遥感成像原理与遥感图像特征
2009-11-13 22:24
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遥感平台分为航天平台、航空平台和地面平台。航天平台在150km以上,最高的是地球同步卫星36000km。航空平台在100m~10km不等。
垂直投影与中心投影
常用大比例尺地形图属于垂直投影;摄影相片属于中心投影。
1)垂直投影图像的缩放与投影距离无关,有统一的比例尺;中心投影与平台高度和焦距有关;
2)投影面倾斜时,垂直投影的影像表现为比例尺放大;中心投影的相片上各点的比例尺均有不同变化。
3)地形起伏不影响垂直投影中投影点之间的相对位置;中心投影则会产生投影误差,投影误差和地形起伏有关。
像点位移
即指中心投影中因地形起伏导致在像平面上像点的位移,亦即投影误差。
δ=h*r/H
δ即投影误差;
h为地面起伏高差;
r为像点到像主点的距离;
H为摄影高度;
1)地形起伏高差越大,投影误差越大;
2)距离像主点越远,投影误差越大;
3)摄影高度越大,投影误差会越小。
摄影胶片的物理特性:
透光率=透射光量/投影光量
阻光率=1/透光率
光学密度=lg(阻光率)
曝光量=照度*曝光时间
感光特征曲线:横轴为曝光量的对数值,纵坐标为胶片的光学密度。
感光度:胶片对光的敏感程度。感光度低的胶片适合在强光下拍摄静止物体,噪音小,适于放大;感光度高的胶片适合在弱光下拍摄,或用于运动物体的拍摄。遥感需用感光度高的胶片。
反差:胶片明暗部分的密度差。最大反差是感光特征曲线上最大密度和最小密度之差。
反差系数:拍摄后负片影像与景物亮度反差之比,即特征曲线上的斜率。
斜率为1,说明胶片的光学密度正确反映地物的亮度差别;
斜率大于1,说明地物实际亮度差别在胶片上放大了;
斜率小于1,说明地物实际亮度差别在胶片上缩小了。
航空摄影要求胶片反差系数大于1,目的是为了提高影像的反差,便于识别地物。
灰雾度:未经感光的胶片显影后产生的光学密度。
解像力(胶片分辨力)以每毫米范围内分辨出的线条数,单位为线对/毫米。
遥感摄影胶片分为:黑白片、真彩色片、红外假彩色片。
扫描成像方式有三种:光机扫描成像、固体自扫描成像、高光谱成像光谱扫描。
光机扫描局限:要求探测原件响应时间足够快。
固体自扫描:CCD阵列探测原件+刷式扫描成像。
成像光谱技术:分割波段,增加波谱取样点,接近光谱曲线,最终既能成像又能获得目标光谱曲线的技术。
微波遥感:通过微波传感器获取从目标地物发射或反射的微波辐射,经过判读处理来识别地物的技术。
特点:
1)对云层、雨区穿透能力较强,基本不受烟、云、雨、雾的限制;
2)有的地物对微波辐射敏感(微波辐射或反射能力大);
3)对冰、雪、森林、土壤等具有穿透能力;(趋肤深度
:电磁波振幅减少1/e倍的穿透深度)
4)对海洋遥感有特殊意义;
5)分辨率低,但物理特性明显。
地物对微波的反射能力主要取决于物体的介电常数,金属等良导体反射能力强。
侧视雷达
的分辨力分距离分辨力和方位分辨力。
距离分辨力
Pg
=τ*c/(2cosΦ)
τ:脉冲宽度;
c:波速;
Φ:俯角。
俯角越大,距离分辨力越低;俯角小,距离分辨力高。
方位分辨力
Pa
=(λ/D)*R
λ:微波波长;
D:天线孔径;
R:距离目标地物的距离。
提高距离分辨力:脉冲压缩技术+合成孔径雷达。
遥感图像特征
空间分辨率:像素所代表的地面范围的大小。
波谱分辨率:接受目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔。
辐射分辨率:传感器接受波谱信号时,能分辨的最小辐射度差。
时间分辨率:同一地点进行遥感采样的时间间隔,亦称重访周期。
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