PIE高分一号数据预处理课件.ppt

1、PIE GF1 PMS数据预处理培训课程PIE GF-1 PMS数据预处理专题背景1高分一号卫星是中国高分辨率对地观测系统的第一颗卫星，由中国航天科技集团公司所属空间技术研究院研制。于2013年4月26日12时13分04秒由长征二号丁运载火箭成功发射，开启了中国对地观测的新时代。高分一号卫星是中国高分辨率对地观测系统的首发星，搭载了两台2m分辨率全色/8m分辨率多光谱相机，四台16m分辨率多光谱相机。突破了高空间分辨率、多光谱和宽覆盖相机和结合的光学遥感等关键技术，设计寿命5至8年。1.1 GF-1 数据参数GF-1 PMSGF-1 WFV光谱范围多光谱0.45-0.52um（蓝）0.45-0

2、.52um0.52-0.59um（绿）0.52-0.59um0.63-0.69um（红）0.63-0.69um0.77-0.89um（近红）0.77-0.89um全色0.45-0.90um 空间分辨率多光谱8m16m全色2m幅宽60km（两台相机组合）800km（四台相机组合）重访周期（侧摆时）4天 重访周期（不侧摆）41天4天1.2 高分一号有效载荷参数GF-1卫星标准产品根据输入姿轨数据与处理流程的不同分为1A和2A级产品，其体说明见下表。GF-1 PMS的数据由资源卫星应用中心分发，用户可登陆资源卫星中心的数据分发平台进行查询和订购，http:/218.247.138.121/DSSPl

3、atform/index.html。产品分级产品名称产品说明1A级预处理级辐射校正影像产品0级数据经数据解析、均一化辐射校正、去噪、MTFC、CCD拼接、波段配准等处理的影像数据；并提供卫星直传姿轨数据生产的RPC文件2A级初级几何校正影像产品1A级数据经过几何纠正、地图投影生成的影像产品1.3 GF-1卫星标准产品u 技术路线高精度定量遥感1.4 GF1-PMS处理流程以全色为基准配准多光谱影像，并进行融合培训课程PIE GF1 PMS数据预处理数据预处理22.1 辐射校正PIE中采用6S模型进行大气校正，根据卫星名称及元数据文件自动读取辅助信息，操作简单。并基于大气辐射传输模式，内置气溶胶

4、光学厚度反演方法，同时事先生成针对不同卫星数据大气校正的查找表，具备校正速度快的特点。辐射校正辐射校正 消除图像数据中依附在辐射亮度里的各种失真的过程即为辐射校正。辐射校正由辐射定标和大气校正两部分组成。辐射校正意义传感器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。辐射误差：目标测量值与目标的光谱反射率或光谱辐射亮度等物理量之间的差值，辐射校正：消除图像数据中的各种失真。辐射校正为定量遥感反演奠定基础u 对GF1多光谱数据进行辐射定标及大气校正，对全色波段进行辐射定标 图像处理 辐射校正 辐射定标典型地物的光谱反射率曲线大气校正前植被波谱曲线大气校正后植被波谱曲线2.1 辐射校

5、正2.2 影像匹配PIE中影像匹配优势几何校正：当遥感图像在几何位置上发生了变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等畸变时，即说明遥感影像发生了几何畸变。影像变形的原因：遥感器的内部畸变：由遥感器结构引起的畸变；遥感平台位置和运动状态变化的影响；地形起伏的影响；地球表面曲率的影响；大气折射的影响；地球自转的影响。u 控制点的选取2.2 影像匹配控制点的选取 控制点应选取图像上易分辨且较精细的特征点，这很容易通过目视方法辨别，如道路交叉点、河流弯曲或分叉处、海岸线弯曲处、湖泊边缘、飞机场、城廓边缘等。特征变化大的地区应多选些。图像边缘部分一定要选取控制点，以避

6、免外推。此外，尽可能满幅均匀选取，特征实在不明显的大面积区域（如沙漠），可用求延长线交点的办法来弥补，但应尽可能避免这样做，以避免造成人为的误差。其最低限是按未知系数的多少来确定的。一次多项式有6个系数，就需要有6个方程来求解，需3个控制点的3对坐标值，即6个坐标数。2次多项式有 12个系数，需要 12个方程（6个控制点）。依次类推，n次多项式，控制点的最少数目为(n+1)(n+2)/2。实际工作表明，选取最少数目的控制点来校正图像，效果往往不好。在图像边缘处，在地面特征变化大的地区，如河流拐弯处等，由于没有控制点，而靠计算推出对应点，会使图像变形。因此，在条件允许的情况下，控制点数的选取都要

7、大于最低数很多。u 对GF1全色影像与基准影像进行匹配、正射校正（PIE提供自动匹配功能）2.2 影像匹配2.3 正射校正v 对于分辨率比较低的卫星影像，可采用几何精校正的方法，但对于高分辨率卫星数据需采用严格的物理模型或有理多项式进行模拟卫星参数。v 对于分辨率较高（小于或等于15米），且具有RPC文件或者轨道参数的图像，可以用正射纠正的方法完成几何校正，以达到更高的精度要求。v 对于中等分辨率（如20米），影像覆盖区为山区，地形起伏较大。可以用正射纠正以达到较高的精度要求。l 在“图像处理”模块下，选择“影像配准”进行匹配之后选择校正下“正射校正”基于控制点+RPC+DEM完成正射纠正过程

8、正射校正使用条件 色彩标准化融合色彩归一化融合对彩色图像和高分辨率图像进行数学合成，从而使图像得到锐化。SFIM融合基于光照和地表反射模型而建立起来的。PCA融合 首先对具有n个波段的低分辨率图像进行主成分分析，然后将单波段的高分辨率图像经过灰度拉伸，使其灰度的均值和方差与PCA 变换第 1分量图像一致；最后以拉伸过的高分辨率图像代替第1分量图像，经过PCA 逆变换还原到原始空间。Pansharp融合利用多光谱若干波段拟合一个全色波段，使拟合全色波段与源全色波段具有较高相似性，从而降低融合过程的光谱失真问题。PIE中图像融合方法2.4 图像融合Pansharp融合算法专为高空间分辨率影像设计，支持常规的遥感卫星数据融合处理，其利用最小二乘理论对参与融合的波段值进行最佳匹配，以减少融合后的颜色偏差。同时亦能很好的兼顾地理位置的精确计算，避免了融合后影像位置偏移现象的发生。PansharpPansharp融合融合2.4 图像融合Pansharp融合结果保证多光谱特征的同时，提高空间分辨率