遥感制图全册配套完整课件

遥感制图全册配套完整课件第一章绪论《遥感制图》《遥感导论》《遥感数字图像处理》《遥感制图》《数字图像处理》《遥感技术及其应用》相关课程第一章绪论第二章电磁辐射与地物光谱特征第三章遥感成像原理与遥感图像特征第四章遥感图像处理第五章遥感图像目视解译方法第六章遥感数字图像计算机解译第七章遥感制图方法第八章影像地图的制作第九章普通地图的更新第十章专题地图与系列地图的制作课程结构（以前）第一章绪论第二章遥感成像原理与成像特征第三章遥感影像图的辐射校正与修复第四章遥感影像图的增强、复原与融合第五章遥感制图的几个基础问题第六章数字高程模型的遥感生成方法第七章正射影像图与三维景观图的制作第八章遥感影像地图的制作第九章普通地图的更新第十章遥感定性专题地图的制作第十一章超分辨率遥感制图第十二章遥感定量专题图的制作第十三章太空遥感制图第十四章遥感系列地图与地图集的制作课程结构遥感（RemoteSensing）遥远的感知”遥感的基本概念“千里眼”、“顺风耳”

地球上每一个物体都在不停地吸收、发射和反射信息和能量，其中有一种人类已经认识到的形式——电磁波，并且发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。广义的遥感遥感是通过不与物体、区域或现象接触获取调查数据，并对数据进行分析得到物体、区域或现象有关信息的一门科学和技术。包括对重力、磁力、声波、地震波的探测。遥感的基本概念狭义的遥感遥感是利用搭载在航空航天平台上的传感器记录各种地球表面物体反射和发射的电磁能量变化，通过分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。1988年ISPRS在日本京都第16届大会上定义：摄影测量与遥感是对非接触传感器系统获得的影像及其数字表达进行记录、量测和解译，从而获得自然物体和环境的可靠信息的一门工艺、科学和技术遥感的基本概念信息获取：信息获取是指运用遥感设备接收、记录目标物电磁波特性的探测过程。信息获取所采用的遥感技术装备主要包括遥感平台和传感器。信息处理：信息处理是对所获取的遥感信息进行校正、分析和解译处理的技术过程。信息应用：信息应用是将遥感信息应用于各业务领域的使用过程。按遥感平台分：地面遥感、航空遥感、航天遥感、太空（航宇）遥感按传感器的探测波段分：紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感按工作方式分：主动遥感、被动遥感按应用领域分：资源遥感、环境遥感、农业遥感、林业遥感、气象遥感、……等等遥感类型遥感的发展遥感可以广泛应用于测绘、军事、气象、资源、环境、防灾减灾、农业、林业、地质、水利、城市规划等多个领域2009年，全球遥感技术市场约为82亿美元，预计到2014年，其将增长到110亿美元，年复合增长率为6.1％。我国政府十分重视发展遥感技术，在《国家科学技术中长期规划纲要(2006～2020)》中，已将高分辨率遥感对地观测系统列为国家重大专项。温家宝总理指出要“特别要大力推广应用地理信息系统、卫星定位系统、遥感技术，提高资料信息的综合处理能力”；胡锦涛总书记提出“要加快遥感、地理信息系统、全球定位系统、网络通信技术的应用”。地图的基本概念地图就是依据一定的数学法则，使用制图语言，通过制图综合，在一定的载体上，表达地球（或其他天体）上各种事物的空间分布、联系及时间中的发展变化状态的图形。按照地图的内容，地图可分为普通地图、地形图和专题地图三种。（1）按其区域范围分为：世界图、半球图、大洲图、大洋图、大海图、国家（地区）图、省区图、市县图等。（2）按其专题学科分为：自然地图、人口图、经济图、政治图、文化图、历史图。（3）按其具体应用分为：参考图、教学图、地形图、航空图、海图、海岸图、天文图、交通图、旅游图等。（4）按其使用形式分为：挂图、桌面图、地图集（册）等。（5）按其表现形式分为：缩微地图、数字地图、电子地图、影像地图等。（6）按其印刷开本分为：16开、8开、4开，对开，全张、两全张、三全张、四全张，九全张。（7）按地图分类：地图集，电子地图，三维地图，卫星地图，影像地图等。地图的基本概念地图4D产品

随着技术的进步，地图不在局限与以往的模式，现代数字地图主要由DOM、DEM、DRG、DLG

以及复合模式组成。数字正射影像图（DigitalOrthophotoMap简称DOM）是对遥感影像进行逐象元纠正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。

