模拟图像
–
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3.3.1 遥感数字图像的概念

遥感数字图象
– 指以遥感方式获得的以数字形式表述的遥感影像 – 遥感数字图像最基本的单位是像素 – 像素的属性特征常用灰度值来表示，即该像素位置上亮暗程 度的整数值
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3.3.2 遥感数字图像处理

一、遥感数字图像的获取 通过接收、记录目标物的电磁波特征的仪器，即传感器 获得的
–
对比分析法包括同类地物对比分析法、空间对比分 析法和时相动态对比法。不仅是同一遥感影像图进 行对比，而且要借助不同时相的遥感影像图之间进 行对比。
综合考虑遥感图像多种解译特征，分析、推理某种 目标地物的方法。

综合推理法
–
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3.2.2 遥感图像解译方法与步骤

信息复合法
–
利用专题图和地形图等信息与遥感影像图重合，根 据这些辅助信息识别遥感影像图上目标地物的方法。
根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相 互制约的关系，借助专业知识，分析和推理某种地 理要素性质、类型、状况与分布的方法。

地理相关分析法
–
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3.2.2 遥感图像解译方法与步骤
准备工作
确定研究区域
目 视 解 译 步 骤
确定研究区域的地物分类系统与判读标志
室内详细判读
野外验证与补判
目视解译成果转绘与制图
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3.3 遥感数字图像信息提取
3.3.1 遥感数字图像的概念

图象、数字图象 遥感数字图象 遥感数字图像的获取 遥感数字图像预处理 遥感数字图像的变换、增强和融合 遥感数字图像分析
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3.3.2 遥感数字图像处理
大气纠正方法

以红外波段最低值校正可见光波段 回归法 相对散射模型
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3.3.2 遥感数字图像处理
以红外波段最低值校正可见光波段


前提假设：大气散射的影响主要在短波波段，红外波 段中清洁的水体几乎不受影响，反射率值应当为0。由 于散射影响，而使得水体的反射率不等于0，推定是由 于受到了天空辐射项的影响。 直方图法确定 纠正方法：差值法
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3.1.1 遥感图像地物特征


1、地物的反射光谱特性
反射率

地物的反射能量Pe占总入射能量Po的百分比， 称为反射率ρ
Pe 100 % Po

反射类型

镜面反射（Specular reflection）
入射波与反射波在同一平面内，入射角与反射角相等 时，所形成的反射现象



黑体，其发射率ελ=1，即黑体发射率对所有波长都是一个常 数，并且等于1。 灰体，其发射率ελ=常数＜1。即灰体的发射率始终小于1，发 射率ελ不随波长变化。 选择性辐射体，其发射率ελ＜1， 发射率ελ随波长而变化。
地物的发射波谱特性曲线 《遥感地学分析》课程编写小组
3.1.1 遥感图像地物特征

遥感资料的选择

资料类型选择 波段选择 时间选择 比例尺选择

遥感图像的处理

影像放大 影像数字化 图像处理
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3.2.2 遥感图像解译方法与步骤
目视解译的方法

直判法
–
是根据遥感影像目视判读直接标志，直接确定目标 地物属性与范围的一种方法。

对比分析法
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3.1.2 典型地物的反射光谱特征
2、土壤的反射光谱特征
自然状况的土壤表面的反射率没有明显 的峰值和谷值，一般来说土质越细，反射率 越高，有机质含量越高和含水量越高反射率 越低。此外土壤的肥力也会对反射率产生影 响。
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3.1.2 典型地物的反射光谱特征
数 字 图 像 获 取 过 程 《遥感地学分析》课程编写小组
3.3.2 遥感数字图像处理
二、遥感数字图像预处理

1、辐射校正
消除图像数据中依附在辐射亮度里的各种失真的过程 称为辐射校正。完整的辐射校正包括遥感器校正、大气校 正，以及太阳高度和地形校正。
遥感器纠正：遥感器的设计 大气辐射纠正： 地形辐射纠正：需要DEM 地物反射模型纠正：需要和成像时刻取得同步的地面地物光 谱测量数据
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3.1 遥感图像地物特征与识别
3.1.1 遥感图像地物特征

