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@ -19,10 +19,12 @@
当地球观测卫星拍摄照片时,传感器会读取并记录从沿电磁光谱的波长收集的反射率值,并利用反射率计算各个栅格像元的DN值(Digital Number),即遥感影像像元的亮度值,记录的地物的灰度值。
而利用遥感图像的目的之一就是使用DN值可以反算地物的辐照率和反射率。它们之间的关系如下公式所示,其中$gain$和$bias$分别指传感器的增益和偏移;$L$是辐射率,也称为辐射亮度值;$\rho$是地物反射率;$d_{s}$、$E_{0}$和$\theta$分别表示日地天文单位距离、太阳辐照度以及太阳天顶角。
$$
L = gain * DN + bias \\
\rho = \pi Ld^{2}_{s}/(E_{0}\cos{\theta})
$$
电磁波谱是人类根据电磁波的波长或频率、波数、能量等的大小顺序进行排列的成果。在电磁波谱中人眼只能感受到一个很小的波段范围,这个范围被称为可见光,波长范围在0.38-0.76μm。这是因为我们的视觉进化为在太阳发出最多光的地方最敏感,并且广泛地局限于构成我们所谓的红色、绿色和蓝色的波长。但卫星传感器可以感知范围更广的电磁频谱,这使得我们能够与借助传感器感知更多的频谱范围。
![band](../images/band.jpg)
@ -39,15 +41,15 @@ RGB图像与我们常见的自然图像类似,也符合人类的视觉常识
#### MSI/HSI
MSI*(Multispectral Image,多光谱图像*和HSI*(Hyperspectral Image,高光谱图像*均是一种波段数均大于3的遥感影像,其波段由几个到几百个不等,以不同的光谱分辨率*(光谱分辨率是指传感器所能记录的电磁波谱中,某一特定的波长范围值,波长范围值越宽,光谱分辨率越低*进行区分。通常光谱分辨率在波长的1/10数量级范围内称为多光谱。其中多光谱影像的波段较少,谱带较宽,空间分辨率较高;而高光谱影像的波段较多,谱带较窄,光谱分辨率较高。
MSI(*Multispectral Image,多光谱图像*和HSI(*Hyperspectral Image,高光谱图像*均是一种波段数均大于3的遥感影像,其波段由几个到几百个不等,以不同的光谱分辨率(*光谱分辨率是指传感器所能记录的电磁波谱中,某一特定的波长范围值,波长范围值越宽,光谱分辨率越低*进行区分。通常光谱分辨率在波长的1/10数量级范围内称为多光谱。其中多光谱影像的波段较少,谱带较宽,空间分辨率较高;而高光谱影像的波段较多,谱带较窄,光谱分辨率较高。
在使用中,MSI/HSI有一些常用波段具有不同的作用,例如中红外波段的透射率在60%-70%,包含地物反射及发射光谱,可以用来探测火灾等高温目标;红边波段*(绿色植物在0.67-0.76μm之间反射率增高最快的点,也是一阶导数光谱在该区间内的拐点*是指示绿色植物生长状况的敏感性波段,可以有效地监测植被的生长状况,用于研究植物养分、健康状态监测、植被识别和生理生化参数等信息等。
在使用中,MSI/HSI有一些常用波段具有不同的作用,例如中红外波段的透射率在60%-70%,包含地物反射及发射光谱,可以用来探测火灾等高温目标;红边波段(*绿色植物在0.67-0.76μm之间反射率增高最快的点,也是一阶导数光谱在该区间内的拐点*是指示绿色植物生长状况的敏感性波段,可以有效地监测植被的生长状况,用于研究植物养分、健康状态监测、植被识别和生理生化参数等信息等。
下面以天宫一号高光谱成像仪拍摄的北京大兴机场为例,简单介绍一下波段组合和光谱曲线。天宫一号高光谱数据集根据波段信噪比和信息熵评价结果,剔除信噪比和信息熵较低的波段,结合图像实际目视结果,剔除了部分波段,共有可见近红外谱段54 个;短波红外谱段 52 个以及1个全色谱段数据。
##### 波段组合
波段组合是指在MSI/HSI中选择三个波段数据进行组合,代替RGB三个通道所得到的结果,称为彩色图*(RGB三波段的合成图称为真彩色图,任意非RGB波段的合成图称为假彩色图*。不同彩色图的组合能够突出不同的地物特征,下图展示了不同的几种组合的效果。
波段组合是指在MSI/HSI中选择三个波段数据进行组合,代替RGB三个通道所得到的结果,称为彩色图(*RGB三波段的合成图称为真彩色图,任意非RGB波段的合成图称为假彩色图*。不同彩色图的组合能够突出不同的地物特征,下图展示了不同的几种组合的效果。
![图片3](../images/band_combination.jpg)
@ -63,7 +65,7 @@ MSI*(Multispectral Image,多光谱图像)*和HSI*(Hyperspectral Image,
SAR(Synthetic Aperture Radar)是主动式侧视雷达系统,且成像几何属于斜距投影类型。因此SAR图像与光学图像在成像机理、几何特征、辐射特征等方面都有较大的区别。
与光学图像不同,光学图像不同波段的信息来自不不同波长的电磁波反射,以便于识别目标和分类提取;SAR图像则记录了不同波段和不同极化*(即电磁波发射和接收的振动方向*的回波信息,以二进制复数形式记录下来,并且基于每个像素的复数数据可变换提取相应的振幅和相位信息。相位信息人类无法直接分辨,但振幅信息可以,利用振幅信息可以得到强度图像如下图所示。
与光学图像不同,光学图像不同波段的信息来自不不同波长的电磁波反射,以便于识别目标和分类提取;SAR图像则记录了不同波段和不同极化(*即电磁波发射和接收的振动方向*的回波信息,以二进制复数形式记录下来,并且基于每个像素的复数数据可变换提取相应的振幅和相位信息。相位信息人类无法直接分辨,但振幅信息可以,利用振幅信息可以得到强度图像如下图所示。
![sar](../images/sar.jpg)

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