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遥感图像中的偏振特性应用

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:图11-4叶子的普通光谱图11-5叶子的偏振光谱对比图11-4和图11-5的图像质量,可以发现在图11-4中,叶片总体泛白,同时叶片不够鲜绿,叶脉也不够清楚。因此,可以利用偏振光谱来提高遥感图像的质量。图11-6叶子的普通光谱在红绿蓝三个波段的直方图图11-7叶子的偏振光谱在红绿蓝三个波段的直方图应用目前常用的图像处理方法对普通图像进行各种图像增强,其图像质量效果都无法与植被本身的偏振图像匹敌。

遥感图像中的偏振特性应用

下面以植被为例,说明偏振成像的优点。图11-4和图11-5是在相同的光照条件下,同一片叶子的普通光谱(图11-4)和偏振光谱(图11-5)图像。在图11-4中,拍摄过程与常规拍摄过程相同;在图11-5中,拍摄前在镜头前加了偏振片,作用就是仅允许通过某一方向的光强(光能量),而其他方向的光强不允许通过。注意,由于加载的偏振片的方向可以是任意选择的,因此拍摄类似图11-5的影像可以有很多种可能,并且这些图片的效果与图11-5会有一定的差异。

图11-4 叶子的普通光谱

图11-5 叶子的偏振光谱

对比图11-4和图11-5的图像质量,可以发现在图11-4中,叶片总体泛白,同时叶片不够鲜绿,叶脉也不够清楚。而在图11-5中,叶片很绿,不存在泛白的现象,同时叶脉非常清晰。总体效果是图11-5的成像质量效果优于图11-4的效果。因此,可以利用偏振光谱来提高遥感图像的质量。

上述结果表明:在有些情况下植被的偏振图像的清晰度要优于普通光谱成像。这从它们的直方图特征也可以说明该问题。图11-6和图11-7分别是叶子在普通光谱和偏振光谱下红绿蓝三个波段对应的直方图。从成像的直方图对比来看,普通成像的红绿蓝三通道的直方图有很大的相似性,但是偏振成像的红绿蓝三通道的直方图却有明显的区别和反差。红绿蓝通道的相似性往往抹去了遥感图像中地物本身的一些特征信息,使图像对比度下降。

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图11-6 叶子的普通光谱在红绿蓝三个波段的直方图

图11-7 叶子的偏振光谱在红绿蓝三个波段的直方图

应用目前常用的图像处理方法对普通图像进行各种图像增强,其图像质量效果都无法与植被本身的偏振图像匹敌。图像增强的办法一般使用:亮度增强(减弱),对比度增强(减弱),图像的平滑和锐化。图11-8是利用亮度增强的办法,而图11-9是图像平滑后的图像。可以发现图像的增强处理后(图11-8和图11-9)仅仅与原图像(图11-4)有一定的差异,但是要想得到图11-5的这种成像质量,恐怕现有的各种数学和计算机的图像处理方法都无法实现。

图11-8 亮度增强后的叶子的普通光谱

图11-9 图像平滑后的叶子普通光谱

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