El concepto de resolución espacial

En las primeras fotografías aéreas de teledetección, la resolución espacial era el indicador técnico más importante, que afectaba directamente al reconocimiento visual de los objetos terrestres. La resolución espacial se define como los pares de líneas que pueden identificar las franjas claras y oscuras en la tabla de cortar dentro de una unidad de distancia, y la unidad es un par de líneas por milímetro (lp/mm), es decir, cuando se convierte en un objeto real en proporción, la distancia mínima al suelo o el tamaño mínimo del objeto objetivo que se puede identificar. Para fotografía aérea en blanco y negro con una escala de 1:10000, la resolución de la lente aérea superior de RMK es 94 lp/mm según la fórmula de resolución terrestre: Rg=m/AWAR (m es el denominador de la escala aérea. , AWAR es la resolución completa de la fotografía aérea, como 94 lp/mm), la resolución terrestre calculada de esta escala es 65438.

En la tecnología de escaneo óptico de espectro de imágenes y multiespectral, la resolución espacial se refiere a la medición del ángulo mínimo o distancia lineal entre dos objetivos identificables, generalmente expresado por el ángulo de campo de visión instantáneo IFOV del sensor, el. la unidad es miliradianes (mrad). Resolución del terreno El área del terreno cubierta por un IFOV a menudo se denomina tamaño o dimensión de píxel. Fórmula de cálculo:

IFOV = alta × relación señal-ruido (5-5-1)

Donde h es la altura, s es la longitud lateral del detector y f es la distancia focal del sistema.

Se puede ver a partir de esta fórmula que la resolución espacial de las imágenes de teledetección se ve afectada por la altura de la plataforma de teledetección, el tamaño del detector y la distancia focal del sistema de escaneo óptico. De la definición anterior, podemos conocer varias manifestaciones de resolución espacial (Zhao, 2003):

(1) Par de líneas. Dirigido principalmente a sistemas de fotografía aérea, la unidad más pequeña de la imagen está determinada por el logaritmo de las líneas contenidas en el intervalo de 1 mm. En términos generales, cuanto mayor sea la resolución de la lente de fotografía aérea, más clara será la imagen de la fotografía aérea.

(2) píxeles. Se refiere al tamaño del área del terreno correspondiente a un solo píxel, en mo km. Por ejemplo, el área de píxeles del satélite estadounidense Quickbird de alta resolución espacial es de 0,61 m × 0,61 m y su resolución espacial es de 0,61 m. La resolución espacial del sensor TM es de 30 m. El tamaño de los píxeles está determinado por la altura de la plataforma y el campo de visión instantáneo. Para imágenes espectrales de escaneo óptico-mecánico, la resolución terrestre cambia con la posición del punto de la imagen y es la más alta en los puntos subsatélites, siendo iguales la resolución longitudinal y la resolución lateral. La resolución del terreno en otras ubicaciones disminuye gradualmente desde el centro hacia ambos lados, y la resolución vertical y la resolución horizontal no son iguales.

(3) Campo de visión instantáneo (IFOV). IFOV es un ángel. Cuanto menor sea el valor de IFOV, menor será la unidad mínima resoluble y mayor será la resolución espacial.

Sin embargo, a menudo hay más de un tipo de cobertura terrestre en cualquier IFOV determinado, y la información espacial que detecta es una señal compuesta. Por lo tanto, a menudo aparecen píxeles puros y píxeles mixtos, y el grado de mezcla depende del tamaño del IFOV y de la complejidad espacial del objeto terrestre.

En términos generales, cuanto mayor sea la resolución del sistema de sensores, mayor será la capacidad de identificar objetos. Pero, de hecho, la resolución de cada objetivo en el suelo en la imagen no está completamente determinada por el valor específico de la resolución espacial, sino que está relacionada con su forma, tamaño y diferencias relativas con el brillo y la estructura de los objetos circundantes. Por ejemplo, la resolución espacial MSS de LandSat es de sólo 80 m, pero los ferrocarriles con un ancho de sólo 15 ~ 20 m, e incluso las carreteras con un ancho de sólo 15 ~ 20 m, pasan a través de desiertos, aguas, pastizales, cultivos y otras áreas con espectros de fondo monótonos. o grandes diferencias en los espectros de la carretera, cuando a menudo son claramente discernibles, se produce esta forma única y un valor de fondo relativamente único. Se puede ver que la resolución espacial solo representa la visibilidad de los detalles de la imagen, y el efecto de reconocimiento real depende de factores como la complejidad del fondo ambiental. Por lo tanto, para áreas con tipos de características monótonas y uniformes, los requisitos de resolución espacial son relativamente bajos; para áreas con objetos terrestres complejos, es necesario detectar la estructura morfológica microscópica de los objetos terrestres y la resolución espacial del sensor debe ser mayor; aumentado tanto como sea posible para extraer información detallada sobre las características. La experiencia demuestra (Jensen John R., 1996) que la resolución espacial del sistema sensor debería ser normalmente inferior a 0,5 veces el diámetro mínimo del objetivo de detección. Por ejemplo, si se identifican robles en un parque, la resolución espacial mínima aceptable debe ser la mitad del diámetro de la copa del roble más pequeño.

Sin embargo, la resolución espacial recomendada por los valores empíricos también es problemática si la diferencia en la respuesta espectral entre los robles y las características del fondo es pequeña (Zhao, 2003).