遥感图像处理课件：第五章遥感几何校正.ppt

1、系统误差系统误差地球自转对于瞬时光学成像遥感方式没有影响，对于扫描成像则造成图像平行错动。地球自转对于瞬时光学成像遥感方式没有影响，对于扫描成像则造成图像平行错动。eety eyetLR为图像错动量；为图像错动量；扫描整景图像时间；扫描整景图像时间；该纬度的地球自转线速该纬度的地球自转线速度；度；图幅地面长度；图幅地面长度；地球平均半径地球平均半径6378KM；卫星运行平均角速度；卫星运行平均角速度；中心投影中心投影定义：定义：凡空间任意点凡空间任意点A（物点）与一固定点（物点）与一固定点S（投影中心）连成的直线或延长线（投影中心）连成的直线或延长线（即中心光线）被一个平面（像平面）所截，则此

2、直线与平面的交点（即中心光线）被一个平面（像平面）所截，则此直线与平面的交点a（像点）称（像点）称为为A点的中心投影。点的中心投影。 从投影上而言，航空像片（正片）的位置，等于以投从投影上而言，航空像片（正片）的位置，等于以投影中心为圆心，以焦距影中心为圆心，以焦距f f为半径，将为半径，将P P旋转至旋转至PP（下图），（下图），PP即为正像的位置。即为正像的位置。中心投影：投影距离不同或焦距不同则像片的比例尺也不同。垂直投影：投影距离不同与像片比例尺无关。（不存在焦距）中心投影：投影面的倾斜造成同一个像片不同部位比例尺的差异。垂直投影：不存在投影面的倾斜。中心投影：地形起伏造成像点位移。垂

3、直投影：不存在像点位移。几何校正类型l影像到地图的校正：对影像几何进行平面化处理l影像到影像的配准：影像平移和旋转的过程当参照影像具备地理坐标时，影像到影像的配准即成为校正几何校正方法 图像几何校正的基本方法是先建立几何校正的数学模型；其次利用已知条件确定模型参数；最后根据模型对图像进行几何校正。通常分两步：图像空间坐标变换；首先建立图像像点坐标（行、列号）和物方（或参考图）对应点坐标间的映射关系，解求映射关系中的未知参数，然后根据映射关系对图像各个像素坐标进行校正；确定各像素的灰度值（灰度内插）。2.1 2.1 坐标变换方案坐标变换方案 首先要确定原始图像和纠正后图像之间的坐标变换关系。首先

4、要确定原始图像和纠正后图像之间的坐标变换关系。对其包括：对其包括： 直接法：直接法：从原始图像阵列出发，依次对其中每一个像元分从原始图像阵列出发，依次对其中每一个像元分别计算其在输出（纠正后）图像的坐标，即：别计算其在输出（纠正后）图像的坐标，即： ),(),(yxFXFYxyxy式中，式中，x,yx,y为为P P点原始图像的行数和列数；点原始图像的行数和列数；X X，Y Y为为P P在新图在新图像中的坐标（即地面坐标系），并把像中的坐标（即地面坐标系），并把P P（x,y)x,y)的灰度值重的灰度值重新计算后送到新计算后送到P P（X X，Y Y）位置上去。）位置上去。间接法：间接法：从空白

5、图像阵列出发，依次计算每个像元从空白图像阵列出发，依次计算每个像元P（X，Y）在原始图）在原始图像中的位置像中的位置P（x,y），然后把该点的灰度值计算后返送给），然后把该点的灰度值计算后返送给P(X,Y)。其纠。其纠正公式为：正公式为：),(),(YXGxYXGyyxniinjiiijniinjiiijvubyvuax0000根据影像变形情况选取校正模型，不同模型需要控制点数目不同，一阶多项式几何校正(理论最小值)：3个控制点；二阶多项式几何校正(理论最小值)：6个控制点；三阶多项式几何校正(理论最小值)：10个控制点；四阶多项式几何校正(理论最小值)：15个控制点；五阶多项式几何校正(理论

6、最小值)：21个控制点；2.2 校正数学模型-DLT模型可以认为是共线方程的变化式x=(a1+a2X+a3Y+a4Z)/(c1+c2X+c3Y+c4Z) y=(b1+b2X+b3Y+b4Z)/(c1+c2X+c3Y+c4Z)2.2 校正数学模型-Rational Polynomial Camera (RPC) modelr = fr(,h)/gr(,h) c = fc(,h)/gc(,h)x normalised co-ordinatesx = (x-x_offset)/x_scaleRational polynomial functionsusually, 3rd order polynom

7、ials are used fr = a1+a2+a3+a4h +a5+a6h+a7h+a82+a92+a10h2+a11 h+a123+a132+a14h2+a152+a163+a17 h2+a182h+a192+a20h3gr = b1+b2+b3+b4h +b5+b6h+b7h+b82+b92+b10h2+b11 h+b123+b132+b14h2+b152+b163+b17 h2+b182h+b192+b20h3similarly, RPC coefficients c1, , c20, d1, , d20 in functions fc and gcXZYXsYsDSxzyXYXA-

8、XsYA-YsNZAZA-ZsZsa地面点(XA-Xs, YA-Ys,ZA-Zs)像点（X,Y,Z）SASASAZZZYYYXXX)()()()()()(333111SASASASASAsAZZcYYbXXaZZcYYbXXafx)()()()()()(333222SASASASASAsAZZcYYbXXaZZcYYbXXafyYXSfOxy摄影中心S到像片得的垂距f，像主点o在像框标坐标系中的坐标x0,y0。三个直线元素：描述摄影中心的空间坐标值（X0,Y0,Z0）。三个角元素：表达像片面的空间姿态在影像上可以分辨并能在地图上精确定位的地表位置2.3 几何校正的步骤-空间插值原始影像灰度表面 最近邻内插法双线性内插法 三次内插法2.3 几何校正的步骤-影像重采样