DOM信息丰富直观，具有良好的可判读性和可量测性，从中可直接提取自然地理和社会经济信息。

地图4D产品

数字高程模型（DigitalElevationModel简称DEM）是以高程表达地面起伏形态的数字集合。

DEM可制作透视图、断面图，进行工程土石方计算、表面覆盖面积统计，用于与高程有关的地貌形态分析、通视条件分析、洪水淹没区分析。

数字线划地图（DigitalLineGraphic简称DLG）是现有地形图上基础地理要素的分层矢量数据集，且保存要素间空间关系和相关的属性信息。

数字栅格地图是纸制地形图的栅格形式的数字化产品。

遥感技术的发展为古老的地图学赋予了新的生命活力，为地图制作提供了丰富多样的信息源，使地图学从内容到形式以及制作方面都发生了全新的变化。1.遥感技术为地图制作提供了新的、丰富的信息源遥感数据具有全球性、完整性、系统性和周期性，因而为地图编制解决了一系列难题：保证地图的完整性。遥感数据可以覆盖地球的每一个角落，一般情况下不存在数据的空白区。近三十年来，不少国家利用陆地卫星图像修编和更新了普通地图，并新编了各种专题地图，尤其是填补了过去人们难以进入的制图区域的空白。保证地图现势性。由于遥感信息源更新的周期短，利用遥感信息制图可提高地图的现势性，大大缩短地图的更新周期。保证地图制作的经济性遥感制图的意义2.遥感技术为制图工艺带来了新变化遥感技术与地图科学的结合，打破了从线划图到线划图，从大比例尺图到小比例尺图的传统地图制图模式，使地图制图可以建立在遥感图像的基础上。从遥感图像直接成图，这是地图学史上的又一次飞跃。传统的地图制图过程中，制图综合质量受制图人员条件的限制（对地理特征的认识水平、制图熟练程度等）。而遥感制图则有利于地图质量的提高。传统的经地面调查编制而成的各种专题地图，受制图时间、条件、人员水平差异的限制，往往使得同一制图区域范围内，不同专题图相关专业的内容和类型界线出现矛盾现象。而遥感制图是根据统一的信息源进行遥感图像解译成图，这种成图方法有利于各专题图幅之间内容的统一协调。遥感制图的意义3.遥感技术发展了地图学理论对地图信息论的影响地图信息论是研究地图图形显示、传递、存储、处理和利用空间信息的理论。遥感图像的宏观性、多光谱特性和多时相特性，充实和丰富了地图信息。通过对多波段、多时相、多种遥感图像的分析，使得通过遥感图像所提取的信息，要超过一般地面观察所能获取的信息。因此，开展对地图信息与遥感信息特征结合方面的理论研究，对地图学理论的发展具有重要的实际意义。遥感制图的意义地图信息传输论是研究地图信息传递过程和方法的理论。遥感制图在制图程序上改变了常规制图的模式，也改善了地图信息传输的模式，它对地图信息传输理论的影响主要表现在：（1）改变了地图信息传输的模式。客观世界制图者的认识地图用图者的认识客观世界(遥感图像)制图者的认识地图用图者的认识(常规制图信息传输模式示意图)遥感制图信息传输模式示意图:遥感制图的意义（2）减少制图过程中信息的损失和变形（避免多次综合）（3）提高地图应用的效率对地图模型论的影响地图模型论是把地图作为一种模型来看待，并用模型法来解释地图的制作和应用的理论。遥感图像把地图模型和对实地进行分析研究的结合变为现实，这就改变了传统地图图形来自野外调查制图的、根据特征点转绘类型界线的作法，依据遥感图像的影像特征，进行专题类型界线的线转绘，这种作法可以保证遥感系列制图各专题要素内容的正确性与协调性。对地图感受论的影响地图感受论是研究应用生理学和心理学的一些理论来探讨读图过程，为取得较好的地图传输效果，为选择最佳的地图图形与色彩设计提供科学依据。遥感影像越来越多地出现在各种专题地图当中，这为地图感受论提出了广泛的研究课题。遥感制图的意义谢谢！授课完毕第二章遥感成像原理与成像特征

沈焕锋

武汉大学

资环与环境科学学院

shenhf@《遥感制图》提纲主动遥感与被动遥感遥感的主要成像手段

国内外遥感观测平台观测平台的组网技术2356遥感卫星运行轨道1遥感影像的分辨率4地球同步卫星：相对静止在赤道某一点上空，运行方向、速度与地球自转相同，静止卫星。太阳同步卫星：轨道近似穿越极地，通过地球上同一点上空的时间一致。遥感卫星轨道提纲主动遥感与被动遥感遥感的主要成像手段

国内外遥感观测平台观测平台的组网技术2356遥感卫星运行轨道1遥感影像的分辨率4主动遥感：探测仪器发出特定波长的信号，然后探测被地面或大气反射到仪器的信号。大气主动遥感26被动遥感：探测仪器获取目标物体自身发射或是反射来自自然辐射源的电磁波信息的遥感系统

。被动遥感提纲主动遥感与被动遥感遥感的主要成像手段

国内外遥感观测平台观测平台的组网技术2334遥感卫星运行轨道1遥感影像的分辨率4遥感成像手段遥感必须利用某种电磁波优势:

遥感成像手段可见光与近红外遥感(被动)可获取真彩色影像可获取高空间分辨率影像（全色波段）可直接反演多种物理参量不足:

不能昼夜连续观测受天气条件影响大0.40um~0.76um,0.76um~3.0um反射能量遥感成像手段可见光与近红外遥感GeoEye影像HJ-1影像遥感成像手段热红外遥感8um~14um发射能量优势:

全天时成像直接反演陆表温度不足:

受天气条件限制空间分辨率不高遥感成像手段热红外遥感发射能量武汉市影像图热红外温度反演图遥感成像手段微波遥感0.8cm~30cm优势:

全天时、全天候具备一定的穿透能力不足:

几何变形大相干斑现象严重主动（合成孔径雷达）被动（微波辐射计）遥感成像手段微波遥感地表形变遥感成像手段激光雷达优势:

高精度高程信息（空）高精度大气信息（星、地）不足:

高程测量卫星应用困难几何、物理信息难以同时获取遥感成像手段激光雷达遥感成像手段激光雷达提纲主动遥感与被动遥感遥感的主要成像手段

国内外遥感观测平台观测平台的组网技术2356遥感卫星运行轨道1遥感影像的分辨率4空间分辨率

空间（地面）分辨率：是指传感器所能分辨的最小的目标大小，一般指影像中一个像素点所代表的目标实际范围的大小。空间分辨率空间分辨率北京故宫_SPOT_2.5m北京故宫_QuickBird_0.6m卫星/传感器地面分辨率(全色/多光谱)(m)

GeoeyeWorldView-10.410.5

QuickBird0.61/2.44

IKONOS1/4

SPOT/HRV2.5/5

Landsat/ETM15/30

Landsat/TM30

Terra/MODIS250-1000NOAA/AVHRR>1100空间分辨率GeoEye影像—0.41米MODIS影像—1000米空间分辨率空间分辨率地面遥感航空遥感飞机航天遥感

卫星、航天飞机、飞船空间分辨率DMC航空遥感影像时间分辨率时间分辨率是对同一地点进行重复观测的时间间隔，也可以称作重访周期。重访周期越短，时间分辨率越高。不同传感器的时间分辨率IKONOS重访周期为14天；SPOT/HRV重访周期为26天；Landsat/TM重访周期为16天；HJ-1A星重访周期为4天；Terra/MODIS重访周期为1～2天；QuickBird重访周期为6天NOAA/AVHRR重访周期为12小时；影响因素：观测视角卫星高度侧摆能力不同传感器的时间分辨率2010-07-262010-07-282010-07-302010-07-312010-08-022010-08-032010-08-042010-08-052010-08-082010-08-10中国环境与灾害监测卫星影像2004_07_052004_05_07不同时相影像的应用雅典奥林匹克运动场2004_4_192003_03_04北京奥运会拆迁情况监测不同时相影像的应用地震前地震后2008_05_24不同时相影像的应用映秀镇灾后重建

