图像立方体-成像光谱信息集

成像光谱图像相对于其他遥感图像的主要优势是它除了拥有二维的平面图像外,更包含了光谱维,从而蕴涵了丰富的图像及光谱信息。但是如何表达这些信息，就成为成像光谱应用中的一个重要问题。我们希望能尽量把这些信息转化为可视的图像,这样既可以给用户以直观、形象的认识，也可以发挥人眼对图像的细节分辨能力及对图像的总体特征的概括能力，更好地进行数据分析。

在通常二维图像信息的基础上添加光谱维，就可以形成三维的坐标空间。如果把成像光谱图像的每个波段数据都看成是一个层面,将成像光谱数据整体表达到该坐标空间，就会形成一个拥有多个层面、按波段顺序迭合构成的数据(图像) 立方体。由于在现实中只有二维显示设备,因而需要利用人眼的特性,将三维的图形图像信息通过视图变换的方法显示到二维设备上，以达到三维的视觉效果。

设图像灰度值 DN, 我们可以简单定义构成成像光谱图像立 方体的三维:空间方向维X,空间方向维Y,光谱波段维Z,其构成坐标系。

为了简化处理，假设图像立方体的各个层面是“不透明”的，只能看到立方体的表面。图像立方体共有六个表面，最多只有三个可以同时看见。这六个表面又可分成两类:①空间直线X与空间直线Y决定的空间平面，即0XY平面;②空间维与波段维构成的平面，即0XZ,OYZ平面。其中OXY平面的图像与传统的图像是相同的,它可以是黑白灰度图像，反映某一个波段的信息;或者是三个波段的彩色合成图像,同时表达三个波段的合成信息，这时三个波段可以根据需要任意选择以突出某方面的信息。

0XZ,0YZ平面的图像则与传统图像不尽相同,它反映的不是地物特征的二维空间分布,而是某一条直线上的地物光谱信息。从直观上说，是成像光谱数据立方体在光谱维上的切面。因为图像立方体是“不透明”的,不能看见立方体内部,所以在系统实现时可以增加选择功能，由用户任意选择立方体内部的任意切面来显示。

成像光谱切面是一单色平面，该切面数据反映了各波段的辐射能量,不能显示出图像的光谱特征。考虑到人对彩色的敏感程度更高，采用密度分割的方法，给各灰度级赋予不同的色彩值，可将光谱切面的灰度图转换成彩色图，再用一个256级的彩色查找表来完成DN值到彩色的转换。