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3.1 概述课程教案、知识点、字幕

今天我们来学习

《遥感数字图像处理理论与方法》

第三章

热红外遥感图像大气校正和地表温度反演

和第二章介绍的可见光

和近红外遥感图像不一样

热红外遥感图像记录的是

地表热辐射

关联的物理量是地表温度

在第二章中

我们学习了遥感图像的辐射校正

掌握了将遥感数字图像的DN值

转换为地表反射率的方法

本章我们首先介绍

热红外遥感图像的大气校正

然后介绍地表温度的遥感反演

学习将遥感数字图像的DN值

转换为地表温度的方法

本章分为5小节

第一小节是概述部分

第二小节

是热红外遥感图像像元值的物理意义

第三小节是热红外遥感图像的大气校正

第四小节是地表温度的

遥感反演原理和方法

第五小节是 ATCOR 2

热红外波段遥感图像的

大气校正与地表温度计算

学习完成本章

大家可以了解

热红外遥感图像大气校正的

基本理论和方法

以及

如何利用热红外遥感图像反演地表温度

首先 我们介绍一下热红外遥感

从红外波谱开始介绍

如图所示

红外波谱位于可见光红波以外

它的波长比红波要长

对于红外波谱来说可进一步划分为

短波红外

中红外

远红外

也有人将红外波谱划分为

反射红外

发射红外

地面的平均温度约为300K

其辐射波谱

主要集中在3~80μm的波长范围内

最强地表辐射的波长位于10μm附近

因此

对于地表辐射来说

在0.76~3.0μm波谱范围

主要反射来自太阳的近红外辐射

该波段范围为反射红外波段

3~18μm波谱范围

主要为地表自身发射的红外辐射

称为热红外波段

我们来了解一下热红外遥感图像的不同特征

和反射太阳辐射的可见光

近红外波段图像不一样

热红外图像体现地物自身

热辐射能力

这里显示的是

Landsat TM图像当中的

第一波段和第六波段的图像对比

大家看图的A处

有一条白色的砂石路

在第一波段蓝色通道图像上

显示高亮特征

但是

在第六波段热红外通道图像上

它呈现比其它部分

灰度低的暗色调

接下来我们再看

右下和左下图的B处

这是海水和陆地之间的过渡区域

是含水量较高的沙质海滩

在第一波段的蓝色通道图像上

呈现高亮特征

在第六波段热红外通道图像上

特征不明显

难以和海水区分

我们再看

左下和右下图C处

指示的是一处向阳山坡

由于面向太阳

受热增温较快

在热红外图像上

图像亮度值较其它区域相对较高

所以

呈现高亮特征

我们从

A

B

C

三处的图像特征对比看出

热红外遥感图像能够捕获一些

独特的地物辐射特征

呈现出和可见光

近红外遥感图像不一样的效果

所以

热红外遥感在诸如城市热岛效应

林火监测

旱灾监测

探矿

探地热

等领域

都有很广的应用前景

我们把热红外遥感图像的

处理原理和方法集中起来

单独作为一个章节学习

是很有必要的

我们常见的星载热红外遥感数据

有哪些呢

可供使用的星载热红外传感器比较多

除了气象卫星外

还有对地观测资源卫星

它也携带了热红外波段传感器

我们列举了几种常用的热红外数据

并介绍了数据的特性

比如

ASTER

有5个热红外波段

空间分辨率约90m

下面是Landsat 系列

从TM到ETM+到TIRS等

波段数从1个增加到2个

分辨率也是不一样的

比如最早期的120m的分辨率

到ETM+的60m的分辨率

到TIRS的100m的分辨率等

还有中巴地球卫星和环境灾害卫星

它对应的是IRMSS以及IRS这些传感器

它们的分辨率一般是从150m到300m左右

以及早期

NOAA平台上搭载的AVHRR传感器

这些气象卫星类型的传感器分辨率比较低

大约在1km左右

我们来看MODIS数据

MODIS数据提供了16个波段

热红外数据

可满足于不同的应用需求

我国自主生产的风云卫星系列

它是气象卫星

它的分辨率在1km左右

最近

我们国家发射的高分5号系列

这是我们国家自主发射的

分辨率达到40m左右

不同热红外遥感数据

空间分辨率

时间分辨率

幅宽

波段数量

波谱范围

成像时间

白天成像黑夜成像

这些都是不一样

我们在使用这些数据的过程当中

应该按照应用需求

挑选出合适的数据源

遥感数字图像处理理论与方法课程列表:

第一章 遥感图像基础

-1.1 遥感数字图像

-1.2 遥感数字图像的坐标系统和地图投影定义

-1.3 遥感数字图像的计算机存储

-1.4 遥感数字图像的计算机显示

-第一章习题

第二章 遥感图像辐射校正

-第一讲

--2.1.1 遥感图像辐射校正概述

--2.1.2 遥感数字图像像元值的物理意义

--2.1.3 TOA光谱辐射亮度和表观反射率

--2.1.4 可见光和近红外波段的表观反射率模拟

-第二讲

--2.2.1 传感器的辐射定标

--2.2.2 6S辐射传输模型及其大气校正

--2.2.3 MODTRAN大气校正

--2.2.4 ATCOR 2 大气校正与地表反射率计算

--2.2.5 太阳辐射与地形引起的辐射误差的校正

-第二章习题

第三章 热红外遥感图像大气校正和地表温度反演

-3.1 概述

-3.2 热红外遥感图像像元值的物理意义

-3.3 热红外遥感图像的大气校正

-3.4 地表温度的遥感反演原理和方法

-3.5 ATCOR 2 大气校正与地表温度计算

-第三章习题

第四章 遥感图像几何纠正

-第一讲

--4.1.1 概述

--4.1.2 几何纠正的通用处理流程

--4.1.3 多项式构像模型及其几何纠正

--最小二乘法原理

-第二讲

--4.2.4 通用构像方程

--4.2.5 中心投影构像模型

--4.2.6 多中心投影构像模型

--4.2.7 SAR图像几何纠正

--4.2.8 有理函数模型和RPC纠正

-第四章习题

第五章 遥感图像增强

-第一讲

--5.1.1 彩色增强

--5.1.2 辐射增强

--5.1.3 空间增强

-第二讲

--5.2.4 光谱增强(4.1)

--5.2.4 光谱增强(4.2~4.3)

--5.2.5 频率域增强(5.1~5.5)

--5.2.5 频率域增强(5.6)

-第五章习题

第六章 遥感图像融合

-6.1 遥感图像融合概述

-6.2 基于IHS变换的图像融合

-6.3 基于主成分变换的图像融合

-6.4 基于小波变换的图像融合

-6.5 融合图像的质量评估

-第六章习题

第七章 遥感图像计算机分类

-第一讲

--7.1.1 图像分类概述

--7.1.2 判别函数

--7.1.3 非监督分类

--7.1.4 监督分类

-第二讲

--7.2.5 分类结果后处理

--7.2.6 分类结果精度评价

--7.2.7 其它分类方法

-第七章习题

第八章 遥感图像变化检测

-8.1 变化检测概述

-8.2 常用的变化检测方法

-8.3 CVA变化检测

-8.4 遥感图像变化检测应用实例

-第八章习题

3.1 概述笔记与讨论

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