2009_05_212010_04_27不同时相影像的应用抚州临川区抚河干流唱凯堤监测

不同时相影像的应用甘肃舟曲县泥石流（2010-8-7）1988年1991年1996年1998年2002年武汉市城市扩张分析洪水淹没后的巴拉圭洪水淹没前的巴拉圭全球NDVI(植被指数)多源遥感数据应用光谱分辨率红绿蓝光谱分辨率：指传感器在接收目标辐射的波谱时能够分辨的最小波长间隔。间隔愈小，分辨率越高。光谱分辨率全色影像一个波段多光谱影像多于一个波段高光谱影像上百个波段超光谱影像上千个波段光谱分辨率卫星/传感器波段范围（um）卫星/传感器波段范围（um）卫星/传感器波段范围（um）LandsatTM0.45～0.52（蓝）0.52～0.60（绿）0.63～0.69（红）0.76～0.90（近红外）1.55～0.75（中红外）10.4～12.4（热红外）2.05～2.35（中红外）MODIS0.620～0.6700.841～0.8760.459～0.4790.545～0.5651.230～1.2501.628～1.6522.105～2.1550.405～0.4200.438～0.4480.483～0.4930.526～0.5360.546～0.5560.662～0.6720.673～0.6830.743～0.7530.862～0.8770.890～0.9200.931～0.941MODIS0.915～0.9653.600～3.8403.929～3.9893.929～3.9894.020～4.0804.433～4.4984.482～4.5491.360～1.3906.535～6.8957.175～7.4758.400～8.7009.380～9.80010.780～11.28011.770～12.27013.185～13.48513.485～13.78513.785～14.08514.085～14.385NOAA-AHRR0.58～0.68（红）0.72～1.10（近红外）3.55～3.93（热红外）10.3～11.3（热红外）11.3～12.5（热红外）SPOT-HRV0.50～0.59（绿）0.61～0.68（红）0.79～0.89（近红外）0.51～0.73（可见光）不同多光谱传感器的光谱分辨率：光谱分辨率AVIRIS（可见光／红外成像光谱仪）：224波段影像立方体光谱曲线明矾石在不同传感器下的光谱曲线光谱分辨率光谱分辨率典型地物的光谱特征光谱分辨率不同长势的松树光谱曲线

不同植物光谱曲线光谱分辨率辐射分辨率

在影像中表现为影像的灰度级：字节型整型浮点型双浮点型辐射分辨率：是传感器接收地面反射或发射信号时，能够分辨的最小辐射度差。遥感影像融合不同传感器的遥感影像数据在时间、空间和光谱方面差异很大，仅仅利用一种遥感影像数据难以满足应用要求，而多源遥感数据所提供的信息具有冗余性、互补性。空间分辨率

时间分辨率

光谱分辨率123相互制约影像融合（空间、光谱）低空间分辨率、高光谱分辨率高空间分辨率、低光谱分辨率高空间分辨率、高光谱分辨率影像融合（空间、光谱）98年长江洪水的遥感监测（雷达与TM影象的复合）影像融合（空间、时间）

MODIS影像：28/12/2003,30/12/2003,01/01/2004,04/01/2004,06/01/2004和08/01/2004.

影像融合（空间、时间）影像超分辨率（空间、时间）

原始影像

融合影像对高时间、空间分辨率的期待3S（RS、GPS、GIS）集成视频提纲主动遥感与被动遥感遥感的主要成像手段

国内外遥感观测平台观测平台的组网技术2356遥感卫星运行轨道1遥感影像的分辨率4国外主要卫星遥感平台Landsat卫星EO-1卫星

SPOT卫星QuickBird卫星GeoEye卫星Terra/Aqua卫星

Calipso卫星Landsat卫星

陆地卫星Landsat，1972年发射第一颗，已连续38年为人类提供陆地卫星图像，共发射了7颗，传感器主要有MSS,TM,ETM。

陆地卫星的运行特点：

（1）近极地、近圆形的轨道；

（2）轨道与太阳同步；（3）轨道高度为700～900km；（4）运行周期为99～103min/圈；

Landsat5Landsat参数卫星参数发射时间周期波段传感器运行情况Landsat-11972.7.23184MSS1978退役Landsat-21975.1.12184MSS1976年失灵,1980年修复,1982退役Landsat-31978.3.5184MSS1983退役Landsat-41982.7.16167MSS、TM1983年TM传感器失效,退役Landsat-51984.3167MSS、TM在役服务Landsat-61993.1发射失败Landsat-71999.4.15168ETM＋2003.5月出现故障MSS数据获取原理图MSS数据是一种多光谱段光学—机械扫描仪所获得的遥感数据波段光谱段颜色光谱分辨率（μm）空间分辨率（m）4绿0.5-0.679×795红0.6-0.779×796红～近红外0.7-0.879×797近红外0.8-1.179×798远红外10.4-12.6240×240MSS的波谱段注：1、MSS的第4、5、6和7波段在Landsat-4/5上被重新编号为1、2、3和4波段。2、MSS的第8波段仅在Landsat-3上才有。

Landsat上的TM传感器

TM数据是第二代多光谱段光学—机械扫描仪，是在MSS基础上改进和发展而成的一种遥感器。TM采取双向扫描，提高了扫描效率，缩短了停顿时间，并提高了检测器的接收灵敏度。

ETM+数据是第三代推帚式扫描仪，是在TM基础上改进和发展而成的一种遥感器。TM和ETM+的波谱段波段光谱段颜色光谱分辨率（μm）星下点空间分辨率（m）TMETM+1蓝绿波段

0.45-0.5230×3030×302绿红波段

0.52-0.6030×3030×303红波段

0.63-0.6930×3030×304近红外波段

0.76-0.9030×3030×305近红外波段

1.55-1.7530×3030×306热红外波段

10.4-12.5120×12060×607近红外波段

2.08-2.3530×3030×308全色波段0.52-0.90-15×15TM影像武汉地区的影像，由TM3、2、1波段合成EO-1卫星EO-1是为接替LANDSAT7于2000发射的一颗新型地球观测卫星，是一颗实验性的高光谱星载卫星，。传感器：

1、 高级陆地成像仪ALI

2、 LEISA大气校正仪LAC

3、 高光谱仪HYPERION第一颗也是最具代表性的高光谱卫星共计242个波段，空间分辨率：30m×30mSPOT卫星

法国SPOT：一共发射5颗卫星。主要成像系统：（1）HRV、HRG：高分辨率几何成像装置

（2）HRS：立体成像仪（测绘卫星）

（3）VGT：植被探测仪

应用最广泛的测绘卫星SPOT卫星轨道高度832km轨道倾角98.7°运行一圈的周期101.46min日绕总圈数14.19圈重复周期26d降交点地方太阳时10:30(±15min)HRV地面扫描宽度60km舷向每行像元数3000/6000个SPOT传感器HRV是推帚式扫描仪。探测元件为4根平行的CCD线列，每根探测一个波段，每线含3000（HRV1～3）或6000（PAN波段）个CCD元件。光谱段（μm）光谱特性分辨率(m)

0.50-0.59绿20

0.61-0.68红20

0.79-0.89近红外20

0.51-0.73绿-红全波段10HRV的波谱段光谱段（μm)光谱特性分辨率(m)0.50-0.58绿100.61-0.67红100.78-0.89近红外100.49-0.715全色波段5SPOT卫星0.48～0.71全色波段102.5HRGHRS北京故宫_SPOT_2.5mSPOT卫星QuickBird卫星高分辨率的商业卫星，具有高地理定位精度，海量星上存储。卫星轨道高度450km,倾角98°,卫星重访周期1～6天（与纬度有关）。传感器为推扫式成像扫描仪。第一颗空间分辨率低于1m的民用卫星（2001年发射）QuickBird数据的波谱段光谱段颜色波段范围/(μm)分辨率(m)蓝绿波段

