遥感教程简介-第2部分第11页

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Multispectral images are usually photo-like prints or computer monitor displays produced from input data representing segments or intervals of the electromagnetic spectrum. The process of producing multispectral photographs is explained. Hints for interpreting variations in gray levels in black and white imagery are given.


遥感史:多光谱图像

传感器技术的显著进步源于将辐射光谱范围细分为波段(连续波长的间隔),允许多个波段的传感器形成多光谱图像。这一概念对于任何在照相机上使用过滤色片的人来说都应该是熟悉的。假设你在相机镜头前安装一个红色滤光片, black and white (b & w) film. (这将跳到下一页)。从外部物体进入的聚焦红光将激活底片,在显影过程中留下银(因此是暗的),这些光线照射到胶片的任何地方。在打印到纸张上时,深色区域会在正片黑白打印中产生浅色调(反转),因此红色物体会显示出与形状相似的明亮(白色)图案。相反,红色滤光片吸收来自绿色和蓝色物体的光,因此不会曝光底片。在胶片上的这些区域,绿色物体的图像聚焦将产生清晰(无银)并打印出黑色。要将绿色记录在正片黑白照片上,请使用绿色来传递此颜色,但随后它会吸收红色和蓝色,并且在照片上会显示为黑色。最后,当使用蓝色滤镜时,蓝色显示为明亮的阴影。

彩色胶片中的颜色是由多层乳状液叠加而成,乳状液中含有滤除不同波长的光敏化合物(有机染料)。在差色胶片中,染料的颜色是:青色、洋红和黄色。以原色为参照,黄色减去蓝色,洋红减去绿色,青色减去红色。因此,当多色光线从目标或光源中的蓝色区域进入传感器光线时,一旦击中彩色胶片,就会漂白出部分黄色乳剂。同样的图案适用于绿光和红光,分别影响洋红层和青色层。然后,当白光通过多层透明胶片(例如35毫米幻灯片)时,现在透明的黄色区域将显示为蓝色,因为剩余的青色和洋红(在这些相同区域上如此着色)将过滤掉(减去)红色和绿色,留下蓝色显示。其他两个初选也有同样的理由。

在彩色负片中,对红色敏感的层在负片中产生补色,当印刷到纸上时,会留下洋红和黄色染料(从[减色系统]产生红色)。我们将不再详细阐述印刷的基本原理;只需说印刷品中的红色从源头上代表红色,绿色代表绿色,蓝色代表蓝色。我们在第10-2节中回顾了更多关于胶片和照相机过程的内容。

为了说明第一段中介绍的概念,作者(NMS)在此介绍了在我学习遥感原理的早期过程中所做的一个实验。我把美国的地质图钉在我家的一边(在阳光明媚的午后,在华盛顿红人队的半场足球赛中完成)。然后,我用各种滤光镜拍摄了这个彩色目标,如第二幅图中的黑白图像所示。在颜色版本中选择几个突出的颜色图案,并在各种黑白版本中找到它们,注意灰度的变化:

为了强调这种方法,我们在这里重现了陆地卫星教学手册第34页所示的四个用于演示多光谱图像的面板。左上方的面板显示了宾夕法尼亚州彩色地质图的东南部分。

|左上角的图片是宾夕法尼亚州地质图的一部分的复制品;颜色模式代表不同年代地层岩石单元的表面分布。| 彩色照片

|蓝色滤光片| 蓝色滤光片

|绿色过滤器| 绿色过滤器

|红色滤光片| 红色滤光片

这张地图在明亮的阳光下被照亮,通过三个窄带通滤光片在标准黑白胶片上拍摄了三次,中间是可见光谱的蓝色、绿色和红色部分。首先看看用蓝色滤光片拍摄的黑白照片。来自地图中蓝色图案的反射光通过蓝色滤光片,具有高透射率(低到中等吸收)。接收到这种光的底片被强烈曝光(高银密度),由此产生的正片显示蓝色区域为灰色阴影。相反,从地图上反射出来的红色和橙色被蓝色滤光片高度吸收,只在底片上造成轻微的密度,在印刷品上造成非常深的阴影。地图上的绿色在这张蓝色的带子上显示为中间的灰色阴影。我们可以将同样的推理应用到绿带和红带指纹上。因此,红色图案在红色条纹图中显示为浅灰色,在绿色条纹图中显示为中等灰色。请注意,有些颜色倾向于在所有三种过滤打印中产生较深的色调,例如,地图左侧的深红棕色之字形图案。这种变暗的部分原因是固有的黑暗(低饱和度)和特定颜色棕色(红色和黄色与黑色的混合)的本质。

` <>`__I-16: To check on your understanding of the explanation in the above paragraph, scroll upscreen until the color version of the map is at the upper left. Now, one at a time pick out about 5 to 7 points on this map where a different color is at each. It helps to choose each point where it is associated with a distinctive patter. Make an educated guess as to the level of gray (from white through various shades of gray to near black) you would predict when you locate each point again in each of the three color filter images. Derive a rule-of-thumb statement that summarizes what you would expect the gray level to be for each filter image. `ANSWERS <answer.html#I-16>`__


主要作者:Nicholas M.Short,高级电子邮件: nmshort@nationi.net