遥感数字图像处理_图像校正

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1、第5章图像校正（3）几何校正本次课内容5.7图像几何误差的主要来源5.8几何精校正几何粗校正是针对卫星运行和成像过程中引起的几何畸变进行的校正，即卫星姿态不稳、地球自转、地球曲率、地形起伏、大气折射等因素引起的变形。几何精校正：利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。学习目标为什么要进行遥感数字图像几何校正？什么是遥感数字图像几何校正？怎样进行遥感数字图像几何校正？遥感数字图像几何校正有何用途？遥感数字图像几何校正算法局限性与如何改进？5.7图像几何误差的主要来源几何误差类型：静态误差和动态误差。静态误差：成像过程中，传感器相对于地球表面呈静止状态时产生的误差。又分为内部误差和外部误差

2、。内部误差：传感器自身的性能、技术指标偏离标准数值造成的。外部误差：传感器本身正常工作，由传感器以外的各种因素造成的。在获取图片后进行系统校正。动态误差：成像过程中，地球旋转所造成的误差。遥感影像变形的原因传感器成像方式的影响遥感平台位置和运动状态变化的影响地球起伏的影响地球曲率的影响大气折射的影响地球自转的影响(1)传感器成像方式的影响中心投影正射投影（平行投影）全景投影斜距投影中心投影所谓中心投影，就是空间任意直线均通过一固定点（投影中心）投射到一平面（投影平面）上而形成的透视关系。地物通过投影中心与其成像点共一直线投影中心到像平面的距离为物镜主焦距f地面起伏使得各处影像比例尺不同地物

3、由于成像平面倾斜其成像会发生变形具有高差的物体成像在相片上有投影差中心投影受平台高度（H）和焦距（f)的影响中心投影正射投影航片是中心投影，即摄影光线交于同一点地图是正射投影，即摄影光线平行且垂直投影面遥感数字图像几何校正，即正射投影校正几何纠正的目的：将中心投影影像映射成正射投影影像（2）传感器外方外元素的影响传感器的外方位元素是指传感器成像时的位置(Xs，Ys，Zs)，(X，Y，Z)和姿态角(φ，ψ，к)，对于侧视雷达还包括其运行速度(Vx，Vy，Vz)。当外方位元素偏离标准位置而出现变动时，就会使遥感图像产生变形。这种变形由地物点图像的坐标误差来表达，通过传感器的构像方程解析。（3）

4、地形起伏的影响像点位移也称投影误差（投影差）是指遥感像片上高出或低于地面的地物点在像片上的像点位置，与在地平面上的位置比较产生的位置移动。遥感图像的几何校正内容系统几何校正：由遥感数据接收部门进行；投影变形校正：根据传感器的特征，选择适当的传感器模型进行处理，一般由传感器的研制部门提供；几何精校正：根据不同的精度要求，将遥感图像纠正到用户需要的地图投影，由用户完成，是图像处理前的必须工作。图像几何纠正流程图准备工作输入原始数字图像建立纠正变换函数影像范围确定输出逐个像素的几何位置变换像素亮度值重采样输出纠正后的图像5.8几何精校正几何精校正又称为几何配准,是把不同传感器具有几何精度的图像、

5、地图或数据集中的相同地物元素精确地彼此匹配、叠加在一起的过程。图像精校正由用户进行。以基础数据集作为参照，必须在遥感图像信息提取之前进行，包括：系统几何纠正（数据接受部门）、投影变形纠正（传感器研制部门）、几何精纠正（用户）。几何精校正目的只有在纠正后，才能对图像信息进行各种分析，做满足测量和定位要求的各类遥感专题图；在同一地域，应用不同传感器、不同光谱范围以及不同成像时间的各种数据进行计算机自动分类，地物特征的变化监测或其他应用处理时，保证不同图像间的几何一致性；利用遥感图像进行地形图测图或更新时，要求图像具有较高的地理坐标精度。5.8.1基本原理回避成像空间的几何过程，直接利用地面控制

6、点数据对遥感图像的几何畸变本身进行数学模拟，并且认为遥感图像的总体畸变可以看作是挤压、扭曲、缩放、偏移以及更高层次的基本变形的综合作用的结果。因此，校正前后的图像相应点的坐标关系可以用一个适当的数学模型表示。5.8.2几何精校正的步骤5.8.3准备工作影像数据地图资料大地测量成果航天器轨道参数传感器姿态参数地面控制点的选择和量测胶片影像扫描数字化5.8.4图像中控制点（GCP）K阶多项式控制点最少数目（k+1）(k+2)/2，实际工作中使用最少数目的控制点来校正图像，效果往往不好。控制点数的选取都要大于最低数目很多（有时为6倍）。一般而言，多选取20-30个控制点。应均匀分布选择容易分辨、

7、相对稳定、特征明显的位置在选择前可以先对图像锐化、降噪、彩色合成等，以突出控制点信息。5.8.5地面控制点坐标的确定信息来源：大比例尺的地形图；现场实测。手持GPS坐标精度10-20m之间，可以用于TM图像的几何校正；沿海信标GPS精度可达亚米级，可用于SPOT图像的几何校正；更高的校正精度要求可通过差分GPS来获取。5.8.6地图投影地面控制点的地理坐标必须与投影要求一致，否则会带来较大的误差。5.8.7建立纠正变换函