0.45-0.522.44绿红波段

0.52-0.602.44红波段

0.63-0.692.44近红外波段

0.76-0.902.44全色波段0.45-0.900.61QuickBird影像图图中影像分辨率为0.6mGeoEye-1卫星高分辨率：全色影像分辨率0.41米，多光谱影像分辨率1.65米，定位精度达到3米，2009年发射。大规模测图能力：每天采集近70万平方公里的全色影像数据或近35万平方公里的全色融合影像数据重访周期短：3天时间内重访地球任一点进行观测空间分辨率最高的民用卫星GeoEye-1影像参数相机模式全色和多光谱同时（全色融合）单全色单多光谱分辨率星下点全色：0.41；侧视28°全色：0.5m；星下点多光谱：1.65m波长全色：450nm-800nm多光谱蓝：450

nm-510nm绿：510

nm-80nm红：655-nm-690nm近红外：780nm-920nm定位精度（无控制点）立体

CE90:4m；LE90：6m单片

CE90：5m重访周期2-3天

单片影像日获取能力全色：近700,000k㎡/天全色融合：近350,000k㎡/天GeoEye-1卫星影像墨西哥湾，橙红色为泄露的石油Terra\Aqua卫星Terra、Aqua沿地球近极地轨道航行，轨道高度是705km，Terra为上午星，Aqua为下午星。传感器：

1、云与地球辐射能量系统CERES

2、中分辨率成像光谱仪MODIS

3、多角度成像光谱仪MISR

4、星载辐射计ASTER

5、流层污染测量仪MOPITTMODIS传感器参数轨道与倾角：705公里，太阳同步，近极地园轨道扫描频率：20.3转/分钟，与轨道垂直扫描测绘宽带：2330km扫描角度：±55°成像周期：1/2天波段：36个空间分辨率：250m（1-2波段），500m（3-7波段），1000m（8-36波段）MODIS是在大尺度陆表监测方面应用最为广泛的遥感数据MODIS影像

大西洋的飓风分辨率：500mCalipso卫星其上安装3台仪器，其中最主要的是3通道激光测距仪，即主动式的激光雷达。主要用于研究云层和气溶胶的形成、演变、互动，以及对地球空气质量、气象、和气候的影响。目前唯一的载有激光雷达传感器的卫星COSMO-SkyMed卫星COSMO-SkyMed是意大利航天局和意大利国防部共同研发，是一个军民两用的对地观测系统，能够在任何气象条件下日夜观测地球。全球第一颗分辨率高达1米的雷达卫星国内主要遥感平台

风云系类卫星

海洋系类卫星

中巴资源系类卫星

环境小卫星星座

测绘卫星资源3号风云系类卫星业务卫星FY-1第一代极轨气象卫星，以三轴稳定方式对地观测。目前为止该系列气象卫星已发射了四颗，分别是FY-1A/1B/1C/1D,其中FY-1A和FY-1B为试验卫星，FY-1C和FY-1D为业务卫星。FY-2第一代静止气象卫星，以自旋稳定方式观测地球。每小时或每半小时获取一次对地观测的可见光，红外与水汽云图。该系中FY-2A和FY-2B属于试验卫星，FY-203星失败，FY-2C和FY-2D已投入业务运行。FY-3第二代极轨气象卫星，以三轴稳定方式对地观测，可实现全球、全天候、多光谱、三维、定量对地观测。FY-3(01批)为试验星，共两颗，A星于2008年5月27日发射。研制卫星FY-4第二代静止气象卫星，用于获取高质量的多信道地球图像，大气温度、湿度的垂直分布、臭氧总含量、气溶胶、土壤温度和植被等环境参数，并可对卫星轨道高度的空间进行监测。

风云系类卫星海洋一号（HY-1A）卫星于2002年5月15日发射,是中国第一颗用于海洋水色探测的试验型业务卫星。星上装载一台十波段的海洋水色扫描仪、一台是四波段的CCD成像仪.HY-1B于2007年4月11日发射,是HY-1A的后续星。该卫星在HY-1A基础上研制，其观测能力和探测精度进一步增强和提高。

海洋系类卫星海洋系类卫星中巴资源系类卫星CBERS-1/02星特性轨道：太阳同步回归冻结轨道

平均高度：778公里

降交点地方时：10:30

回归周期：26天

平均节点周期：100.26分钟每日圈数：14+9/26

相邻轨道间距离：107.4公里

相邻轨道间隔时间：3天中巴资源系类卫星传感器名称CCD相机宽视场成像仪(WFI)红外多光谱扫描仪(IRMSS)传感器类型推扫式推扫式（分立相机）振荡扫描式（前向和反向）可见/近红外波段1：0.45～0.52微米

2：0.52～0.59微米

3：0.63～0.69微米

4：0.77～0.89微米

5：0.51～0.73微米10：0.63～0.69微米

11：0.77～0.89微米6：0.50～0.90微米短波红外波段无无7：1.55～1.75微米

8：2.08～2.35微米热红外波段无无9：10.4～12.5微米辐射量化8bit8bit8bit扫描带宽113公里890公里119.5公里每波段象元数5812象元3456象元波段6、7、8：1536象元

波段9：768象元空间分辨率（星下点）19.5米258米波段6、7、8：78米

波段9：156米具有侧视功能?有（-32°～+32°）无无视场角8.32°59.6°8.80°CBERS-1/02卫星中巴资源系类卫星平台有效载荷波段号光谱范围(μm)分辨率幅宽(km)侧摆能力重访时间数传率(Mbps)CBERS-02BCCD相机B010.45～0.5220113±32°26106B020.52～0.5920B030.63～0.6920B040.77～0.8920B050.51～0.7320高分相机

(HR)B060.5～0.82.3627无10460宽视场成像仪

(WFI)B070.63～0.69258890无51.1CBERS-02B：我国空间分辨率最高的民用卫星中巴资源系类卫星CBERS02B

首都机场

环境与灾害监测小卫星星座平台有效载荷波段号光谱范围(µm)空间分辨率(m)重访时间(天)HJ-1A星CCD相机10.43-0.5230420.52-0.603030.63-0.693040.76-0.9030高光谱成像仪－0.45-0.95（110-128个谱段）1004HJ-1B星CCD相机10.43-0.5230420.52-0.603030.63-0.693040.76-0.9030红外多光谱相机50.75-1.10150（近红外）461.55-1.7573.50-3.90810.5-12.5300环境小卫星星座洞庭湖-HJ星数据

太湖-HJ星数据

环境小卫星星座2010-07-262010-07-282010-07-302010-07-312010-08-022010-08-032010-08-042010-08-052010-08-082010-08-10中国环境与灾害监测卫星影像测绘卫星-资源3号配置四台相机：（1）1台地面分辨率优于2.5米的正视全色TDICCD相机；（2）2台地面分辨率优于4米的前视、后视全色TDICCD相机；（3）1台地面分辨率优于10米的正视多光谱相机。

