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  • 空间分辨率遥感影像融合方法探讨,田丰,汪云甲,传统的融合方法在对低空间分辨率的全色和多光谱影像融合上起到了很好的效果,然而使用这些方法进行高空间分辨率影像融合的效果欠
  • 红外空间分辨率计算

    2018-12-18 14:34:34
    计算红外热像的视场角和空间分辨率的方法
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  • 遥感影像分类精度与空间分辨率的关系验证.pdf
  • DOI:
  • 基于光谱特征的高空间分辨率遥感影像阴影检测
  • 什么是空间分辨率

    2021-10-09 18:03:51
    空间分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小,是用来表征影像分辨地面目标细节的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。 空间分辨率是评价传感器性能和遥感信息的重要指标之一,也是识别...

    空间分辨率是指遥感图像上能够详细区分的最小单元的尺寸或大小,是用来表征影像分辨地面目标细节的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。

    空间分辨率是评价传感器性能和遥感信息的重要指标之一,也是识别地物形状大小的重要依据。

    分辨率介绍

    空间分辨率是指遥感影像上能够识别的两个相邻地物的最小距离。对于摄影影像,通常用单位长度内包含可分辨的黑白“线对”数表示(线对/毫米);对于扫描影像,通常用瞬时视场角(IFOV)的大小来表示(毫弧度mrad),即像元,是扫描影像中能够分辨的最小面积。空间分辨率数值在地面上的实际尺寸称为地面分辨率。对于摄影影像,用线对在地面的覆盖宽度表示(米);对于扫描影像,则是像元所对应的地面实际尺寸(米)。如陆地卫星多波段扫描影像的空间分辨率或地面分辨率为79米(像元大小56×79米2)。但具有同样数值的线对宽度和像元大小,它们的地面分辨率不同。对光机扫描影像而言,约需2.8个像元才能代表一个摄影影像上一个线对内相同的信息。例如,陆地卫星上的传感器TM的地面分辨率为30m×30m,在1:10万图像上,其影响分辨率为0.3mm。因此,影响分辨率随影响比例尺的不同而变化。空间分辨率是评价传感器性能和遥感信息的重要指标之一,也是识别地物形状大小的重要依据。
    空间分辨率所表示的尺寸、大小,在图像上是离散的、独立的,它反映了图像的空间详细程度。空间分辨率越高,其识别物体的能力越强。但是实际上,空间分辨率的大小仅表明影像细节的可见程度,每一目标在图像上的可分辨程度并不完全取决于空间分辨率的具体数值,而是与目标的形状、大小及它与周围物体的亮度、结构的相对差异有关。

    相关术语

    像元

    像元是指将地面信息离散化而形成的格网单元,正方形的每个单元网格代表一个像元。像元是扫描影像的基本单元,由亮度值表示。像元大小与遥感影像空间分辨率高低密切相关,像元越小,空间分辨率越大。

    像解率

    像解率是用单位距离内能分辨的线宽或间隔相等的平行细线的条数来表示,单位为线/mm或线对/mm。

    瞬时视场角

    瞬时视场角(IFOV)是指传感器内单个探测元件的受光角度或观测视野,又称为传感器的角分辨率,单位为毫弧度(mrad)或微弧度(μrad)。瞬时视场角β与波长λ和收集器的孔径D有关:β=λ/2D
    瞬时视场角越小,空间分辨率越高 。

    地面分辨率

    对于现代的光电传感器图像,空间分辨率通常用地面分辨率和影像分辨率来表示。地面分辨率是指影像能够详细区分的最小单元(像元)所代表的地面实际尺寸的大小。对于某特定的传感器地面分辨率是不变的定值。
    影像分辨率是指地面分辨率在不同比例尺的具体影像上的反映。遥感影像的比例尺可以放大或缩小,影像分辨率会随影像比例尺的变化而变化。只有当生成硬拷贝遥感像片时,才使用影像分辨率,计算机荧屏上的影像没有影像分辨率之说。

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  • 空间分辨率和灰度分辨率

    千次阅读 2020-08-04 16:42:08
    1. 空间分辨率 空间分辨率是图像中可辨别的最小细节的度量。在数量上,空间分辨率可以有很多方法表示。其中每单位距离线对数和每单位距离点数(像素数)是最通用的度量。每单位距离点数是印刷和出版业中最常用的...

