遙感技術(shù)最基本的東西其實(shí)就是遙感影像，不管你是設(shè)計(jì)傳感器，還是研究影像的信息提取，都是圍繞著影像來工作。離開影像來談遙感，等同于畫餅充饑。
這部分內(nèi)容包括：
l遙感成像
原理
l影像描述
基本概念
l影像特征
1、遙感成像
遙感成像可分為5個(gè)部分，對(duì)于我們來說，需要重點(diǎn)學(xué)習(xí)的是傳感器部分。
傳感器是獲取地面目標(biāo)電磁輻射信息的裝置。傳感器按照不同的分類
標(biāo)準(zhǔn)可分為很多類，但是任何的傳感器都有四個(gè)基本部分組成——收集器、探測(cè)器、處理器和輸出器。
衡量傳感器性能的四個(gè)指標(biāo)：
- 空間分辨率——是指遙感圖像上能
夠詳細(xì)區(qū)分的最小單元的尺寸和大小，是用來表征影像分辨地面目標(biāo)細(xì)節(jié)能力的指標(biāo)。
目前比較通俗的說法就是像元的大小，比如TM影像是30米，Spot5的分辨率是5米或者10米等。
- 時(shí)間分辨率——對(duì)同一目標(biāo)進(jìn)行重
復(fù)探測(cè)時(shí)，相鄰兩次探測(cè)的時(shí)間間隔。
通俗的叫法是探測(cè)重復(fù)周期，如TM的重復(fù)周期為16天，氣象衛(wèi)星時(shí)間很短，幾乎是一天能重復(fù)好幾次，這樣有利于天氣
的準(zhǔn)確預(yù)報(bào)。
- 光譜分辨率——指?jìng)鞲衅魉苡涗?
的電磁波譜中，某一特定的波長(zhǎng)范圍值，波長(zhǎng)范圍值越寬，光譜分辨率越低。光譜分辨率的高低，產(chǎn)生了一個(gè)非常熱門的遙感分支，高光譜遙感。
- 溫度分辨率——指熱紅外傳感器分
辨地表熱輻射（溫度）最小差異的能力。
一般紅外系統(tǒng)的的溫度分辨率達(dá)到0.2~3.0K的標(biāo)準(zhǔn)，如TM6圖像的溫度分辨率可達(dá)到0.5K。同時(shí)這四項(xiàng)指標(biāo)也是影像的重要參數(shù)之一，特別是空間分辨率和時(shí)間分辨率。
下面我們了解一下目前常見的幾種傳感器
- 光學(xué)機(jī)械掃描系統(tǒng)（optial-mechanial
scanning）它是利用平臺(tái)的行進(jìn)
和旋轉(zhuǎn)掃描鏡對(duì)與平臺(tái)行進(jìn)的垂直方向的地面進(jìn)行掃描，又稱物面掃描系統(tǒng)。
圖2
TM的掃描系統(tǒng)示意圖
目前正在使用的傳感器采用這種方式的主要有Landsat、NOAA/AVHRR、我國(guó)的“風(fēng)云”系列氣象衛(wèi)星。這種掃描方式兩個(gè)特點(diǎn)是掃描寬幅
大但空間分辨率較低。
2、推掃式掃描系統(tǒng)（push-broom scanning）又稱鏡面掃描系統(tǒng)，用廣角光學(xué)系統(tǒng)，在整個(gè)視場(chǎng)內(nèi)成像。它是用CCD組成的線性矩陣來感應(yīng)地面。
圖3
推掃式掃描系統(tǒng)示意圖
目前正在使用的大部分高分辨率的傳感器
就是這種系統(tǒng)，包括SPOT系列，中巴資源系列，IKONOS，QUICKBIRD等。此類掃描系統(tǒng)一般分辨率比較高，但掃描寬幅比較小。
3、成像光譜此類系統(tǒng)是把成像技術(shù)和分
光譜技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，獲取的影像光譜分辨率非常高，波段數(shù)非常的多，能達(dá)到上百個(gè)波段，它仍屬于多光譜掃描儀的范疇。很典型的一個(gè)傳感器就是MODIS（中等分辨率成像光譜儀）。
2、遙感影像特征
在圖像處理、分析和解譯過程中，我們要了解圖像中包含的信息內(nèi)容，定量地研究其信息量的多少，特別是比較不同的類型的圖像和同一圖像的不同波段，以及不同
處理方法得到的結(jié)果中信息的種類、多少和豐富量等信息。
遙感圖像反映的信息內(nèi)容主要有波譜信
息、空間信息和時(shí)間信息。（注：文中的圖像都是指的數(shù)字圖像）
圖像上的波譜信息表現(xiàn)為已經(jīng)量化的輻射
值，即圖像的亮度/灰
度指/像元
