卫星影像数据位深(Bit Depth)是衡量遥感影像数据精度与信息量的核心参数。
“位深度”用于指定图像中的每个像素可以使用的颜色信息数量,即每个像素在图像中表示的二进制位数,直接影响图像的灰度级别或色彩精度。每个像素的信息位数越大,图像中的可用颜色就越多,颜色表示也越准确,从而影响图像大小。简而言之,图像的文件大小会随着位深度的增大而增加,因为在位深度越高的图像中,每个像素存储的颜色信息越多。位深越高,影像记录的辐射信息越精细,适用于复杂光谱分析和环境监测。
常见的数据位深:
- 位深度为 1 的图像的像素有两个可能的值:黑色和白色。
- 位深度为 8 的图像有 2的8次方(即 256)个可能的值。
- 位深度为 8 的灰度模式图像有 256 个可能的灰色值。
- RGB 模式图像由三个颜色通道组成。8 位/像素的 RGB 图像中的每个通道有 256 个可能的值,这意味着该图像有 1600 万个以上可能的颜色值。
- 位深度为16的图像有2的16次方(即65536)个可能的值。
应用场景
8位位深
灰度级别:256级
特点:数据量小,适用于基础地图制作、自然资源管理等对精度要求较低的场景25。
16位位深
灰度级别:65,536级
特点:信息量提升,多用于高精度土地利用分类、环境变化监测等27。
32位及以上位深
特点:支持多光谱/高光谱数据的复杂光谱分析,常见于科学研究领域,如水质反演、植被生化参数提取。
卫星影像位深的实际
- 商业卫星
- WorldView系列:11位位深,全色影像分辨率达0.46米;
- RapidEye/Pleiades:12位位深,适用于农业监测;
- KOMPSAT-3/3A:14位位深,提供更高辐射灵敏度。
- 国产卫星
- 高分二号(GF-2):全色影像位深16位,多光谱影像位深64位,兼顾高分辨率与多波段分析需求。