地物的反射光谱特性 地物的发射光谱特性 地物的透射光谱特性
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3.1.1 遥感图像地物特征
在可见光与近红外波段，地表物体自身的辐射几乎等于零。 地物发出的波谱主要以反射太阳辐射为主。太阳辐射到达地面 之后，物体除了反射作用外，还有对电磁辐射的吸收作用。电 磁辐射未被吸收和反射的其余部分则是透过的部分，即： 到达地面的太阳辐射能量＝反射能量＋吸收能量＋透射能量 一般而言，绝大多数物体对可见光都不具备透射能力，而 有些物体如水，对一定波长的电磁波透射能力较强，特别是对 0. 45 ~ 0. 56μm的蓝绿光波段，一般水体的透射深度可达 10~20 m，清澈水体可达100 m的深度。 对于一般不能透过可见光的地面物体，波长5 cm的电磁波 却有透射能力，如超长波的透射能力就很强，可以透过地面岩 石和土壤。
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3.2.2 遥感图像解译方法与步骤
1、目视解译的认知过程

自下向上过程


图像信息获取 特征提取 识别证据选取 特征匹配 提出假设 图像辨识

自上向下过程


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3.2.2 遥感图像解译方法与步骤

2、图像解译方法

遥感资料的选择及影像处理
不同含水量的土壤反射光谱曲线
三种土壤反射波谱曲线比较
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3.1.2 典型地物的反射光谱特征
3、水体的反射光谱特征
水体的反射主要在蓝光波段，其他波段吸收都很 强，特别在近红外以后水体便成为一个吸收体。 光谱反射特性可能包括来自三方面的贡献：水 的表面反射、水体底部物质的反射和水中悬浮 物质的反射。 光谱吸收和透射特性不仅与水体本身的性质有 关，而且还明显地受到水中各种类型和大小的 物质——有机物和无机物的影响。
太 阳 辐 射
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3.1.1 遥感图像地物特征


3、地物的透射光谱特性
透射率
即地物透射的能量与入射总能量的百分率，称之 为投射率
τ=Eτ/Eο×100%
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3.1.2 典型地物的反射光谱特征
1、岩石的反射光谱特征
岩石的波谱特征是地质遥感的基础，不同的矿物 成分、矿物含量、风化程度、含水状况、颗粒大小、 表面的光滑程度、色泽等都会影响到其反射波谱特征。
STEP1: 根据某个可见光波段的直方图选出黑暗地物的 初始灰雾值； STEP2: 根据此灰雾值的幅度确定大气类型（选择合适 的散射模型）； STEP3: 根据模型和初始灰雾值预测其它波段的灰雾值； STEP4: 对每个波段进行大气纠正。
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3.2.1 目视解译标志




阴影（shadow）：阴影是遥感图像上由于电磁辐能量被遮 挡而产生的辐射能量减弱。由于阴影的存在，可据此地物 的性质或高度，应注意的是阴影的形状与大小受到辐射能 量入射角的影响。 形状（shape）：是指目标地物在遥感影像上呈现的外部轮 廓。由于不同地物的顶视平面的差异，可据此判断目标地 物的性质。 纹理（texture）：是指遥感图像中目标地物内部色调有规 则变化造成的影影结构。 大小 （size）：指遥感图像上目标地物的形状、面积与体 积的度量关系。是遥感图像上测量目标地物最重要的数量 特征之一。同时根据其大小可以推断地物的属性。
3.3.2 遥感数字图像处理


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3.3.1 遥感数字图像的概念

图象、数字图象
物理世界中客观对象的一种表示

数字图像
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客体或可见图像的数字表述。它实际上是具有某种数 值的一些点按行(横)和列(纵)排成的二维矩阵 指空间坐标和明暗程度都连续变化的、计算机无法直 接处理的图像
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3.2.1 目视解译标志
2、间接解译标志


位置（site）：指目标地物分布的地点。任何 地物与其周围地理环境（geographical Environment）或生态环境(ecological Environment)总是存在着一定的空间关系，并 受到周围环境的某种程度的制约。 相关布局（association）：是指多个目标地 物间的空间配置关系。
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3.3.2 遥感数字图像处理
回归法
原理 选择可见光和红外波 段进行2维散点图，建 立线性回归方程。

TMi ai bi TM 7
TMi ai bi TM 7
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3.3.2 遥感数字图像处理
相对散射模型



漫反射（Diffuse reflection）
无论入射波方向如何，其反射波分散到各个方向
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3.1.1 遥感图像地物特征

方向反射：朗伯体表面实际上是一个理想化的表 面。它被假定为介质是均匀的、各向同性的，并 在遥感中多用以作为近似的自然表面。