導(dǎo)語(yǔ)：遙感影像輻射質(zhì)量評(píng)價(jià)論文一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1遙感影像輻射質(zhì)量的單指標(biāo)評(píng)價(jià)方法

1.1灰度級(jí)分布評(píng)價(jià)

影像灰度級(jí)指像素點(diǎn)的亮暗差別，不同的灰度級(jí)分布情況將在影像上體現(xiàn)不同的明暗程度、對(duì)比度等?；叶戎狈綀D是表達(dá)影像灰度分布的有效工具，它反映影像中各灰度級(jí)與出現(xiàn)頻率之間的統(tǒng)計(jì)關(guān)系。

1.2信息量評(píng)價(jià)

遙感影像信息量評(píng)價(jià)是從信息論的角度出發(fā)，通過(guò)度量影像所包含的信息對(duì)影像做出評(píng)價(jià)。信息熵是一種常用的影像信息量評(píng)價(jià)指標(biāo)，它可以度量影像亮度值分散程度和均勻程度，這和上述的灰度級(jí)分布評(píng)價(jià)相類似，但在影像信息量評(píng)價(jià)中，需要顧及影像的像素?cái)?shù)量及其波段數(shù)量。

1.3清晰度評(píng)價(jià)

清晰度指影像上各細(xì)部影紋及其邊界的清晰程度，是反映遙感影像質(zhì)量的重要因素，本文將介紹3種清晰度的評(píng)價(jià)方法，即平均梯度法、灰度共生矩陣法、灰度－梯度共生矩陣法。對(duì)影像中的每一個(gè)像素分別計(jì)算其梯度值，然后對(duì)所有像素的梯度取均值即得影像的平均梯度。一般情況下，平均梯度越大，表示影像越清晰。

1.4分辨率評(píng)價(jià)

上述的清晰度評(píng)價(jià)指標(biāo)都是宏觀統(tǒng)計(jì)量，在評(píng)價(jià)影像時(shí)會(huì)存在一定的局限性。國(guó)內(nèi)外通常利用調(diào)制傳遞函數(shù)（ModulationTransferFunction，MTF）對(duì)遙感影像的空間分辨率進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。MTF是成像系統(tǒng)在各個(gè)空間頻率處，像方調(diào)制度除以物方在此頻率處調(diào)制度所得的函數(shù)，它所反映的是成像系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)物成像過(guò)程中信號(hào)的擴(kuò)散與削弱程度，具有信息客觀、可量測(cè)、可傳遞等優(yōu)勢(shì)，因此被廣泛應(yīng)用。值得注意的是，MTF曲線的獲取一般都需要人工選定具有某種特征的影像數(shù)據(jù)，如刃邊法中需要選取均勻亮、暗地物的邊界。這也為追求效率的業(yè)務(wù)化應(yīng)用帶來(lái)了諸多不便。因此，要為了實(shí)現(xiàn)MTF評(píng)價(jià)的自動(dòng)化，國(guó)內(nèi)外學(xué)者近期提出了一些改進(jìn)的方法，基本思路是通過(guò)邊緣檢測(cè)方法獲得影像中所有邊緣的位置，再通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化選擇確定最優(yōu)的直線邊緣用于MTF的估計(jì)。該類方法可以在整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程中擺脫人工干預(yù)，代表了最新的發(fā)展趨勢(shì)。

1.5噪聲評(píng)價(jià)

在遙感影像的獲取、傳輸、處理等過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生各種各樣的噪聲，如脈沖噪聲、條帶噪聲、壓縮噪聲等，此外，影像鑲嵌產(chǎn)生的亮度不均勻也可以看作是一種噪聲。對(duì)影像中的噪聲進(jìn)行評(píng)價(jià)，一般需在影像中選取一定大小的均勻區(qū)域，通過(guò)計(jì)算某種評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行，選擇均勻區(qū)域的目的是排除邊緣、紋理等細(xì)節(jié)信息的影響。

1.6云量評(píng)價(jià)

在光學(xué)遙感中，云覆蓋是造成遙感數(shù)據(jù)可用性降低的重要因素，因此云量檢測(cè)是遙感影像輻射質(zhì)量評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容之一。云量檢測(cè)的方法多種多樣，如閾值法、聚類分析法、紋理分析法等。然而，在業(yè)務(wù)化云檢測(cè)系統(tǒng)中，閾值法仍然是最為常用的方法，一般可分為直接閾值法和云指數(shù)閾值法。直接閾值法是在影像中選取一個(gè)或多個(gè)譜段，通過(guò)對(duì)反射率或亮溫?cái)?shù)據(jù)直接設(shè)定閾值，確定云區(qū)的覆蓋面積。

1.7無(wú)效像元評(píng)價(jià)

在遙感影像的四周經(jīng)常會(huì)存在一定數(shù)量的無(wú)效像元，最常見(jiàn)的即為影像幾何校正、數(shù)字鑲嵌之后的黑邊或白邊。這些區(qū)域并不含有實(shí)際的信息，如果影像中的無(wú)效像元比例過(guò)大，則說(shuō)明影像的可用性不高，另外在前述的基于直方圖統(tǒng)計(jì)的評(píng)價(jià)中，也需要將這些點(diǎn)和真實(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)分，因此無(wú)效像元檢測(cè)也是遙感影像輻射質(zhì)量檢查中不可忽略的因素。值得注意的是，在影像質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)中，無(wú)效像元的評(píng)價(jià)更顯得尤為重要。因?yàn)橛跋裰腥绻嬖诖罅康臒o(wú)效像元，則其灰度分布信息、信息量、清晰度和噪聲等指標(biāo)都將受到影響，無(wú)疑會(huì)導(dǎo)致評(píng)價(jià)結(jié)果的失真。只有將無(wú)效像元全部檢測(cè)出并加以排除后才能獲得真實(shí)反映影像輻射質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)。

