d.控制点的选取
1) 控制点数目的确定
n次多项式，控制点的最少数目为(n+1)(n+2)/2。
一次多项式至少需要3个控制点 二次多项式至少需要6个控制点 三次多项式至少需要10个控制点 一般(n+1)(n+2)/2个控制点只是解线性方程所需 的理论最少的点，这样少的点使校正后的图象效果 很差。控制点增加，计算方法改进，采用最小二乘 法，通过对控制点数据进行曲面拟合来求系数。 在条件允许的情况下，控制点数的选取都要大于最低数很多。
计算量增加，且对图 像起到平滑作用，从 而使对比度明显的分 界线变得模糊。
鉴于该方法的计算量和精度 适中，只要不影响应用所需 的精度，作为可取的方法而 常被采用。
3次卷 更好的图像质量，细节 积内 表现更为清楚。
插
计算量很大。
欲以三次卷积内插获得好的 图像效果，就要求位置校正 过程更准确，即对控制点选 取的均匀性要求更高。
第六章 遥感图像处理
6.1 遥感图像基础 6.2 辐射校正 6.3 几何校正 6.4 遥感数字图像增强
第一节 遥感图像基础
一、彩色图像特征
（一)色彩概述
1、颜色性质 颜色的性质用明度、色调、饱和度（颜色三
个最基本的特性）来描述 。
色调
色调：是色彩彼此相互区分的特性。
物体的色调决定于物体向外辐射的光谱组成，不 同色调的物体具有不同的辐射光谱。光谱的色调决 定于辐射的光谱组成对人眼所产生的感觉。
二、辐射定标
辐射定标是将传感器记录的电压或数字值转换成 绝对辐射亮度的过程，这个辐射亮度与传感器图 像构成特性无关。通过传感器辐射定标可以将传 感器输出值转换成云顶辐射亮度，它是定量遥感 中非常重要的过程。
辐射定标包括三个内容：
1）发射前的实验室定标 2）基于星载定标器的飞行中定标 3）在轨运行期间采用基于陆地或海面特性的“替代定
第二节 辐射校正
一、辐射误差产生的原因
遥感图像的辐射误差主要有三个因素 ❖ 传感器的光电变换 （…) ❖ 大气的影响(…) ❖ 光照条件 (…)
传感器在光电变换的过程中，对各波段的灵敏度是有差异的，也 就是说：
传感器对各波段的光谱响应是不同的，由此造成辐射畸变。
另外，传感器的光学镜头的非均匀性，会引起边缘减光， 也会造成图像辐射的畸变。
最近邻法 双向线性内插法 三次卷积内插法。
估算方法
1）最邻近法
估算方法
2）双线性内插法
估算方法
3）三次卷积法
计算方法－三种方法比较
方法
优点
缺点
提醒
最邻 简单易用，计算量小 近法
双线 性内 插法
精度明显提高，特别是 对亮度不连续现象或线 状特征的块状化现象有 明显的改善。
处理后的图像亮度具 有不连续性，影响精 确度
输 入 图 象
统 计 直 方 图
按
按
等
等
级
级
划
赋
分
色
b.多波段彩色变换
多波段彩色变换就是指多波段图像中选出三个波段，分 别赋予红、绿、蓝三原色进行合成，得到彩色合成图像。
常用的波段组合有：真彩色合成图像、假彩色合成图像 等等。
真彩色合成图像 321 标准假彩色合成图像 432 假彩色合成图像 543
Lb La
回归分析法
Lb La
辐射预处理方法的选择
直方图最小值法 回归分析法
较大区域或整幅影像 较小区域或局部影像
C.模型分析法
模型基于MODTRAN 大气辐射传输模型 计算建立的 查找表 （ look up table,LUT ） , 并 结 合 暗 元 目 标 法 （ dark object method,DOM）,利用遥感影像自身的信息对遥感影 像进行大气校正。该模型进行的影像逐像元的大气校正, 能够有效地降低大气中的大气分子、水汽、臭氧、气溶胶 粒子等对卫星遥感影像造成的影响,获得更加精确的地物 真实反射率,有利于遥感信息的进一步定量提取和专题解 译.