测绘卫星-资源3号测绘卫星-资源3号提纲主动遥感与被动遥感遥感的主要成像手段

国内外遥感观测平台观测平台的组网技术2334遥感卫星运行轨道1遥感影像的分辨率4对地观测技术现状地球陆表事件对地球陆表事件，监测不同步、不全面、不连续地面传感器：本世纪将达到上百万个在轨运行卫星：美国160多颗，我国到2020预计80多颗航空观测平台：无人机、飞艇、气球等日益增多观测平台缺乏有效关联A-Train轨道列车美国国家航空航天局(NASA)，以多卫星的编队组合方式飞行,实现多平台、多传感器、多谱段的协同对地观测。对地观测传感网Nature（vol.440,2006）杂志发表封面论文指出，传感网（SensorWebs）是2020年的计算远景，它是一个触及现实世界的信息科学，将是下一个科技前沿。

NASASensorWeb概念图航天卫星观测平台地面观测平台航空观测平台服务中心空天地一体化对地观测传感网水体污染事件感知局部离散观测数据协同观测全局连续观测数据高效处理点面数据同化与提取决策支持辅助决策与事件预警协同观测系统地表形变大气监测水利污染程度变化信息……①事件②任务③观测④数据⑤处理⑥决策聚焦服务水体监测大气水体地表聚焦服务总结与思考

思考：对同一卫星传感器而言，地球上不同地理位置对应的时间分辨率是否相同？水质监测、战场损伤评估分别对哪种分辨率有较高的要求？进行城市热岛、东湖水叶绿素含量反演研究分别应选择什么波段的遥感数据？对地观测传感网与无线传感器网络的区别？谢谢！授课完毕第三章遥感影像图的辐射校正与修复

沈焕锋

武汉大学

资环与环境科学学院

shenhf@《遥感制图》提纲遥感传感器辐射校正遥感影像大气辐射校正航空影像的不均匀校正影像条带去除与修复2356遥感影像辐射校正概念1太阳、地形辐射校正4遥感影像去云处理7辐射校正概述利用传感器观测目标的反射或辐射的电磁能量时，传感器所得到的测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量是不一致的。这是由于遥感图像的成像过程非常复杂，传感器输出的能量包含了由于太阳位置和角度条件、大气条件、地形影响和传感器本身的性能所引起的各种失真。这些失真不是地面目标本身的辐射，会对图像的使用和理解产生一定影响。为了得到地面目标的真实光谱特性，必须清除这些失真的影响，进行辐射校正。辐射校正概述辐射校正概述辐射校正：在遥感领域，消除图像数据中依附在辐射亮度中各种失真的过程称为遥感图像辐射校正。辐射定标：一般把消除传感器本身影响的辐射校正过程称之为辐射定标。引起辐射误差的主要原因有：

因传感器本身的响应特性引起的辐射误差；

因大气影响引起的辐射误差；因太阳光照条件引起的辐射误差；因地形影响引起的辐射误差。辐射校正概述绝对辐射校正：对目标做定量描述，要得到目标的辐射绝对值。相对辐射校正：只得到目标中某一点（波段）辐射亮度与其它点（波段）的相对值。相对辐射定标恢复丢失信息CCD间校正CCD内校正去条带辐射校正概述原始数字信号

遥感器校正大气校正

光照及地形校正

遥感器入瞳辐射值

地表辐射值地表真实反射值完整的辐射校正过程

大气辐射传输理论

辐射能量:以电磁波形式向外传播的能量，单位为焦（J）。辐射通量：辐射功率，单位时间通过某一表面的辐射能量，单位位焦耳/秒，瓦（J/s）辐射出射度：辐射通量密度，单位时间单位面积辐射的辐射能量，单位瓦/米辐射照度：单位时间单位面积接收的辐射能量，单位瓦/米辐射强度：点辐射源在单位立体角、单位时间，向某一方向发射的辐射能量，单位：瓦/球面度辐射亮度：简称辐亮度，辐射源在单位立体角、单位时间内向垂直于辐射方向单位面积上辐射的辐射能量，单位：瓦/球面度*米

大气辐射传输理论

可见光及近红外谱段（0.4~2.5um）

大气辐射传输理论式中：

——卫星遥感器入瞳处接收的辐射亮度；

——地面接收到的辐射亮度；

——大气透过率和由于大气散射造成的相上大气光谱辐射亮度，即路程总辐射

——地物表面反射率

——大气层外相应波长的太阳光谱辐射照度

——太阳天顶角

——遥感器观测角

——大气向地面散射相应波长的太阳光谱辐照度

——入射方向的大气辐射总透过率。——观测方向的大气辐射总透过率。

大气辐射传输理论热红外波段：3～5um和8～14um两个大气窗口

大气辐射传输理论

为遥感器接收到的辐射亮度；为地表物理温度时的普朗克黑体辐射亮度；为地表比辐射率；为观测方向的大气辐射总透过率；为大气上行辐射和下行辐射。

提纲遥感传感器辐射校正遥感影像大气辐射校正航空影像的不均匀校正影像条带去除与修复2356遥感影像辐射校正概念1太阳、地形辐射校正4遥感影像去云处理7传感器的辐射定标传感器定标是遥感信息定量化的前提，遥感数据的可靠性及应用的深度和广度在很大程度上取决于遥感器的定标精度。所谓遥感器定标就是指建立遥感器每个探测元所输出信号的数值量化值与该探测器对应象元内的实际地物辐射亮度值之间的定量关系。

——波段i的入瞳辐射能量；——波段i感器输出的亮度值；——波段i的定标增益系数；——波段i的定标偏置量。

传感器的辐射定标

传感器定标容包括发射前的实验室定标、星上定标和辐射校正场定标。发射前的实验室定标是原始定标,准确度最高，随后各阶段的定标应在此原始数据上对比、修正；星上绝对定标也很重要,因为它直接反映了遥感器随卫星发射入轨运行的实际情况；辐射校正场是综合性定标,是在地面用多种方法对比的真实性检验,对前两项定标进行修正,它是卫星上天后重要的定标方法。

实验室定标卫星在发射前都要经过实验室定标，为了得到增益和偏置，一般方法是使传感器对着n档已知辐亮度的辐射源进行测量，从而得到n个量测方程，对方程进行求解得到增益系数和偏置量，如最小二乘求解的公式如下：

