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光譜分析（二） -- 成像原理與光譜特性
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重點 遙測影像特性詩 前言 -- 生活化相關現象 RGB，HIS 的轉換公式 底片（光化學感應記錄）之感光原理 光譜篩選器 — 濾片
航照參數 遙測影像的特性 — 三多四解
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遙測影像特性詩 星載航攝高空像 垂探斜照不同樣 光學電子感應錄 詳略細粗解析丈
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生活化相關現象 人們描述所看到的彩色並非由精確的RGB數值構成、而多半是HIS的顏色類別、濃度與亮度的描述 老鷹可以半空中看到地面的小動物
高解像力的鷹眼 響尾蛇可以在夜間”看到獵物” 感應環境的熱而形成熱影像;
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生活化相關現象 傳統照相機－以光 化學的底片記錄
傳統照相機－以光 化學的底片記錄 要有好的照相效果接要有適當的濾鏡來配合，以濾掉不要的光線，如過多的天光，水面的反射，紅外線等。 數位照相機－以光電子(CCD、CMOS)來記錄
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RGB 與 HSI 之轉換 H.S.I.色彩系統的定義是由色度圖中R、G、B三點所連成的色彩三角形所構成。
色相（Hue）是由角度所表示，以紅色之色相為零度，因此以中心點白色為中心，由白紅線段為起點，逆時針旋轉一個角度θ，即代表一個不同的顏色 飽和度（Saturation）則以百分比來表示，純色彩的飽和度為100％，中心點白色的飽和度為0％ CIE 1391 色度圖
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RGB 與 HSI 之數學關係 Hue（色相） R、G、B平分360度，RGB各為0度、120度、及240度。色相為RGB強度合力之角度，即在X,Y軸上分量之合。 Saturation（濃度） 加入白光比率之1的補數。 Intensity（亮度） RGB強度的平均。 R B G 合向量
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RGB image ＆ HIS image RGB image HIS image
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高解像力與低解像力影像融合 RGB與HSI之轉換可應用於－高低解像力影像的融合
將具較細微之全頻段黑白與較粗之多光譜影像組合成較細緻之彩色影像，其處理程序是以RGB組合計算出亮度，而亮度即為全頻段之黑白影像，若以細緻黑白影像取代HSI中之亮度，再轉回RGB影像則增加原細緻黑白影像之空間資訊，而形成較高解像力的彩色影像
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高解像力與低解像力影像融合
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黑白底片及相紙之感光過程及原理 黑白負片 感應的是影像的補數影像。 黑白正片 直接記錄影像強度。
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底片結構
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底片光譜感應曲線（可見光及紅外光B/W）
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可見光黑白影像 紅外光黑白影像
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彩色底片感光原理 彩色底片是由三層感應不同光段之膠片合成者 負片則是與感應光段之互補色（造成沖印象紙時之負負得正的效果）
由上而下藍光感應層下有一黃色濾片層以阻擋藍光光段，使下面之綠及紅光感應膠片對藍光感應。
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彩色底片結構
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彩色底片之感應曲線
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彩色底片成像 各光段感應其對應之膠膜層而成像。正片染相同之顏色，負片染補色。 感光顯像結果 感光過程
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底片敏感性及對比 film2與film1相比，film2有較寬的感應域（曝光帶），但film1有較高的輻射解析度（較敏感）。
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三、濾片(filter) 短波過濾片 ( low pass filter ) 長波過濾片 ( high pass filter )
阻止長波穿透或選擇短波穿透 長波過濾片 ( high pass filter ) 阻止短波穿透或選擇長波穿透 特定光波過濾片 ( band pass filter ) 阻止某光段或選擇某光段穿透 強度校正過濾片 ( antivignetting filter ) 鏡片中間穿透率低於外圈穿透率，使所有光線在空間有有差異穿透率 顏色補強過濾片 ( color compensating filter ) 是安排不同光段有不同穿透比例，使較弱之光段可以較明顯
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過濾之單色影像組合應用 四光段照相機 四個單一光段B/W影像
四個分別過濾不同光段之航照底片，可以合成自然彩片（R、G、B）或紅外光彩片（IR、R、G） 四光段照相機 四個單一光段B/W影像
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航空照相 比例尺 航照的比例尺決定了地物的大小 同解像力比例尺愈大，同一地物面積愈大
s ＝ d / b ＝ f / H' ＝f / （ H - h） s : 比例尺 d : 影像上地物長 b : 地面地物長 f : 焦距H‘ : 飛機離地高 H : 航高 h : 地面高度
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平坦地面上拍攝垂直像片的比例尺
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航照覆蓋 H' / A ＝ f * a 航照覆蓋會與底片大小及照相機焦距有關 A : 地面覆蓋面積 a : 底片面積
大覆蓋面積需大底片或短焦距（即廣角）照相機。 前者保有相同之比例尺，後者則造成較小之比例尺照片
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焦距對地面範圍的影響
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解像力對比圖 底片 每 mm 可以觀察之線條數 記錄地物之詳細度，解像力愈高，在同一比例下地物會越詳細。
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掃描器 光譜掃描器的最小紀錄單元 是以最小掃瞄角度來描述，即IFOV（Instantaneous field of view）
對應之地面的空間解像力推算，故愈近飛機攝影垂直點，地面解像力愈細反之愈大。
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遙測的三多及影像的四解 1.三多 1)多高程 2)多光譜 3)多時段 2.四解 1)空間解像力 2)時間解像力 3)光譜解像力
4)輻射解像力
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六、各類影像之光段 1.SPOT
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2.Landsat TM＆MSS
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3.IKONOS IKONOS 衛星可感測之波段如下： 全色態(Panchromatic)： 0.45-0.90 μm
多 光譜態(Multispectral)： μm (Blue) μm (Green) μm (Red) μm (Near IR) (多光譜態與Landsat 4&5 TM 波 段相同) 3.IKONOS
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4. 中巴衛星之特性
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5. 福衛二號之特性 影像幅寬(垂直觀測)：對地24公里 全色態(Panchromatic)： 多光譜態(MultiSpectral)：
μm (Blue) μm (Green) μm (Red) μm (Near IR)
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各類影像四解比較表 影像種類 空間 時間 光譜 輻射 SPOT HRV 12.5m*12.5m 25天 3bands 8bits
SPOT PAN 6.25m*6.25m 1band 6bits DCPM TM 30m*30m 16天 7bands MSS 79m*79m 16天（Landsats4,5) 4bands 6bits IKONOS Multispectral 4m*4m 3天 11bits IKONOS PAN 1m*1m 中巴 19.5*19.5m 福衛二號 Multispectral 8m*8m 0.5~1天 福衛二號 PAN 2m*2m MODIS 250m*250m~1000m*1000m 1~2天 36bands 一般航照 解析度最高 任一時刻 可見光 最低
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