像空间特征与低分辨率影像多光谱特征组合到一副影像,使得融合后影像即含有高分辨率影像空间特征,又含有低分辨率影像多光谱特征,.,SPOT,+,=,遥感影像前期处理专题,第21页,ENVI,菜单下几个融合方法,Transform/Image sharpen/,HSV,Brovey,图像归一化。即,RGB,都乘以 高分辨率数据与彩色波段总和比值,Gram-Schmidt Spectral Sharpening,高保真融合方法，要求影像带有地理坐标，并配准,PC Spectral Sharpening,基于主成份分析波谱增强,CN Spectral Sharpening,它使用来自锐化图像高分辨率（和低分辨率）波段对输入图像低空间分辨率波段进行增强，它保持输入图像原始数据类型和动态范围基础上，同时对任何数量波段进行锐化。,遥感影像前期处理专题,第22页,GS,高保真融合方法原理,模拟一个全色影像波段,这个全色影像波段将参加,GS,变换,最终再反变换,即可产生分辨率增强多光谱影像,;,ENVI,参数设置里有四种方法可供选择,平均值法：利用多个波段平均值模拟一个低分辨率全色图像。,选择输入文件：选择多光谱图像其中一个波段作为低分辨全色数据。,经过传感器类型创建：为对应传感器模拟一个全色图像，从传感器下拉列表中选择传感器类型，,IKONOS,IRS1,Landsat7,QuickBird,SPOT 5,等,用户自定义滤波函数：为选择滤波函数模拟一个全色图像。,两个优点,:,处理波段数没有限制,产生高空间分辨率多光谱影像不但保持了低空间分辨率光谱特征,且信息失真小,遥感影像前期处理专题,第23页,新疆库车卫星影像图,（,Landsat7 742,波段与第八波段融合）,遥感影像前期处理专题,第24页,ENVI,提供各种裁剪方式,:,Basic tools/resize data,Image,适合裁剪一个目视区域,map,适合准确裁剪,ROI/evf,裁剪已知范围,File,裁剪一个与已知文件含有相同大小文件,波谱子集裁剪,注意：、利用该工具能够进行图像重新采样,、,ENVI,裁剪工具不但能够裁剪大小还能够裁剪波段,Basic tools/subset data via ROI,利用,ROI,进行快速裁剪，能够进行无规则多边形裁剪,(,如省界裁剪，打开省界矢量转成,ROI,然后进行裁剪,),注意：能够进行无规则多边形裁剪,数据裁剪,遥感影像前期处理专题,第25页,Basic tools/mosaicing,或者,map/mosaicing,ENVI,镶嵌方式有两种,基于像元镶嵌,(,手工定位,),基于地理坐标镶嵌,(,自动定位,),参数设置：忽略零值、边缘羽化,添加裁切线、颜色平衡,注意：,设置裁切线时要先看清楚裁切线怎,么走，然后在要去掉影像那一,边要标上一个符号，保留注记。,数据镶嵌,遥感影像前期处理专题,第26页,