标”，或借助其他卫星进行的“交叉定标”
三、大气校正
L2 Lp L1
反射
30%吸收程ຫໍສະໝຸດ 17%辐31%
散射
射
22%
漫入射
地表反射率R
A. 直方图最小值去除法
数字图像
直方图
B.回归分析法
假定某红外波段，存在程辐射为主的大气影响， 且亮度增值最小，接近0，为a波段；现在需要找到其 他波段相应的最小值，这个值一定比A波段最小值大 ，为b波段，以此为XY做回归，得到截距α ；以b图 象减去α ，就去掉程辐射。
3) 地表曲率的影响
像点位移
像元对应于地面宽度的不等
4) 大气折射的影响
N
P
大气折射的影响
第二节 多项式校正
几何畸变有多种校正方法，但常用的是一种通用的精校正方法、 适合在地形平坦，不需要高程信息，或地面起伏较大而无高程信 息。
校正后的图象是由等间距的网格点组成，且以地面为标准，符 合某种投影的均匀分布，图象中格网的交点可以看作是像元的中 心。
地面分辨率/米
30 30 30 30 30 60 30 15
1、真彩色合成
在进行彩色合成时，要保持分解和还原过程中所采 用的滤光系统波段的一一对应关系，此时还原得到的彩 色与原物体或景观的色彩一样，称为（真）彩色合成。
利用数字技术合成真彩色图像时，是把红色波段 的影像作为合成图像中的红色分量、把绿色波段的影 像作为合成图像中的绿色分量、把蓝色波段的影像作 为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。
四、太阳高度和地形校正
美国达特茅斯大学的Reeder博士对位于Grand的阔叶落叶 林区Landsat TM 4影像亮度值与入射角I余弦、坡度、高 程分别进行回归分析，发现影像亮度值与cosI之间具有高 度相关性，相关系数达0．64，而与坡度、高程的相关性 相对较低，相关系数仅有0．04和0．03.
2）减色法
是从自然光（白色光）中减去其中一种或两种基色光
而生成色彩的方法。
黄色＝红+绿＝白 – 蓝色
品红＝红+蓝＝白 - 绿色
青＝蓝+绿＝白 – 红色 青+品红＝白－（红+绿）＝蓝 黄+青＝白－（蓝+红）＝绿 黄+品红＝白-（蓝+绿）＝红 品红+青+黄＝白－（绿+红+蓝）
＝黑
黄
红
绿
黑
1) 传感器外方位元素变化
航高 （导致图象扫描行对应地面长度变化） 航速（卫星飞行速度不均、快-扫描超前、慢-扫描滞后） 俯仰：星下点俯时后移、仰时前移 翻滚（导致星下点在扫描方向偏移） 偏行（卫星在前进过程中，相对于原航向偏转了一个小角度，导
致图象畸变）
2) 地表起伏的影响
高差引起的像点位移
2）三原色（三基色）：若三种颜色，其中任一 种都不能由其余两种颜色混合相加产生，这三种 颜色按一定比例混合，却可以形成各种色调的颜
色，称为三原色或三基色。
620-760nm
500-560nm
430-470nm
三原色通常采用红、绿、蓝三色
2、彩色合成法
彩色合成原理 通常利用三种基本色光按一定比例混合叠加而成各
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3、彩色变换
彩色变换就是将黑白图像转换成彩色图像的方法。
主用的方法有单波段彩色变换、多波段彩色变换、HLS 变换等。
a.单波段彩色变换（密度分割）
单波段彩色变换就是指将某一单色波段的遥感图像的整 个亮度值，按照一定量分割成若干个等量或不等量间隔， 每一间隔赋予一种颜色，以控制成像系统的彩色显示， 就可得到一幅彩色密度分割图像。
a.基本思路
b.具体步骤
1、寻找一种数学关系，建立变换前图象（x,y）与变换后 图象坐标 (u,v)的关系。 该变换按行逐点计算。 X=fx(u,v) Y=fy(u,v)
2、计算每一点像元的亮度值，一般来说，新点亮 度值介于邻点亮度值之间，所以常用内插法计算。
c.计算方法
计算方法 为了确定校正后图像上每点的亮度值，只要求出其 原图所对应点（x，y）的亮度。通常有三种方法：
太阳高度校正
DN’=DN/(SIN P)
第三节 几何校正
当遥感图象在几何位置上发生了变化，产生 了行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确， 地物形状不规则变化时，遥感影象发生了几何畸 变。产生了平移、缩放、旋转偏扭、弯曲及其他 变形综合结果。
一、几何畸变产生的原因
遥感图像的几何变形误差可以分为静态误差和动态 误差两大类。静态误差指在成像过程中，传感器相 对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差； 动态误差则主要是由于在成像过程中地球的旋转所 造成的图像变形误差。
彩色合成可分为真彩色合成和假彩色合成。
Landsat-7TM技术参数
波段序号
1 2 3 4 5 6 7 PAN
波长范围/微米
0.45—0.52 0.52—0.6 0.63—0.69 0.76—0.90 1.55—1.75 10.4—12.5 2.08—2.35 0.50—0.90
波段名称
蓝色 绿色 红色 近红外 短波红外 热红外 短波红外 全色波段
2）重氮法：是利用重氮盐的化学反应处 理彩色单波段影像透明片的方法，各波段图 像可重叠阅读。
3）印刷法：是利用彩色制版和印刷工艺， 根据减色法原理进行的彩色合成。
2、光学增强处理
（1）改变对比度 （2）相关掩膜处理方法 （3）边缘突出 （4）显示动态变化
二、彩色增强
多波段彩色合成处理是依照彩色合成的原理，将 同一地区或同一幅彩色图象不同波段的分光黑白图象， 分别通过不同的滤光系统，并准确套准，生成彩色图 象的技术。
步的处理。
2、数字图像增强的方法有对比度变换、空间滤波、彩色变换、 图像运算、多光谱变换等等。