我们从卫星公司订购的卫星数据通常为原始数据。
卫星下传的原始数据(Raw Data)更像是相机的“底片”,它记录的是传感器接收到的电磁辐射能量值,其中混合了地物真实信息和各种噪声与畸变。它本身无法直接用于分析和解译。
遥感影像处理就是一个“解码”和“净化”的过程,剥离噪声和误差,提取出纯粹反映地物特征的信息。没有这个步骤,原始数据只是一堆无意义的数字;经过处理,它才变成能反映地表真实情况的地图或图像。
遥感影像处理能解决哪些问题呢?
一、克服观测环境的固有缺陷
问题来源:大气散射和吸收、传感器灵敏度、太阳高度角等。
处理方法:辐射定标和大气校正。这一步将传感器记录的灰度值(DN)转换为真实的地表反射率或辐射亮度。这是进行定量遥感(如监测植被健康度、水体叶绿素浓度)的绝对前提。
2.几何失真( Geometric Distortion )- 解决“位置不对、形状扭曲”的问题
问题来源:地球自转、曲率、地形起伏、传感器姿态变化(俯仰、翻滚、偏航)等。
处理方法:几何校正和正射校正。通过地面控制点和高程模型,将图像中的每个像素精确地匹配到其真实的地理坐标上。这是将遥感影像与GIS矢量数据(如行政边界、道路)进行叠加分析的基础。
二、为信息提取和智能解译铺平道路
即使图像在辐射和几何上已经准确,为了让人或计算机能更高效、更准确地识别目标,还需要进一步的“加工”。
图像增强:这是为了增强可读性。
对比度拉伸:让暗淡的细节变得清晰。
色彩合成:将不可见的红外波段组合成“假彩色”图像,使特定地物(如健康植被呈鲜红色)异常突出。
滤波:抑制噪声或增强边缘(如道路、田埂)。
信息提取:这是处理的最终目的,也是高级阶段。
分类:基于光谱特征,计算机自动将图像划分为不同地物类别(如水体、建筑、林地、农田)。
变化检测:通过比较不同时相的影像,自动识别出地表的变化区域(如城市扩张、森林砍伐)。
目标识别:自动识别和定位特定目标,如船舶、飞机、储油罐等。
如果没有前期的校正和增强,这些自动化解译算法的精度将大打折扣,甚至完全失效。 例如,未经大气校正的图像,同一种作物在不同日期影像中的光谱值可能差异巨大,导致变化检测结果完全错误。
总之,遥感影像处理是:
一项“纠偏”工作:消除观测系统本身和外部环境引入的误差,确保数据的真实性与准确性。
一项“翻译”工作:将物理传感器信号“翻译”成具有明确地理和物理意义的可靠信息。
一项“赋能”工作:为后续的人工解译和计算机自动分析奠定坚实基础,是连接原始数据和各行各业深度应用的核心桥梁。

