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数字图像处理(4): 遥感影像中 光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率、全色图像、

来源:环球体育官方首页

  遥感(Remote Sensing)可以理解为遥远的感知。遥感技术利用搭载在遥感平台上面的传感器对目标地物发射或反射的电磁波信息记录下来从而形成遥感影像或其他遥感数据。其中分辨率作为传感器成像系统对输出影像细节辨别能力的一种度量是遥感影像应用价值的重要技术指标而对“影像细节”的不同度量则形成了多种不同类型的分辨率主要有空间分辨率、光谱分辨率和时间分辨率。

  2光谱分辨率是对影像中地物波谱细节信息的分辨能力是卫星传感器接收地物箱射波谱时所能辨别的最小波长间隔当间隔较小时光谱分辨率相应就会越髙在同样的波谱范围下通常影像波段数越多光谱分辨率越高如高光谱影像往往比多光谱影像具有更髙的光谱分辨率高光谱分辨率对于影像地物的分类识别等具有重要意义

  3时间分辨率是对同一地点的重复观测能力通常也把时间分辨率称为重访周期重访周期越短时间分辨率越髙。髙时间分辨率对于地物的动态变化检测等具有重要作用。

  据统计超过70%的光学对地观测卫星和航空摄影系统同时提供全色图像与多光谱图像其中全色图像具有高空间分辨率但其只有一个波段而多光谱图像具有多个光谱波段具有较高的光谱分辨率然而其空间分辨率相对较低。因此全色/多光谱融合技术得以提出和发展该技术通过集成全色和多光谱影像之间的空、谱互补优势融合得到高空间分辨率多光谱影像。

  那么问题来了为什么要用全色图像和多光谱图像 为什么要融合直接用一种图像不就行了下面慢慢介绍。

  1影像信噪比的限制。通常全色影像具有较宽的波谱范围大多数涵盖可见光、近红外因此进入其中的光子能量较多其信噪比自然也就较好成像质量较髙而相比于全色波段多光谱影像各波段光谱范围较窄进入其中的光子能量较少为了收集更多的光子能量以确保多光谱影像具有较髙的信噪比其所在传感器的探测感光单元尺寸往往较大送也就意味着卫星传感器拍摄时的瞬时视场角IFOV较大影像的空间分辨率更低。

  2数据存储与传输的限制。在数据存储方面高分多光谱影像比低分多光谱影像和全色影像数据存储量大这不仅对遥感卫星系统的数据存储带来一定的压力同时对数据的快速传输将带来一定的困难。

  综上所述将全色图像和多光谱图像融合结合二者的优点才能在实际应用中提供更好地数据来检测和分析等。

  全色图像是单通道的其中全色是指全部可见光波段0.38~0.76um全色图像为这一波段范围的混合图像。因为是单波段所以在图上显示为灰度图片。全色遥感图像一般空间分辨率高但无法显示地物色彩也就是图像的光谱信息少。 实际操作中我们经常将全色图像与多波段图像融合处理得到既有全色图像的高分辨率又有多波段图像的彩色信息的图像。下图是WorldView-3 卫星拍摄的全色图像的例子。

  多光谱图像是指对地物辐射中多个单波段的摄取。得到的影象数据中会有多个波段的光谱信息。若取其中RGB三个波段的信息显示就是RGB彩色图像。一般文献显示出来的多光谱图像其实是RGB三通道的图像有的波段不是人肉眼可见范围内的。下图是WorldView-3 卫星拍摄的多光谱图像RGB三波段显示的例子。

  高光谱图像则是由很多通道组成的图像具体有多少个通道这需要看传感器的波长分辨率每一个通道捕捉指定波长的光。把光谱想象成一条直线c;由于波长分辨率的存在每隔一定距离才能“看到”一个波长。“看到”这个波长就可以收集这个波长及其附近一个小范围的波段对应的信息形成一个通道。也就是一个波段对应一个通道。多光谱图像其实可以看做是高光谱图像的一种情况即成像的波段数量比高光谱图像少。

2021-12-09 07:13:14
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