辐射定标
TM图像辐射定标
一般采取发射前定标，定标系数在卫星发射前测定好， 在头文件中可以读取，定标公式为：
L = a*DN + b
a (gain)、b (offset) 通常可以从遥感图像辐射定标与纠正
辐射纠正 — 反射率的计算
辐射纠正：将目标物的辐亮度L转化为反射率R 反射率的求算
2.1 图像几何纠正
几何纠正的缺点
对图像亮度值的重新采样，改变了原图像数据，对 遥感图像的信息分析及定量研究有影响
多项式纠正模型无法纠正地形引起的位移 高精度的几何纠正需要大量的地面控制点，需要较
多的人工时间来选取控制点 低空间分辨率的图像控制点选取较困难
2.2 遥感图像辐射定标与纠正
卫星发射前在地面上对仪器进行反复定标
机（星）上定标（on-board）
在仪器扫描过程中根据参考的标准灯光和阳光光源进行定标
地面目标物定标
获取卫星数据过程中，在典型地区（地物单一，具有朗伯体 性质，如沙漠、清洁湖面等）进行同步光谱测量，然后用地 面光谱数据对卫星遥感数据进行定标
2.2 遥感图像辐射定标与纠正
2.1 图像几何纠正
几何纠正的分类
图像地理编码（Geo-coding）
把图像纠正到一种统一标准的坐标系，以使地理信息系统 中来自不同遥感器的图像和地图能方便的进行不同层之间 的操作运算和分析
图像正射投影校正（Ortho-rectification）
借助于数字高程模型（DEM），对图像中每个像元进行地形 变形的校正，使图像符合正射投影的要求
第二章 遥感数据的处理与分析
内容
2.1 遥感图像几何纠正 2.2 遥感图像辐射定标与纠正 2.3 遥感图像的大气校正 2.4 遥感图像增强 2.5 图像数据融合 2.6 遥感图像解译
2.1 图像几何纠正
遥感图像的几何变形
系统性变形
遥感平台和遥感器等仪器本身引起的变形 有规律，可用数学公式或模型来预测
2.1 图像几何纠正
几何纠正的步骤
选择纠正模型
根据可以接受的最大总均方根误差，来调整控制点
若超过可接受的误差，则需要删除具有最大均方根误差的地 面控制点
必要时，需要选取新的控制点，改选坐标变换函数式 重复以上步骤，直到达到所要求的精度
2.1 图像几何纠正
几何纠正的步骤 重采样、内插
双线性内插法 ▪ 使用邻近四个点的像元值（右图 中有a,b标志的像元），按照其距 内插点的距离赋予不同的权重， 进行线性内插 ▪ 优点：具有平均化的滤波效果， 边缘得到平滑，产生的图像比较 连贯 ▪ 缺点：破坏了原来的像元值
2.1 图像几何纠正
几何纠正的步骤
重采样、内插
三次卷积内插法 ▪ 使用内差点周围16个点的像元值 （右图中有a,b,c标志的像元）， 用三次卷积函数内插 ▪ 优点：对边缘有所增强，具有均 衡化和清晰化的效果 ▪ 缺点：破坏了原来的像元值，计 算量较大
对原始图像按一定规则重新采样，进行 亮度值的插值计算，建立新的图像矩阵 最邻近法 ▪ 将最邻近的像元值赋予新像元 ▪ 如右图，将原图中a像元的亮度值 赋给输出图像中带阴影的像元 ▪ 优点：输出像元值不变，处理速 度快 ▪ 缺点：最大产生半个像元误差
2.1 图像几何纠正
几何纠正的步骤
重采样、内插
假设地面是朗伯面反射且天空辐照度各向同性，卫
星观测到的行星反射率 R为
R
L
E D
⑴
由于行星反射率是分波段的，因此要添加波段宽度 D
2.2 遥感图像辐射定标与纠正
辐射纠正 — 反射率的计算
反射率的求算
2.1 图像几何纠正
几何纠正的步骤
地面控制点（GCP: Ground Control Points）的选 取
应选取在图像上有明显的、清晰的定位识别标志，如道路 交叉点、建筑边界、农田界线
控制点上的地物应不随时间而变化，以保证当两幅不同时 段的图像或地图几何纠正时，可以同时识别出来
在没有做过地形纠正的图像上选控制点时，应在同一地形 高度上进行
控制点应均匀分布在整幅图像内，且要有一定的数量保证
2.1 图像几何纠正
几何纠正的步骤
选择纠正模型
即选择合适的坐标变换函数式，建立图像坐标与其参考坐 标之间的关系式
主要是用多项式方程来表达二者的关系 对于中等几何变形的小区域图像，一次线性多项式即可纠正6
种变形：x,y方向的平移及比例尺变形、倾斜和旋转 对于变性比较严重的或精度要求较高的图像，可用二次或三次
非系统性变形
其他人为因素引起的变形，如遥感器平台的不稳定 无规律性，很难预测
2.1 图像几何纠正
几何纠正的分类
图像配准（Registration）
同一区域里一幅图像（基准图像）对另一幅图像的校准， 使两幅图像中的同名像元配准
图像纠正（Rectification）
借助于一组地面控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正 又称为地理参照（Geo-referencing）
多项式
2.1 图像几何纠正
几何纠正的步骤
选择纠正模型
根据总均方根误差来调整控制点
确定多项式方程后，计算每个地面控制点的均方根误差RMSerror
RMSerror (x x)2 ( y y)2
x,y：地面控制点在原图像中的坐标 x’,y’：对应于相应的多项式计算的控制点坐标
均方根误差代表了每个控制点几何纠正的精度
辐射定标
指将接收的遥感数据，通常是灰度（DN）值，转换成实 际的物理量（如辐射亮度、反射率等）。
通常，遥感器接收到来自目标物的辐射信息后，将其转 为灰度值进行存储，是为了节省空间
Landsat TM: 0-255 NOAA AVHRR: 0-1023 但是，当我们开展定量分析的时候，就必须重新将其转 换回实际物理量。
2.2 遥感图像辐射定标与纠正
辐射定标
定标过程一般采取线形公式进行转换： L = a*DN + b （或：DN = a*L + b）
a(gain)、b(offset)通常可以从遥感数据头文件读出 L
线形区域
DN
2.2 遥感图像辐射定标与纠正
辐射定标
辐射定标的种类
发射前定标（prelaunch）