1.8基于參考影像的評(píng)價(jià)

在遙感影像評(píng)價(jià)中，如果已存在一幅高質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)參考影像，則可利用該影像對(duì)其他影像進(jìn)行評(píng)價(jià)?；趨⒖加跋竦脑u(píng)價(jià)直接、客觀，可避免對(duì)目標(biāo)影像進(jìn)行單獨(dú)檢查時(shí)存在的諸多未知因素和不確定性。當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已發(fā)展了多種評(píng)價(jià)指標(biāo)，如平均絕對(duì)誤差、均方誤差、峰值信噪比、相關(guān)系數(shù)、光譜角等，，但這些方法要求影像之間必須嚴(yán)格配準(zhǔn)，這在遙感影像評(píng)價(jià)中很難滿足。而交叉熵則不受上述約束限制，因?yàn)樗腔趦煞跋竦恼w輻射統(tǒng)計(jì)信息。

2遙感影像輻射質(zhì)量評(píng)價(jià)方法

如上所述，表征一幅遙感影像輻射質(zhì)量的指標(biāo)往往有多個(gè)，而遙感用戶可能僅關(guān)心遙感影像的整體輻射質(zhì)量，這就需要對(duì)多指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)判，并輸出一定的質(zhì)量等級(jí)。影像的等級(jí)數(shù)量可根據(jù)需要而設(shè)定，但一般情況下可按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB／T18316－2001《數(shù)字測(cè)繪產(chǎn)品檢查驗(yàn)收和質(zhì)量評(píng)定》進(jìn)行質(zhì)量評(píng)級(jí)，將影像分為優(yōu)、良、合格和不合格4種等級(jí)。

2.1直接加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法

直接加權(quán)綜合評(píng)價(jià)方法的步驟是：針對(duì)每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)定不同質(zhì)量等級(jí)的閾值；根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，設(shè)定每一項(xiàng)指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)中的權(quán)值，并使得權(quán)值和為1；根據(jù)各評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算公式，對(duì)影像分別進(jìn)行輻射質(zhì)量評(píng)價(jià)，并輸出單項(xiàng)指標(biāo)的評(píng)價(jià)結(jié)果；根據(jù)所設(shè)的權(quán)值計(jì)算不同質(zhì)量等級(jí)的綜合值，最大綜合值對(duì)應(yīng)的等級(jí)即代表綜合評(píng)價(jià)的等級(jí)。

2.2模糊綜合評(píng)價(jià)法

在遙感影像輻射質(zhì)量評(píng)價(jià)中，影像質(zhì)量等級(jí)之間其實(shí)并沒(méi)有一個(gè)明確的界線，因此上述直接加權(quán)綜合評(píng)價(jià)方法存在一定的不合理性。模糊綜合評(píng)價(jià)法是根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的理論，對(duì)遙感影像的輻射質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。在模糊綜合評(píng)價(jià)中，需首先確定因素論域U和評(píng)語(yǔ)論域V，因素論域指的是在評(píng)價(jià)中考慮的評(píng)價(jià)指標(biāo)，評(píng)語(yǔ)論域則指評(píng)價(jià)中所分的質(zhì)量等級(jí)。

3結(jié)束語(yǔ)

本文從遙感影像的多種輻射降質(zhì)因素出發(fā)，對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行系統(tǒng)的總結(jié)、歸納和發(fā)展，針對(duì)影像灰度分布、信息量、清晰度、分辨率、噪聲、云量、無(wú)效像元等多個(gè)指標(biāo)，給出了相應(yīng)的評(píng)價(jià)方法及其最新發(fā)展動(dòng)態(tài)；對(duì)于存在參考影像的情況，重點(diǎn)介紹了基于交叉熵的評(píng)價(jià)方法；總結(jié)了輻射質(zhì)量的多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法；最后，通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明了影像輻射質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)的有效性?？傮w來(lái)看，遙感影像輻射質(zhì)量評(píng)價(jià)方法在不斷發(fā)展，各種方法的思想由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，考察內(nèi)容由單指標(biāo)評(píng)價(jià)逐漸變得多元化和綜合化，評(píng)價(jià)適用范圍也由窄及寬。盡管如此，由于遙感成像的復(fù)雜性，該領(lǐng)域仍有較大的發(fā)展空間，例如，一些方法在自動(dòng)化程度、評(píng)價(jià)效率或參數(shù)確定等方面的不足都會(huì)限制其應(yīng)用。因此，要提高遙感影像輻射質(zhì)量評(píng)價(jià)的業(yè)務(wù)應(yīng)用水平，在這些方面還需要進(jìn)一步的研究和發(fā)展。

作者:王榮彬李平湘季宏偉張嘉單位:武漢大學(xué)中國(guó)土地勘測(cè)規(guī)劃院