文档介绍：遥感图像的恢复
遥感图像的恢复
遥感图像的辐射校正
传感器的辐射校正
大气校正
照度校正
条纹和斑点的判定和消除
遥感图像的几何校正
几何变形误差的影响因素
中心投影图像的几何校正
几何纠正的一般过程
遥感图像的辐射校正
遥感图像的几何校正
遥感图像的辐射校正
图像恢复又称图像预处理。它是处理由于一个或多个质量降级原因而记录下来的影像,使处理后的图像能最好地接近原始景物。
遥感图像的降质主要可归结为两大类:即遥感图像的辐射失真和几何畸变。
遥感图像的辐射校正
辐射失真是指遥感传感器在接收来自地物的电磁波辐射能时,由于电磁波在大气层中传播和传感器测量过程中受到遥感传感器本身特性、地物光照条件(地形影响和太阳高度角影响)以及大气作用等的影响,而导致的遥感传感器测量值与地物实际的光谱辐射率的不一致。
几何畸变是指由于遥感传感器方面的原因(例如扫描线速度的不均匀等)、遥感平台方面的原因(例如卫星运行姿态的变化)以及地球本身的原因(例如地球自转的影响)等而造成的图像在几何位置上的失真。
辐射校正
几何纠正
传感器的辐射校正
以MSS传感器为例介绍辐射失真的校正
辐射失真产生的原因:由于MSS传感器采用了一个检测器阵列,而各控测元件的增益和漂移具有不均匀性,它们在工作时可能发生变化,即实测辐射值相对于标准辐射值的增益和漂移(即线性失真),从而造成传感器的辐射失真。
每个传感器输出的校准是这样进行的:当MSS扫描镜对地面自西向东正程扫描时,检测器检测地物的反射光谱,而当扫描镜自东向西逆程回扫时关闭快门,检测器不接受地面反射光,接收系统内发出的标准信号——校准楔(人工辐射光源,它随着时间而改变辐射的强弱),输出检测值,并和遥感图像数据一起记录到磁带上,传感器的辐射校正就是根据这些数据进行的。
辐射率
时间
0%
100%
校准楔示意图
传感器的辐射校正
对这种线性失真进行校正处理的步骤:
首先
然后
最后
从校准楔上抽取六个样本(这六个点的位置及其标准辐射值在卫星发射前的试验中已经确定,并可从初始校正表格中查到)
对这六个点的标准辐射值和实测辐射值作线性回归,计算出该通道(各个检测器)的增益值和漂移值;
利用增益值和漂移值对图像进行校正
从校准楔上抽取六个样本(这六个点的位置及其标准辐射值在卫星发射前的试验中已经确定,并可从初始校正表格中查到);
传感器的辐射校正
(1)线性回归求a、b
线性失真回归关系可表示如下:
式中:vi为标准楔实测辐射值,
xi为校准信号标准辐射值
a为漂移值,
b为增益值。
对上述线性失真方程作最小二乘运算,即可求出a和b
由*可见,a和b可由线性回归获得,Ci和Di是回归系数。由于xi可由初始校准表中查到,故Ci和Di 。美国宇航局(NASA)在卫星发射前通过辐射试验就已经确定了Ci和Di ,它决定于检测器、波段和增益等因素,这些因素不同,Ci和Di也可以有较大的差异。
*
传感器的辐射校正
(2)滤波求a(n)、b(n)
由于标准楔上往往还包含有噪声,因此必须对计算得到的a和b值进行滤波处理。一般采用的滤波公式如下:
式中:a(n),b(n)为第n次观测值(即前述的回归计算值);
as(n),bs(n)和as(n-1),bs(n-1) 分别为第n次和第n-1次观测的滤波估计值,
n为观测次数,通常取n=32。
上式表明:通过利用第n次观测得到观测值a(n)和 b(n)来修正第n-1次的滤波估计值 as(n-1)和bs(n-1),可以使得第n次滤波估计值比第n-1次的滤波估计值更加接近正确值、这样经过多次估计修正调整,可以使 as(n)和bs(n) 趋于实际值。
传感器的辐射校正
(3)传感器辐射校正
通常,对某一条扫描行进行辐射校正时,所需的as(n)和bs(n)是通过对从当前扫描行开始的连续32条扫描行的校准值vi进行回归和滤波处理得到的。例如,对第i条扫描行进行校正处理时, as(n)和bs(n)是对第i到i+31条扫描行的vi 进行回归和滤波处理得到的。
由线性失真方程的关系反转即可得到校正公式:
上式中:vc为校正后的辐射值(亮度值)
v为校正前的辐射值(亮度值);
K为太阳角校正系数,
b为经滤波处理的增益值;
M为增益修正值,一般取M=1
a为经滤波处理的偏移值(漂移值)
A为偏移修正值,一般取A=0。