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### 卫星栅格 |
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当地球观测卫星拍摄照片时,它们会读取并记录从沿电磁光谱的波长收集的反射率值。 |
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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。 |
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![band](../images/band.jpg) |
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电磁波谱范围很广,传感器同时收集所有波长的信息是不切实际的。相反,不同的传感器优先考虑从不同波长的光谱收集信息。由传感器捕获和分类的频谱的每个部分都被归类为一个信息带。信息带的大小各不相同,可以编译成不同类型的合成图像,每个图像都强调不同的物理特性。因此除符合人眼观察习惯的RGB图像外,还有HSI图像、SAR图像以及结合了深度信息的RGBD图像。 |
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同时,大多数遥感图像都为16位的图像,与传统的8位图像不同,它能表示更精细的光谱信息。 |
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#### RGB |
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待更... |
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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(如树是绿色的、水泥是灰色的等),三个通道分别表示红、绿和蓝。一般的RGB数据来自于无人机影像、Google地图等,如下图所示。 |
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#### HSI |
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![rgb](../images/rgb.jpg) |
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待更... |
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由于当前大多数CV任务的流程都是基于自然图像进行设计的,因此RGB类型的遥感数据集依然是使用较多的。 |
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光谱曲线解读:植被在0.8μm波段,反射率大于40%,相比在0.6μm波段10%左右的反射率明显更大,因此在成像时反射回更多的辐射能量。所以成像时0.8μm波段的植被亮度大于0.6μm波段的植被亮度,也就是图上看起来就更明亮了。 |
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#### MSI/HSI |
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![band_mean](../images/band_mean.jpg) |
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MSI/HSI图像为多/高光谱图像,其中多光谱的波段较少,谱带较宽;高光谱的波段较多,谱带较窄,通常光谱分辨率在λ/10数量级范围的称为多光谱,高光谱遥感就是多比多光谱遥感的光谱分辨率更高,但光谱分辨率高的同时空间分辨率会降低。 |
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以北京大兴机场的天宫一号高光谱数据为例,简单介绍一下MSI/HSI数据。 |
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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,保留可见光近红外13— 66波段;短波红外5—19波段、23—36波段、43—65波段,共有可见近红外谱段数据包括 54 个有效波段;短波红外谱段数据包括 52 个有效波段,全色谱段数据仅有1个波段。 |
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天宫一号高光谱数据,北京大兴机场,不同波段组合。 |
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##### 波段组合 |
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以不同的三个波段进行组合,填充RGB三个波段,就可以不同的组合效果,不同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。 |
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![图片3](../images/band_combination.jpg) |
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##### 光谱曲线解读 |
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不同的光谱能够突出不同的地物特征,以植物的光谱曲线为例,如下图所示,植被在0.8μm波段,反射率大于40%,相比在0.6μm波段10%左右的反射率明显更大,因此在成像时反射回更多的辐射能量。所以成像时0.8μm波段的植被亮度大于0.6μm波段的植被亮度,也就是图上看起来就更明亮了。 |
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![band_mean](../images/band_mean.jpg) |
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了解MSI/HSI的波段后,可以根据资源使用不同数量和不同组合方式的使用MSI/HSI完成各类任务,也可以使用如PCA、小波变换等方法对MSI/HSI进行降维处理,以减少冗余,使用更少的计算资源完成任务。 |
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#### SAR |
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SAR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。同时SAR卫星波长较长,具有云层和一定的地表穿透能力。 |
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与光学图像不同,光学图像通常会包含多个波段的灰度信息,以便于识别目标和分类提取。而SAR图像则只记录了一个波段的回波信息,以二进制复数形式记录下来;但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。目前在CV方面主要使用的是基于振幅信息的强度图像,强度图像如下图所示。 |
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![sar](../images/sar.jpg) |
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但由于SAR图像的成像机理的不同,SAR影像分辨率相对较低、信噪比较低,所以SAR影像中所包含的振幅信息远达不到同光学影像的成像水平,因此在CV领域使用较少,而其的主要作用在于基于相位信息可以进行沉降检测反演、三维重建等。 |
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#### RGBD |
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待更... |
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RGBD与RGB图像的区别在于多了一个D通道,即深度。深度图像类似于灰度图像,只是它的每个像素值是传感器距离物体的实际距离。通常RGB图像和深度图像是配准的,因而像素点之间具有一对一的对应关系。如下图所示为部分无人机航摄的RGBD图像,其中可以看出建筑物与地面之间的相对高度。 |
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![rgbd](../images/rgbd.jpg) |
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深度图像提供了RGB图像所不具有的高度信息,能够在下游任务中对一些光谱特征相似的地物起到一定的区分作用。 |
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