第三章遙感圖像校正forstudents

第三

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1為什么要進(jìn)行圖像校正傳感器的測(cè)量值≠目標(biāo)的光譜反射像元定位≠失真由哪些因素獲取圖像時(shí)的大氣條件 位置和角度條傳感器的性能不相應(yīng)的校正處輻射幾何糾21消除圖像數(shù)據(jù)中依附在輻亮度中的各種為輻射量校正(RadiometricCalibration，簡(jiǎn)稱(chēng)輻射校正)3點(diǎn)狀物體輻射通常是以球面波的形式向外均勻能量的。立體角用單位立體角上的輻射通量，單位為Wm-2sr-2。42反射率吸收率和透射率的和為。5 632.可見(jiàn)光和紅外的程輻射或路徑輻射(pathradiance)。中，當(dāng)λ≥0.5μm時(shí)懸浮顆粒散射量7可見(jiàn)光和紅外的在紅外光譜區(qū)域，各種氣體(主要是水蒸汽和CO2>吸收的 影響，表面觀測(cè)使用的大氣窗口主要是:λ<1.1μm、1.2、≤λ<1.3μm、4可見(jiàn)光和紅外的即使是相對(duì)清潔的大氣也會(huì)與入射的和反射的能相互作用。對(duì)熱紅外5輻射傳始圖像與目標(biāo)相比是失真的，這是因?yàn)樵凇髿狻繕?biāo)—Uermote(1997)將這些因素歸結(jié)為以下四個(gè)方3地形因素的貢獻(xiàn)。目標(biāo)高度與坡向也會(huì)對(duì)輻射造成影4）輻射光譜的影響。43.輻射 63.輻射 只考 光包 pathirradiance)三部分。 LsLsuL 輻射傳射射射輻射，其能量分為三個(gè)部分：地表熱發(fā)射輻、大氣下行熱發(fā)射輻射被地表反射后的輻、大氣上行熱發(fā)射輻。射射射傳感器接收的熱輻射總量為 L LeuL LBTTL1LT L和L大氣上行輻

73.輻射 8 （Rayleigh）和米氏散射（Mie）。瑞利散射由遠(yuǎn)小于光的2.散射增加了到 Cr=Bmax/Bmax和Bmin分別為圖像上最大亮度值和最小亮度值 92. 輻位 E(0,)E()sin為為 θ 總照

輻地形起傳感器接收的輻亮度和地面傾斜度有關(guān)。光線垂直入應(yīng)該予以消 達(dá)像平面P點(diǎn)的光強(qiáng)度為EEEcos4 斑點(diǎn)誤差主要由噪聲中往往是分散的和孤1(利用部分的圖像進(jìn)行直方圖匹配。在部分取出相對(duì)應(yīng)的n個(gè)點(diǎn)，利用這些點(diǎn)的成對(duì)像元值建立線傳感器端的輻射校正，對(duì) 遙感圖像來(lái)說(shuō)，又稱(chēng)大氣頂面輻射校正或大氣上界輻射校正據(jù)，可以是輻亮度也他的校正，則往往計(jì)算輻亮度

如果還需要進(jìn)行 對(duì)于朗伯體

LtE/Lp 對(duì)于非朗伯LtBRFE/其中，E是直射光與天空散射光在地面上的輻照度，τLtAC其中，A通過(guò)大氣向上傳輸?shù)闹苯拥孛孑椛溆纱髿庾陨硐蛏蟼鬏數(shù)妮椛淙邕x擇清潔水面為目標(biāo)，那么按線性模型處理為L(zhǎng)A*其中，A*為紅外波段輻射 和最大的輻亮度值不同 其中，L為圖像的輻亮度，單位為Wm-2sr-1；圖像增強(qiáng)效 . 輻射校 公式高度角α sinsinsincoscos式中：α為高度角;為圖像對(duì)應(yīng)地區(qū)的地理緯度;為赤緯（成像時(shí)直射點(diǎn)的地理緯度）;t為時(shí)角（地區(qū)經(jīng)度與成像時(shí)直射點(diǎn)33經(jīng)輻射公式 g(x,y)和f(x,y)的如下關(guān)系求解