    1. 空间分辨率

    空间分辨率是图像中可辨别的最小细节的度量。也就是数字图像的采样分辨率。在数量上,空间分辨率可以有很多方法表示。其中每单位距离线对数每单位距离点数(像素数)是最通用的度量。每单位距离点数是印刷和出版业中最常用的图像分辨率的度量。在美国,这一度量通常使用每英寸点数(dpi)来表示。例如,报纸用75dpi的分辨率印刷,杂志是133dpi,光鲜的小册子是175dpi,《数字图像处理》书页是以2044dpi印刷的。

    空间分辨率的度量必须针对空间单位来规定才有意义。图像大小本身并不会告诉我们全部内容。如果没有规定图像包含的空间维数,那么我们说一幅图像的分辨率为1024×1024像素是没有意义的。尺寸本身只是在图像容量间做比较才有帮助。例如,带有20兆像素成像芯片的CCD数字摄像机与8兆像素的摄像机相比有较高的分辨细节的能力,假定两部摄像机都配备了可比较的镜头,并在相同的距离拍摄可比较的图像。

    很自然低分辨率的图像与原图像相比要小,例如原图像的大小为3692*2812像素,但72dpi图像大小为213*162的阵列。为了便于比较这里采用了图像内插的方法,将所有图像放大到相同尺寸。

    2. 灰度分辨率

    灰度分辨率是指在灰度级中可分辨的最小变化。也就是数字图像的量化分辨率。基于硬件的考虑,正如前一节中提到的那样,灰度级数通常是2的整数次幂。最通用的数是8比特,在某些特殊的图像增强应用中,用16比特也是必要的。灰度量化用32比特还是很罕见的。有时会发现使用10比特或12比特来数字化图像灰度级的系统,但这些系统都是特例而不是常规系统。不像空间分辨率必须以每单位距离基础才有意义,灰度分辨率指的是用于量化灰度的比特数

    256级、128级和64级灰度图像对于所有实用目的在视觉上的效果是相同的。然而,32灰度级图像中,在恒定或接近恒度灰度区域内有一组不易察觉的细小山脊状结构。这种效果是有数字图像的平滑区域中的灰度级数不足引起的,通常称为伪轮廓,之所以这样称呼,是因为 这些山脊状结构类似于地图中的地形轮廓。伪轮廓通常在以16或者更少的级数的均匀设置的灰度级显示的图像中十分明显。

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    目录

    1 光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率

    2 全色图像、多光谱图像、高光谱图像

    2.1 全色图像

    2.2 多光谱图像

    2.3 高光谱图像

    参考资料


    1 光谱分辨率、空间分辨率、时间分辨率

    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时间分辨率

    (1)空间分辨率:是对遥感影像空间细节信息的辨别能力,指传感器能够分辨最小目标地物大小,是实际卫星观测影像中的一个像素所对应的地面范围。如,WorldView-2卫星全色图像空间分辨率是0.5m,指的是影像中的一个像素所对应的实际地面大小为0.5m \times 0.5m,高空间分辨率图像对于影响目标地物的识别和目视解译等具有重要的作用;

    (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。

    具体来说,遥感影像空间分辨率光谱分辨率的相互制约主要受下两方面因素的影响。

    (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。

    下图分别为空间分辨率(全色图像)和光谱分辨率(多光谱图像)的示意图。

     

    2 全色图像、多光谱图像、高光谱图像

    2.1 全色图像

    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。

     

    2.2 多光谱图像

    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。

     

    2.3 高光谱图像

    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,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。

     

    参考资料

    [1] https://blog.csdn.net/mihou_qust/article/details/78901738

    [2] https://blog.csdn.net/chaolei3/article/details/79404806

    [3] 孟祥超. 多源时—空—谱光学遥感影像的变分融合方法[D].武汉大学,2017.

    [4] 吴鹏海. 多传感器遥感数据的时空定量信息融合方法研究[D].武汉大学,2014.

     

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  • 光谱分辨率和空间分辨率彼此制约,全色影像的光谱分辨率低,所以空间分辨率高;

    光谱分辨率和空间分辨率彼此制约,全色影像的光谱分辨率低,所以空间分辨率高;

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