值，他是一種相對(duì)的量度。量化就是把采樣過程中獲得的像元平均輻射亮度值，按照一定的編碼規(guī)則劃分為若干等級(jí)，即把像元平均輻射亮度值按一定方式離散化。
它對(duì)應(yīng)我們常見的概念就是圖像的比特或者灰階，如8比特，量化范圍就是0~255。
像元值間接反映了地物的波譜特征，不同
的地物有著不同的像元值，當(dāng)然把同譜異物排除，遙感圖像解譯中識(shí)別不同地物的一個(gè)重要標(biāo)志就是圖像的像元值差異。同時(shí)像元值也是反映一幅圖像信息量大小的
重要，信息量的大小一般采用了通訊理論中的的香農(nóng)在1948年提出的熵來表示。
在ENVI中查看圖像的像元值非常的方便，在一個(gè)Display中打開一個(gè)圖像，在Image視圖上雙擊左
鍵，圖4中所示，Data中的R、G、B對(duì)于的值就是像元值，也就是DN值，由于圖像中的原始DN值非常的重要，一般不會(huì)輕易改變，但是它的整體飽和度不高，直接顯示效果不好。因此在ENVI中，為了顯示顏色，有一個(gè)LUT
VALUE，圖中的為Scrn對(duì)應(yīng)的R、G、B值。一般在ENVI中處理圖像，都是對(duì)LUT VALUE操
作，當(dāng)然也可以選擇對(duì)FILE PIXEL處理，這個(gè)也就是很多人疑問，在ENVI處理很好的圖像，為什么在別的軟件，如photoshop中打開顏色就變了，就是這個(gè)原因。
圖4
圖像像元值的查看
空間信息是通過圖像的像元值在空間上的變化反映出來，包括圖像上有實(shí)際意義的點(diǎn)、線、面或者區(qū)域的空間位置、長(zhǎng)度、面積、距離、紋理信息等都屬于空間信
息。
與空間信息相關(guān)的兩個(gè)概
念需要理解，一是采樣，即把連續(xù)圖像空間劃分成一個(gè)個(gè)網(wǎng)格，并對(duì)各個(gè)網(wǎng)格內(nèi)的輻射值進(jìn)行測(cè)量；二是空間分辨率，即圖像中一個(gè)像元代表地面實(shí)際大小。
在ENVI中，同樣可以很方便的查看圖像的基本信息，在Available Bands List中，選擇一幅圖像點(diǎn)擊
右鍵，選擇Edit Header。可以看到圖像的投影信息，空間分辨率等信息。
圖5 圖像的信息查看
量測(cè)圖像也非常的簡(jiǎn)單，可選擇Basic
Tools ->Measurement Tool，或者Utility-〉Measure。提供了點(diǎn)、線、面等量測(cè)，還可以將量測(cè)結(jié)果導(dǎo)出成文本文件。
圖5
圖像量測(cè)
圖像的時(shí)間信息指的是不同時(shí)相遙感圖像的光譜信息與空間信息的差異。圖像的時(shí)間信息對(duì)圖像的解譯、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等影響很大。如不同季節(jié)下的樹木所含的葉綠素是
不一樣的，
因此兩幅不同季節(jié)下同一地物在圖像上的像元值是不一樣的，表現(xiàn)為顏色也不一樣。一幅影像的時(shí)間信息可以通過查看圖像所帶的元數(shù)據(jù)文件得到。
除了需要
查看以上三個(gè)方面的圖像特征外，還需要知道圖像的一些統(tǒng)計(jì)特征，這些統(tǒng)計(jì)特征包括：
均值——
圖像中所有像元值得平均值，它反映了地物信息的平均反射強(qiáng)度。
中值——指圖像所
有灰度級(jí)中處于中間的值，表示一個(gè)反差狀況。
灰度方差——它反
映各像元灰度值與圖像平均灰度值得總的離散程度，它是衡量一幅圖像信息量大小的重要度量。
圖像灰度數(shù)值值域——
它是圖像最大灰度值和最小灰度值得差值，反映了圖像灰度值的變化程度，間接反映了圖像的信息量。
圖像直方圖——指
圖像中所有灰度值的概率分布。它能夠反映圖像的信息量及分布特征。
多波段間的相關(guān)系數(shù)——
相關(guān)系數(shù)是描述波段圖像間的相關(guān)程度的統(tǒng)計(jì)量，反映了兩個(gè)波段圖像所包含信息的重疊程度。
在ENVI中的，Basic->Statistics->Compute
Statistics可
以統(tǒng)計(jì)單個(gè)圖像的特征。
圖6
圖像的統(tǒng)計(jì)特征