f(x,y)g(x,y)/sin也可以用以下公式計(jì)算:f(xyg(x,y 高角進(jìn)行校正?；蛘呖捎孟旅娴墓竭M(jìn)行校正 輻輻 輻射校公式接或鑲嵌，也可作高 輻射波段比圖像上的陰影通常也是由高度角引起的，一般情況下圖像地形輻射地表反射到傳感器的輻亮度量與入射向量之間的夾角來(lái)時(shí)坡度為I0的坡面上入射點(diǎn)的光強(qiáng)度I為:IIcos處在坡度為α的坡面上的圖像g(x，y)校正后的圖像f(xy為f(x,y)g(x,y)/地形輻射感圖像中，遙感圖像需要進(jìn)行大氣校正。航空攝影獲取的圖大氣散射校正主要有三種方法 經(jīng)驗(yàn)線性反射率r之間存性關(guān)系:之間的關(guān)系式，借此計(jì)算像元的反射 內(nèi)部平 反射率，即R/–平場(chǎng)件下的光譜。R/其中，ρλ為相對(duì)反射率；Rλ為像元值；Fλ為定標(biāo)點(diǎn)(平場(chǎng)域 平場(chǎng)所以，從圖像中選擇一個(gè)合適的“平場(chǎng)”較為。對(duì)包果的虛假性。如果地區(qū)存在顯著的海拔變化轉(zhuǎn)換的結(jié)果實(shí)測(cè)光譜回歸這種方法要求野外測(cè)試與掃描同時(shí)進(jìn)行，通常選用同類(lèi)儀器測(cè)量，將地面測(cè)量結(jié)果與影像對(duì)應(yīng)的亮度值進(jìn)行回令bRLG 所以，a值被確定為:a=L-校正公式為L(zhǎng)G=L-輻射傳輸方程計(jì)（如：過(guò)境時(shí)的地物反射率、大氣能見(jiàn)度、天頂角、 大氣輻射傳輸?shù)纳闲休椛洌║pwellingradiance）為： 輻射傳遞方程計(jì)（1）6S6S（SodSutonofteSa teSglnteSoarSptr）大氣校正模型是在5S模型的礎(chǔ)上發(fā)展來(lái)的。S地?cái)M 在 －的傳輸過(guò)程中所受到的大氣影響。相對(duì)于5S模型，6S考慮了地面目標(biāo)的海拔高度、非朗伯面的情況新的吸氣體種類(lèi)（4，N2，）通過(guò)采用tetpproton近似算法和逐次散射算法（SOS）運(yùn)法，提高瑞利和度光步提5模型建立在輻射傳 論基礎(chǔ)之上，型應(yīng)用范，不研究區(qū)特點(diǎn)及目標(biāo)類(lèi)型等的影響。和）；大氣中的水和臭氧濃度氣溶膠濃度；輻射等常見(jiàn)傳感器的可見(jiàn)光近紅外波段 LOWTRAN lowtran7是一個(gè)光譜分辨率20cm-1的大氣輻射傳輸實(shí)用軟 lowtran7可以根據(jù)用戶的需要，設(shè)置水平、傾斜、及垂直 lowtran7的基本算法包括透過(guò)率計(jì)算方法，多次散射處理幾何路徑計(jì)算 MODTRAN 一般步驟：首先輸入反射率，運(yùn)行MODTRAN得到大氣公式進(jìn)行大氣糾正 輻射傳遞方程計(jì)MODTRAN可以計(jì)算0到50000cm1的大氣透過(guò)率和輻射亮度，在440nm到無(wú)限大的波開(kāi)發(fā)MODTRAN是為改進(jìn)LOWTRAN的光譜分辨率，MODTRAN將光譜的半高全寬度（fullwidthhalf um，F(xiàn)WHM）由LOWTRAN的20cm-1減少到2cm-1，目前的MODTRAN4.0的光譜分辨率已經(jīng)達(dá)到2cm-1， cm-1表示波數(shù)，指在波 （單位cm-1），=10000/λ（波長(zhǎng)單位 假設(shè)在2000nm時(shí)的波數(shù)分辨率是1.5cm-1，那么相應(yīng)的波長(zhǎng)分辨率

