第二章 遙感數(shù)字圖像的獲取和存儲

1、第二章 遙感數(shù)字圖像的獲取和存儲2.1 遙感圖像的獲取和數(shù)字化2.1.1 遙感系統(tǒng) 遙感是遙感信息的獲取、傳輸、處理以及分析判讀和應用的過程。遙感的實施依賴于遙感系統(tǒng)。 遙感系統(tǒng)是一個從地面到空中乃至整個空間，從信息收集、存儲、傳輸、處理到分析、判讀、應用的技術體系，主要包括遙感試驗、信息獲取(傳感器、遙感平臺)、信息傳輸、信息處理、信息應用等5個部分。2.1.2 傳感器的分辨率傳感器的分辨率指傳感器區(qū)分自然特征相似或光譜特征相似的相鄰地物的能力。傳感器分辨率指標主要有： 輻射分辨率 光譜分辨率 空間分辨率 時間分辨率輻射分辨率是傳感器區(qū)分反射或發(fā)射的電磁波輻射強度差異的能力。在遙感圖像中，圖

2、像的量化位數(shù)可以看作是輻射分辨率的近似表述。光譜分辨率是傳感器記錄的電磁光譜中特定波長的范圍和數(shù)量。波長范圍越窄，光譜分辨率越高；波段數(shù)越多，光譜分辨率越高。空間分辨率是指遙感圖像上能夠詳細區(qū)分的最小單元的尺寸或大小，即傳感器能把兩個目標物作為清晰的實體記錄下來的兩個目標物之間最小的距離。高空間分辨率圖像：空間分辨率100m。NOAA、MODIS等。時間分辨率：對同一目標進行重復探測時，相鄰兩次探測的時間間隔稱為時間分辨率。根據(jù)周期的長短，時間分辨率可分為3種：1) 超短(短)周期時間分辨率，可以觀測到一天之內的變化，以小時為單位。2) 中周期時間分辨率，可以觀測到一年內的變化，以天為單位。3

3、) 長周期時間分辨率，一般以年為單位。 圖像數(shù)字化的過程就是把一幅遙感模擬圖像分割成一個個小區(qū)域（像元或像素），并將各小區(qū)域灰度用整數(shù)表示。數(shù)字化包括兩個過程：采樣和量化。2.1.3 采樣和量化不同采樣間隔對TM圖像的影響1.采樣 將空間上連續(xù)的圖像變換成離散點(即像素)的操作稱為采樣。采樣間隔的大小，影響著圖像表示地物的真實性。不同量化位數(shù)對TM圖像的影響2.量化 采樣后圖像被分割成空間上離散的像素，但其灰度值沒有改變。量化是將像素灰度值轉換成整數(shù)灰度級的過程。一幅遙感數(shù)字圖像中不同灰度值的個數(shù)稱灰度級，用G表示。2.2 遙感圖像的類型 根據(jù)傳感器選用的波長范圍不同，遙感圖像可以劃分為下面兩

4、種類型：不相干圖像：為光學遙感所產生的圖像，通過自然光源或者通過非相干輻射源得到。 相干圖像：為微波遙感所產生的圖像。QuickBird衛(wèi)星圖像（北京市公主墳立交橋） Envisat 多極化合成圖2.3 遙感數(shù)字圖像的級別和數(shù)據(jù)格式2.3.1 數(shù)據(jù)級別0級產品：級產品：未經(jīng)過任何校正的原始圖像數(shù)據(jù)。1級產品：級產品：經(jīng)過了初步輻射校正的圖像數(shù)據(jù)。2級產品：級產品：經(jīng)過了系統(tǒng)級的幾何校正，即根據(jù)衛(wèi)星的軌道和姿態(tài)等參數(shù)以及地面系統(tǒng)中的有關參數(shù)對原始數(shù)據(jù)進行幾何校正。3級產品：級產品：經(jīng)過了幾何精校正，即利用地面控制點對圖像進行了校正，使之具有了更精確的地理坐標信息。2.3.2 元數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)是關于圖

5、像數(shù)據(jù)特征的表述，是關于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)是重要的信息源，沒有元數(shù)據(jù)，圖像就沒有使用價值。header.txt2.3.3 通用遙感圖像數(shù)據(jù)格式1) BSQ格式（Band Squential）是像素按波段順序依次排列的數(shù)據(jù)格式。2) BIL格式（Band interleaved by line）格式中，像素先以行為單位分塊，在每個塊內，按照波段順序排列像素。3) BIP格式（Band interleaved by pixel）格式中，以像素為核心，像素的各個波段數(shù)據(jù)保存在一起，打破了像素空間位置的連續(xù)性。2.3.4 特殊遙感圖像數(shù)據(jù)格式1)陸地資源衛(wèi)星L5的數(shù)據(jù)格式圖像數(shù)據(jù)包括7個波段，每個波段

6、的數(shù)據(jù)保存在一個二進制文件中，文件名為Bandx。其中，x為波段的編號。 Band1.dat 38161KB Band2.dat 38161KB Band3.dat 38161KB Band4.dat 38161KB Band5.dat 38161KB Band6.dat 38161KB Band7.dat 38161KB Header.dat 2KB 2) HDF數(shù)據(jù)格式HDF(Hierarcgy Data Format)層次數(shù)據(jù)格式是美國伊利諾伊大學的國家超級計算應用中心于1987年研制開發(fā)的一種軟件和函數(shù)庫，主要用來存儲由不同計算機平臺產生的各種類型的科學數(shù)據(jù)。3) TIFF圖像格式（Tag image file format）4) GeoTIFF圖像格式（geographically registered tagged image file format）2.3.5 圖像文件的坐標圖2.9 圖像坐標文件坐標指像素在圖像中的位置。2.