实验室定标另外，如果知道传感器输出及对应光源辐射值的上下限，可以直接用以下公式得到增益和偏置：

——传感器能够输出的最大值——传感器能够输出的最小值——对应的光源辐射值

——对应的光源辐射值实验室定标积分球：在实验室定标过程中，要得到已知辐射能量的辐射源，其中积分球辐射源是各类光学辐射测量仪器辐射定标的主要设备。积分球是一个内壁均匀喷涂高反射率漫射材料（如聚四氟乙烯、硫酸钡等）并内置多个小体积光源的球形腔体。在利用积分球辐射源进行辐射定标工作时，可通过改变内部点亮的灯的个数来调节其辐射输出。由于积分球内壁漫反射涂层的“积分”作用，理论上可以在积分球出光面任一位置获得均匀的朗伯辐射，且通过点亮灯个数来调节亮阶，并能保持色温不变。实验室定标实验室定标星上定标当卫星发射入轨后，由于发射的影响和空间工作的环境温度变化，发射前的定标关系可能发生变化，这要采用新的定标源，得出新的定标系数，即进行星上定标。星上定标既可以检测卫星内部变化，又能提供实时定标数据。实标系数直接用于传感器计数值向辐亮度和等效亮温转换。根据定标源的不同又分为星上定标灯定标、太阳定标、月亮定标等。辐射校正场定标

基于地面辐射较正场的定标，特指在遥感辐射定标场地选择的基础上，在遥感器处在正常运行和外界环境条件下，通过同步测量来对遥感器定标的一种方法。即在遥感器飞越辐射定标场上空，在定标扬选择若干像元区，测量遥感器对应的各波段地物的光谱反射率和大气光谱参量，并利用大气辐射传输模型给出遥感器入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与遥感器对应输出的数字量化的数量关系，求解定标系数，并进行误差分析。

辐射校正场定标其重要性在于该定标方法实现了对遥感器运行状态下与获取地面图像完全相同条件的绝对校正，可以从卫星发射到遥感器失效整个过程提供校正，可对遥感器进行真实性检验和对一些模型的正确性进行检验。辐射较正场校正方法有反射基法、改进的反射基法（又称辐照度基法）和辐亮度基法，其中反射基法和改进的反射基法因其比较易于实现而常被人们作为场地辐射校正的首选方法。辐射校正场定标反射基法:此方法在卫星过顶时，通过同步测量获取地表反射比、大气总光学厚度、气溶胶光学厚度等参量，然后利用大气辐射传输模型计算出传感器入瞳处的辐射度，再与卫星遥感图象上对应区域象元的灰度值相比，得到卫星传感器的绝对辐射标定系数。辐射校正场定标辐照度基法:又称为改进的反射基法，主要是在同步观测中增加了漫射辐照度与总辐照度的测量，从而在解大气辐射传输方程中对大气气溶胶模型的依赖性，这种方法使用解析近似方法来计算反射率,从而可大大缩减计算时间和计算复杂性。

辐射校正场定标辐亮度基法:辐亮度基法主要采用经过严格光谱与辐射度标定的辐射计，通过航空平台实现与卫星传感器观测几何相似的同步测量，把机载辐射计测量的辐射度作为己知量，去标定飞行中卫星传感器的辐射量，从而实现卫星传感器的标定。这种方法要求对机载辐射计要进行精确标定，星、机、地同步观测，机、地观测几何一致。并且要对飞机与卫星之间路径的大气影响进行订正。辐射校正场定标上述测量原理决定了辐亮度法具有以下特点：(1)测量所采用的辐射计必须进行绝对辐射定标，且最终辐射校正系数的误差以辐射计的定标误差为主；(2)由于仅需对飞行高度以上的大气进行订正，回避了低层大气的订正误差，有利于提高校正精度；(3)由于搭载于飞机上的辐射计地面视场较大，可在瞬间连续获取大量数据，所以对场地表面均匀性的要求较低。辐射校正场定标美国国家航空和宇宙航行局NASA和亚利桑那(Arizona)大学在美国新墨西哥州的白沙(WSMR)和加利福尼亚州的爱德华空军基地的干湖床(EAFB)建立了辐射校正场,并已对多颗卫星进行了场地标定工作。法国在马塞市附近也建立了Lacrau辐射校正场,并开展了多次辐射校正工作。欧空局在非洲撒哈拉沙漠日本与澳大利亚合作在澳大利亚北部沙漠地区建立了地面辐射校正场。根据美、法公布的资料,目前用辐射校正场的方法对可见光和近红外波段的标正精度可达6～3%左右。

辐射校正场定标

我国根据美、法等国家多年开展遥感卫星探测器绝对辐射校正的经验和辐射校正场的选址条件,在国家计委、原国防科工委和原航天总公司领导的支持下,于1993年和1994年先后组织有关专家通过现场考察,确定甘肃省敦煌市西部党和洪积扇区为可见光和近红外波段的绝对辐射校正场,青海省的青海湖为热红外波段的绝对辐射校正场

武汉大学：河南登封验校场提纲遥感传感器辐射校正遥感影像大气辐射校正航空影像的不均匀校正影像条带去除与修复2356遥感影像辐射校正概念1太阳、地形辐射校正4遥感影像去云处理7大气校正成像光谱仪所获取的数据不能正确反映地物的真实信息，极大地影响着遥感信息的提取和参数反演的精度，如大气的散射作用降低遥感影像的反差比。反差比公式定义为

在实际遥感影像成像过程中散射使影像的反差比降低，反差比降低则使影像的分辨率降低。散射作用所增加的亮度值不含有任何地面信息，但却降低了反差比，因而进行大气校正是十分必要的。大气校正基于影像特征模型地面线性回归经验模型

利用波段特性进行大气校正

大气辐射传输理论模型方法

基于影像特征模型暗目标法：此方法假设整幅图像的大气散射影响均一，在图像上选取暗目标如“清水”，直接把暗目标的亮度值来取代大气程辐射。平面场模型：这种模型要求在处理的影像数据中,存在分布均匀、一定面积的非吸收特征的纯净地物。处理时在其中选择某一高反照比区域，并求出样区中像元的亮度平均值。然后对图像中每一个像元都除以该光谱灰度值，计算公式

基于影像特征模型内部平均相对反射模型：对整个影像的光谱值进行平均,得到整幅图像的平均参考光谱,对图像中每一像元的光谱都除以该平均参考光谱,便得到了定标后的成像光谱遥感图像。计算公式：

基于影像特征的模型对数残差模型：该模型是假设辐射值入瞳与在波长λ处的像元i的反射率具有以下关系：式中,是地形因子,对一给定的像元,相对所有的光谱段它是一常数,由它可以说明辐射亮度的变化是由于探测角度及坡向的差异带来的；是照度因子,它描述了太阳的辐射亮度曲线,在给定的光谱段,对所有的像元它都保持恒定。基于影像特征模型对上式进行对数运算,可得：