輻射傳遞方程計(jì)ATCOR大氣校正模型由德國(guó)Wessling光電Richter博ATCOR模型有兩種模式，一種是適用于 波段對(duì)對(duì)長(zhǎng)波影響小。以陸地資源TM圖像為例，波段1受散射影響最嚴(yán)重，其次為波段2、3，波段7受散射影響最小。為處理1回歸分析波段對(duì)比回歸分校正后的B1的值為B′1=B1-B1為圖像波段的灰度值，a0是上述方程的截距，即偏移同理，用上述方法可以對(duì)TM圖像的其他波段分別作校法直方法 遙感圖像的幾何誤差可分為靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差靜態(tài)誤差可分為內(nèi)部幾何精糾正以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)集(SE)-絕對(duì)糾正，即以地圖作為基礎(chǔ)糾正圖像，這是圖像-地圖的糾正，IS需要的地圖投影，由用戶完成，是圖像處理之前必須進(jìn)行的工56作。遙感圖像的幾何精糾配問(wèn)題，其重要性主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面基本的總體畸變可以看作是擠壓、、縮放、偏移以及更高次的進(jìn)行幾何精糾正 操作地面控控制點(diǎn)數(shù)目和圖像中控制點(diǎn)的首先在圖像上確定控制點(diǎn)地面控地面控制點(diǎn)坐標(biāo)的大比例尺地形圖可以提確的坐標(biāo)信息，是獲取控制點(diǎn)地地圖 多項(xiàng)式糾正

xa0a1X ybbX xy為像素的圖像坐標(biāo)ai、bi為多項(xiàng)式系數(shù) 多項(xiàng)式糾正 2采用多項(xiàng)式糾正時(shí)，在GCP處的擬合較好，但在其它點(diǎn)的誤重采 （2）6采Xf(x Yf(x,

,始規(guī)則網(wǎng)的地理坐標(biāo)(X,Y)在原圖像中對(duì)應(yīng)的位置(x,y)；根據(jù)(x,y)與周?chē)?始插產(chǎn)生新的像素值，然后把像素值寫(xiě)到(X,Y)xfX,Y糾正方程的一般形式為

yf(X,Y重采圖像重采樣方比較平滑，但計(jì)算工作量大，較費(fèi)時(shí) 重采(2)實(shí)際操作中，往往取x=INT(x+0.5),y=INT(y+0.5)處的像素 6.重采(2)1)雙線性內(nèi)插重采 6.重采(2)1)三次卷積內(nèi)插重g(x,g(x,y)4wiji1高分一號(hào)（GF- 搭載了兩臺(tái)2m分辨率全色/8m辨率多光譜相機(jī)（PMS），四臺(tái)16m分辨率多光譜相

輻射定標(biāo)：DN→輻亮大氣校正：輻亮度→

表觀反射

CalibrationType：ScaleOutputData

ENVI53文件夾上右鍵，選擇“屬性“安全”選項(xiàng)卡，單擊“編輯”(。“確定”。 多光譜-8m-4個(gè)波全色-2m-1

開(kāi)開(kāi)File-openas-ChinaSa 目標(biāo)圖像，viewMetadata 輻射輻射定標(biāo)與正射糾正的先后并沒(méi)有定公式增益和偏置在

輻射定標(biāo)-多光：定標(biāo)前后圖像值的輻射為了保證后期融合順利進(jìn) 需要將其定標(biāo)成表觀反射輻射定 FLAASH大氣校正多光譜AtmosphericCorrectionAtmosphericH譜H譜 FLAASH大氣 多 選擇MultispectralFLAASH大氣校正-多光 FLAASH大氣 多光、F、F為了節(jié)省內(nèi)存，H H處理完成后彈出 FLAASH大氣 多光選 T①利 構(gòu)建地理查找表GLT，再利用T做幾何校正，一般用在低分