23.3. 数字化

由于大多数计算机软件是用二进制代码(开-关状态为1和0的位)和每字节n位数的语言编写的,因此数字化通常基于2的幂。因此,28在展开时产生256个整数,通常分配给0到255的范围。电压的转换可以在0和3之间变化,其中包括十进制值,如1.56,可以通过图形(坐标细分为十进制单位,横坐标从0到255只绘制为整数单位)或使用查阅表进行。如果一个电压值在两个整数之间绘制,它将被分配给它更接近的二进制数。对于给定场景中遇到的电子信号值的范围,A/D转换将产生一个二进制数序列。例如,如果将电压0(未检测到辐射)设置为下限或最小值,而3是任意上限或最大值(根据经验预期的最大辐射,但不是最大可能值),则等效数字化范围(如果以28个单位表示)将固定在0 V=0的dn和3 V=255的dn。电压介于0.48和1.65 V之间,表示场景中存在的辐射实际产生的范围,数字化时,电压将介于dn=48和dn=140之间。通常有不同数量的像素包含特定的电压(=dns)。当绘制为覆盖感测场景的给定波段记录的柱状图(像素频率与dn值)时,柱状图(如第1-1页(第1节)所示)是标准的。这个数字代表了一个扭曲的高斯分布。双峰甚至三峰或更高的分布并不少见。

数字化通常在传感器运行的航天器(或飞机)上完成。DN值以多位单位或字节(位是由0和1的序列组成的数字)数字化。对于陆地卫星1、2和3,来自MSS波段4、5和6的信号转换为7位/像素(27)(DN范围0-127)和波段7至6位/像素(26)(DN范围0-63)。通过重新缩放,即将dn值翻倍或四倍,所有这些都会在地面上转换为8位/像素。后来,陆地卫星(4和5)(TM和MSS)和SPOT(RBV)信号在船上以8位/像素(28)的速度数字化,确定了0-255的范围。

数字化数据流在接收站记录在适当的存储介质上,如磁带或磁盘。多年来,标准是大型卷轴计算机兼容磁带(CCT),即7轨或9轨。9轨CCT包含28个级别(8个磁道)的数字化DN数据和一个专门用于奇偶校验的额外磁道。钻头以几种密度分布在CCT上;一种常见的填料为1600 bpi(每英寸钻头数) [磁带] )CCT安装在磁带驱动器中,以将数据加载到计算机内存中进行处理。一些计算机系统将接受存储在磁盘上的数据。这些存储设备适用于大型机或小型计算机处理器。

构成空间图像下轨道(沿轨道)尺寸的线的数量取决于传感器的分辨率和该尺寸的任意截止点(以千米为单位)(例如185千米)。 [115英里] 对于陆地卫星MSS和TM场景)。一行中的像素细分数目还取决于空间分辨率和场景宽度;因此分辨率越高,像素(样本)/行的数目就越大。对于陆地卫星MSS,测线数为2953,采样数为3548(可以变化),每个波段共10580000像素,四个波段约41330000像素(来源:Avery和Berlin,遥感和航空摄影基本原理,第5版,第406页)。对于Landsat TM,测线号为5965,样本号为6967,共41560000像素/波段,总计7个波段的样本号为290910000。

数据可以通过多种方式打包到存储介质上。最常用的是波段顺序,其中给定波段的所有行从场景的顶部到底部依次记录。另一种格式是频带交错,其中每个频带一次连续地显示一行(例如,对于mss:line 1,band 1至4;line 2,band 1至4;line 3,)。根据数据的性质,数字文件结构可以以二进制、ASCII或压缩二进制模式存储数据,数字可以表示为实数、整数或字节。我们将与PIT一起使用的数据是字节二进制的。

主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@epix.net
合作者: Code 935 美国国家航空航天局 GSTUSAF Academy
上次更新时间:99年9月
站长:小比尔·狄金森。
现场负责人:Nannette Fekete
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