是像元i在光谱段λ处信号值的对数；是对所有光谱段(每像元一个值)上,像元i的对数平均；是对一给定的光谱段(每一个通道一个值)上,所有像元对数的平均。基于影像特征模型利用上式,对成像光谱遥感数据进行处理,便可对图像数据进行定标。在实际应用中,所有波长上所有像元的对数平均(每幅图像一个值)值也加在上式中参加运算。地面线性回归经验模型这种方法要求野外测试与卫星扫描同时进行，通常选用同类仪器测量，将地面测量结果与卫星影像对应的亮度值进行回归分析，回归方程为：式中：a为常数；

b为回归系数R为地面反射率

L为影像辐射值

地面线性回归经验模型在获取地面目标图像的同时，也可预先在地面设置反射率已知的标志，或事先测出若干地面目标的反射率。由于遥感过程是动态的，在地面特定地区、特定条件和一定时间段内测定的地面目标反射率不具有普遍性，因此该方法仅适用于包含特定地面实况数据的图像。

利用波段特性进行校正波段间的回归分析法：

该方法理论依据在于大气散射的选择性，即大气散射对短波影响大，对长波影响小。因此对遥感卫星来说有些波段受散射影响较重，有些波段受散射影响较小。为处理问题方便，可以把受散射影响最小的波段所成影像当做无散射影响的标准影像，通过对不同波段的对比分析计算出大气干扰值。

利用波段特性进行校正在不受大气影响的波段和待校正的波段影像中，选择从最亮到最暗的一系列目标，对每一个目标两个波段进行回归分析。例如我们要用第m波段的数据，校正第n波段的数据，其亮度值分别是,回归方程为：利用波段特性进行校正

直方图法：如果影像中存在亮度为零的目标，如深海水体、阴影等，则其对应影像的的亮度值应该为零，实际上只有在没有大气影响的情况下，其亮度值才可能为零，其它目标由于受大气散射、辐射使得目标的亮度值不为零。根据具体大气条件，各波段要校正的大气影响是不同的。为确定的大气影响，显示有关影像的直方图，从图上可以得到m波段最黑的目标亮度为零，则n波段最小值与其之差即为大气的影响。辐射传输理论模型方法利用大气模型进行大气校正可以看做为辐射校正场定标中求解入瞳辐射值的反过程，后者是利用地面量测值推算入瞳辐射值，前者是利用仪器定标后的入瞳辐射值推算地面值。

在当前有很多的辐射传输模型，应用广泛的有20多个。其中以MODTRAN、LOWTRAN、6S、ATCOR模型应用最为广泛，它们的共同特点是提供大量的参数文件查找表以方便用户选择适宜的大气状况参数条件。

提纲遥感传感器辐射校正遥感影像大气辐射校正航空影像的不均匀校正影像条带去除与修复2356遥感影像辐射校正概念1太阳、地形辐射校正4遥感影像去云处理7太阳位置辐射校正

太阳高度角引起的辐射畸变校正是将太阳光线倾斜照射时获取的影像校正为太阳光垂直照射时获取的影像，因此在做辐射校正时，需要知道成像时刻的太阳高度角。太阳高度角可以根据成像的时间、季节和地理位置确定。

——太阳高度角；

——图像对应地区的地理纬度；——太阳赤纬（成像时太阳直射点的地理纬度）；

t——

时角（地区经度与成像时太阳直射点精度的经差）。太阳位置辐射校正太阳高度角的校正是通过调整一幅图像内的平均灰度来实现的，在太阳高度角求出以后，可以用太阳斜射与直射得到的图像和的如下关系求解：

也可以用以下公式计算：式中为天顶角（即90度减去太阳高度角）。太阳位置辐射校正原始图像校正图像影像获取时间：2000年7月15日13时30分经度：纬度：

地形辐射校正地形坡度对进入传感器的太阳光线的辐射亮度有影响，特别是对于山区，由于地形起伏使相同的地物呈现出不同的亮度值。地形辐射校正（余弦校正）简单的余弦校正方法：简单的余弦校正方法，由以下公式给出：

——倾斜地面象素的辐射值；——水平地面象素的辐射值；——太阳天顶角；

——光线入射角。地形辐射校正（余弦校正）适用于地形起伏较小、太阳高度角较大的情况。在地形起伏较大的情况下，校正结果会随着入射角的变化而显著变化。极端情况i=90度，结果无限大。地形辐射校正（Minnaert校正）Minnaert校正公式k体现地表的粗糙程度和双向性反射程度，k=1时表明地表为朗伯体，模型即为余弦校正(0<k<1)。C校正：

C校正是余弦校正中一种具有代表性的校正方法，它是一种线性拟合的方法。其基本思想是通过选取一定数量的象素，将象素值和对应的入射角拟合成一条直线，由此确定入射角和象素DN值的关系。然后将直线投影到水平地表对应的直线上，从而对影像进行校正。C校正能较好地模拟影像象素值和入射角之间的关系，既能保证影像的校正，减小由于坡度产生的同种地物类型象素值的差异，又可避免由于入射角太高而引起的校正过度的情况，因此该方法是目前最常用的校正方法。

地形辐射校正（C校正）C校正模型的基本思想：对于任意波段中的影像象素的DN值和其对应的太阳入射角都遵循线性关系。理想情况下，当入射角为零或小于零时，表明该点缺乏太阳光照，DN值应该为零，该直线应通过原点。然而，在实际情况下，由于大气散射和地表相邻象素折射的缘故，象素DN值和太阳入射角满足：地形辐射校正（C校正）为倾斜地面象素的辐射值，a、b为拟合的线性方程的系数，为象素对应的太阳入射角的余弦值。对于水平地面，象素对应的太阳入射角就是太阳天顶角，其DN值和太阳入射角的关系为：地形辐射校正（C校正）其中，为水平地面象素的辐射值，为太阳天顶角余弦值。把倾斜地面对应的直线投影到水平地面对应的直线上，即

