遥感数字图像（Remote Sensing Digital Image）是指以数字形式表示的遥感影像。数字记录方式主要指扫描磁带、磁盘等的电子记录方式。它以光电二极管等作为探测元件，将地物的反射或发射能量，经光电转换过程，把光的辐射能量差转换为模拟的电压差或电位差（模拟电信号），再经过模数变换（A/D），将模拟量变换为数值（亮度值），存储在数字磁带、磁盘、光盘等介质上。

遥感数字影像最小单元为像素，像素是图像数字化的采样点，也是计算机图像处理的最小单元。像素拥有空间特征如特定地理位置的信息，包含属性特征，主要指各像素点的亮度值。由于地物在不同波段上辐射电磁波的特征不同，在不同波段上，相同地点的亮度值可能不同。

多光谱扫描仪的数字图像一个像素对应的地表面积是由传感器瞬时视场角所决定的，瞬时视场角在地表的投影面积称像素的地面分辨率（或称空间分辨率）。传感器种类不同，其瞬时视场角也不同。因此，对应的地面分辨率也不同，例如，TM数字图像的地面分辨率是28.5×28.5m2，SPOT全色波段图像分辨率为10×10m2，Quickbird影像的一个像元则相当于地面面积0.61×0.61 m2。

遥感数字图像中像素的数值是由传感器探测到的地面目标地物的电磁辐射强度决定。入射到传感器中的电磁波被探测器元件转化为电信号，经过模/数转换，成为绝对辐射亮度值R。为便于应用，R又被转换为能够表征地物辐射亮度的相对值V。如果是系统校正过的数据，则可根据式（1-1），把像素数据值V变换为绝对辐射亮度值R：

其中，Rmax、Rmin分别为探测器可检测到的最大和最小辐射亮度，Dmax为级数，R为辐射亮度，单位mW/（cm2·sr），V为像素表征的地物辐射亮度的相对值。

传感器探测元件的灵敏度直接影响有效量化的级数，不同传感器提供的有效量化的级数不同，表1-1为几种常用的遥感数字图像有效量化级数。

1.2.1 遥感数字图像基本特点

与模拟图像相比，遥感数字图像具有以下特点：

（1）便于计算机处理与分析

计算机以二进制方式处理各种数据，数字图像的行数M、列数N和灰度级取值G都采用2的整数次幂，因此，遥感数字图像是一种适于计算机处理的图像表示方法。遥感数字图像一经输入到计算机中，便可方便地对其进行恢复、校正、增强、识别分类和信息提取等。

（2）图像信息损失低

用二进制表示的遥感数字图像在获取、传输和分发过程中，不会因长期储存而造成信息的损失，也不会因多次传输和复制而产生图像失真。

（3）高度抽象性

不论遥感数字图像的视觉效果、物理背景是否一样，但它们都是基于数字形式表示的图像，便于建立分析模型、进行计算机解译和运用遥感图像专家处理系统。

（4）便于储存与传输

遥感数字图像一般存储在计算机上，也可用计算机兼容磁带、磁盘、光盘存储。存储形式多样，保存携带方便。可利用网络技术发送各地，供有关单位使用。

1.2.2 遥感数字图像的类型

（1）按波段数分：

单波段数字图像：指在某一波段范围内工作的传感器所获取的遥感数字图像；

彩色数字图像：是由红、绿、蓝三个数字层构成的图像；

多波段数字图像：指利用多波段传感器同一时间对同一地区获得的不同波段范围的数字图像。

（2）按像元灰度值分：

二值数字图像：指图像中每个像元灰度由0或1构成，在计算机屏幕上表示为黑白的图像。

多值数字图像：指图像中每个像元灰度由0-15、0-31或0-255等构成。起始值0表示黑，15、31、255等终值表示白，其他值居中渐变。

遥感图像数据以不同的存储方式存于计算机兼容磁带（CCT）或光盘（CD-ROM）中。各种文件存储格式由于数据存放的位置和存放格式不同而存在着差别。一般来说，每种格式都定义了一个头文件（Header），其中包含图像定义数据，如高、宽、每点比特数、调色板等。位图数据则自成一体，由头文件中的数据来决定其位置和格式，再附加上自己定义的数据，如版本、创作者、特征值等，这样便形成一种格式的定义。常用的几种文件存储的格式：

（1）BSQ格式

BSQ（Band Sequential）格式即按波段顺序依次排列的数据格式，便于用户使用。数据排列顺序如图1-1所示。BSQ数据排列，首先记录第一波段，其次是第二波段，依次记录到第n波段；其中第一波段中数据又根据行号顺序依次排列，而每一行中数据按像素号顺序排列，其余波段依次类推。

当图像处理仅需对一个波段的数据进行处理时，例如空间滤波、纹理分析等，这种格式最为方便。只需调用所需的波段数据文件即可，不涉及其他不用的波段数据。每一个BSQ格式存储的数字图像文件按顺序包括磁带目录文件、像属性文件、图像数据文件和尾部数据文件。