这就得到了C校正方程地形辐射校正（C校正）其中

c=a/b地形辐射校正原始影像余弦校正C校正DEM提纲遥感传感器辐射校正遥感影像大气辐射校正航空影像的不均匀校正影像条带去除与修复2356遥感影像辐射校正概念1太阳、地形辐射校正4遥感影像去云处理7辐射均匀性校正在遥感数据的获取过程中，引起图像中辐射值变化的因素有：地物变化和光照、大气、成像位置等成像条件的变化。非地物变化因素造成的图像中辐射值的变化往往使整幅影像呈现出灰度不均匀的现象，称这种现象为辐射不均匀现象。辐射不均匀对遥感影像成图、变化检测等图像后续处理工作均会造成影响，因此，消除辐射不均匀的影响，即进行辐射均匀性校正，是对遥感影像后续应用的前提和保证。辐射不均匀影像举例辐射均匀性校正方法1-Mask法Mask原理Mask技术是摄影中一种影像复制方法。用一张模糊的透明正片作为遮光板，这张影像模糊的或边缘不清晰的透明正片称为Mask，然后将这张模糊的透明正片和负片按轮廓线叠加在一起，使用硬性相纸晒像使得负片中大反差减小、小反差增大，以达到反差基本一致，最终得到一张照度与颜色均匀并且反差适中的相片，即恢复影像。Mask反差叠加晒像的结果反差结果反差（经进一步硬性相纸处理）Mask原理示意图：原始负片反差Mask法用于遥感影像辐射均匀性校正模型 其中，表示不均匀光照影像，表示理想条件下受光均匀的影像，即通过均匀性校正后的影像，表示背景影像。 由此模型可以看出，辐射不均匀影像可以看做是由辐射均匀影像叠加了一个背景影像的结果。如果能很好的模拟出背景影像，并将其从原影像中减去即可得到辐射均匀的影像。Mask法用于遥感影像辐射均匀性校正算法流程图输入影像低通滤波背景影像相减运算拉伸处理输出影像这里，低通滤波采用高斯滤波，且高斯核的大小随影像尺寸的增大而增大原始影像应用举例Mask校正后影像辐射均匀性校正方法2-同态滤波法原理图象的灰度由照射分量和反射分量合成。反射分量反映图象内容，随图象细节不同在空间上作快速变化。照射分量在空间上通常均具有缓慢变化的性质。照射分量的频谱落在空间低频区域，反射分量的频谱落在空间高频区域。特点频率域运算消除不均匀照度的影响,增强图象细节。辐射均匀性校正方法2-同态滤波法图像的照度-反射模型其中为照度，为反射系数同态滤波的目的：消除不均匀照度的影响而又不损失图象细节。lnFFTH(u,v)FFT-1exp输入影像f(x,y)输入影像

g(x,y)同态滤波流程图：

确定H(u,v)压缩i(x,y)分量的变化范围，削弱I(u,v)；增强r(x,y)分量的对比度，提升R(u,v)，增强细节。

具体步骤：具体步骤：rL<1rH>1由于该种形式的滤波器与高通滤波器相似，我们可以通过稍微修改Gassian滤波器来得到：确定H(u,v)具体步骤：

应用举例原始影像同态滤波后影像辐射均匀性校正方法3-Retinex法Retinex理论为什么叫做Retinex?—

Retinex：Retina(视网膜)+cortex(大脑皮层)；—

一种跨越了影像和人类视觉鸿沟的方法起源—

最早由EdwinLand于1963年提出；—

它是一种人类视觉对亮度和色彩感观的模型；—1977年E.Land在美国科学杂志上发表了TheRetinexTheoryofColorVision无理论，只有实验验证了Retinex—

一种自动的影像处理过程；—

独立于屏幕显示变量辐射均匀性校正方法3-Retinex法Retinex原理影像可以分为两部分：光照分量与反射分量，二者的乘积即为影像本身。通过视网膜和大脑皮层的神经反馈与处理，人眼最终感受到的是由每个点的反射值组成的影像，这一幅影像不会因为光照条件的变化而发生变化，即保持了影像的亮度和色彩恒常性。因此，Retinex理论属于一种恒常理论。辐射均匀性校正方法3-变分Retinex法算法模型其中，S为原始影像，L为光照分量，R为反射分量。该模型与同态滤波模型类似，不同的是运算直接在空间域进行。算法流程图光照分量估计方法随机路径法运算速度慢，效率不高中心环绕法以高斯核模糊影像作为光照分量，会产生光晕现象多尺度的中心环绕法可以在一定程度上削弱光晕现象基于模型方程的方法泊松方程变分方程基于变分Retinex的辐射不均匀性校正最小化:约束条件:并且

on惩罚项1：保证光照影像的空间平滑性惩罚项2：保证l和s之间的相似度，由参数α来控制其权重惩罚项3：保证r的空间平滑性，由参数β来控制其权重模型其中，l,s,r分别对应L,S,R取对数后的值应用举例由实验结果可以看出，该方法在消除了光照不均的同时，也消除了原始影像的色偏现象,好于Mask方法。原始航空影像Retinex校正影像Mask校正影像原始航空影像Retinex校正影像Mask校正影像提纲遥感传感器辐射校正遥感影像大气辐射校正航空影像的不均匀校正影像条带去除与修复2356遥感影像辐射校正概念1太阳、地形辐射校正4遥感影像去云处理7条带噪声和死像元横向条带死像元列低通滤波条带修复Gassian滤波：巴特沃思滤波：矩匹配条带修复矩匹配方法步骤：（1）求条带行（列）的均值和标准偏差,,。（2）求参考条带行（列）的均值和标准偏差，，条带行（列）一般就近选择；（3）用以下公式进行校正去条带时，把每一行看作一幅影像，把条带行的直方图调整到参考行的形状。直方图匹配条带修复直方图匹配条带修复直方图匹配步骤：①对条带行（列）作直方图均衡化处理；②按照参考行（列）的灰度概率密度函数pz(z)，求得变换函数G(z)；③用步骤①得到的灰度级s作逆变换z=G-1(s)。内插法死像元修复内插法的基本公式为为权值。死像元值用它左右或上下的2n个值加权平均得到。最大后验方法建立观测模型其中，g为观测影像，z为要求影像，G、B为增益和偏置，n为噪声。死像元修复时，B

为0矩阵，G为对角矩阵，对角线上元素要么为0，要么为1；条带修复时，G、B为非0对角矩阵，其值可有基本条带修复方法得到，如直方图匹配。最大后验方法贝叶斯法则：似然函数最大后验估计（MAP）理论：先验函数最大后验方法似然函数：高斯分布

K

为协方差矩阵，如果假定噪声为独立分布，其为对角矩阵最大后验方法先验函数:

Huber-Markov先验模型、总变差（TV）模型

Huber函数最大后验方法梯度最优化Butterworth滤波矩匹配直方图匹配MAP方法原始影像条带修复实验条带修复实验Meancross-trackprofiles

thedestripedimageoriginalimage条带修复实验Butterworth滤波矩匹配直方图匹配MAP方法原始影像条带修复实验OriginalButterworthMomentHistogramProposedAquaBand26Sample1(ICV)17.0422.0827.9531.3636.27Sample2(ICV)16.4123.8630.5027.5635.48Sample3(MRD)0.0%14.5%0.0%0.0%0.0%AquaBand30Sample1(ICV)7.9414.4924.4222.7227.36Sample2(ICV)9.6615.7421.0324.8630.52Sample3(MRD)0.0%62.8%0.0%0.0%0.0%TerraBand28Sample1(ICV)12.1121.1025.7227.4732.99Sample2(ICV)14.5522.7833.9936.3446.98Sample3(MRD)0.0%8.8%0.0%0.0%0.0%TerraBand30Sample1(ICV)60.61134.1861.3570.47177.95Sample2(ICV)51.8686.4377.6874.8387.17Sample3(MRD)0.0%11.1%0.0%0.0%0.0%ICV(偏差逆系数)和MRD(平均标准偏差)评价条带修复实验OriginalButterworthMomentHistogramProposedAquaBand261.002.122.362.613.35AquaBand301.004.264.825.056.89Te