遥感传感器的构像方程

遥感图像的几何处理 大纲 摄影像片像点位移分析遥感影像的几何变形遥感图像的几何处理图像配准和数字镶嵌遥感传感器的构像方程 6 5遥感传感器的构像方程 图像坐标 x y 大地坐标 X Y Z 数学关系 共线方程 遥感图像的构像方程 地物点在图像上的坐标 x y 和其在地面对应点的大地坐标 X Y Z 之间的数学关系 常用的坐标系统 像空间坐标系s xyz表示像点在像方空间位置的空间直角坐标系 原点 轴向 作用 x y f x y f O 常用的坐标系统 像空间辅助坐标系S XYZ 传感器坐标系 原点 轴向 作用 像空间和物空间过渡性的坐标系 用于表示模型空间各点的位置 也可表示像点的空间位置 X轴大体上与航线方向或者反方向一致 Y Z轴分别接近水平和铅垂 主要坐标系 构像方程中的坐标系 传感器坐标系S UVW 图像坐标系o xyf 地面坐标系O XYZ 遥感图像通用构像方程 在地面坐标系与传感器坐标系之间建立的转换关系称为通用构像方程 中心投影构像方程 航摄像片的方位元素 确定摄影时摄影中心 像片与地面三者之间相关位置关系的参数 像片的方位元素 确定摄影瞬间像片在地面直角坐标系中空间位置和姿态的参数 像片外方位元素 Zs Xs Ys 外方位线元素 描述摄影中心在地面空间直角坐标系中的位置 Xs Ys Zs 外方位角元素 描述像片在摄影瞬间的空间姿态 像片的方位元素 像片外方位角元素 航向倾角 旁向倾角 像片旋角 OX 以Y轴为主轴的 转角系统 共线方程推导 1 像空间坐标与像空间辅助坐标的变换2 利用共线条件建立地面坐标和像空间辅助坐标系的关系 以Y轴为主轴的转角系统的坐标变换 共线条件 在理想情况下 摄影瞬间像点 投影中心 物点位于同一条直线上 描述这三点共线的数学表达式称之为共线条件方程 全景摄影机的构像方程 推扫式传感器的构像方程 遥感器坐标系 像空间坐标系 地面坐标系 光机扫描式传感器的构像方程 多中心投影 每个像元都有投影中心 几何关系类似于全景投影像片 f不变 对整张图像来说 难以用有固定参数的数学模型来表达 应用中 除仿照共线条件建立像点与地面点间的关系式 常用多项式形式来表达像点与地面点的坐标关系式 基于多项式的传感器模型 多项式模型回避成像的几何过程 直接对图像变形本身进行模拟 把遥感图像的总体变形看作是平移 缩放 旋转 扭曲 偏扭 弯曲以及更高次的基本变形形成 把遥感图象的总体变形 用一个适当的多项式来表达 利用控制点的图象坐标和参考坐标系中理论坐标按最小二乘原理求解出多项式中的系数 然后以此多项式对图像进行几何校正 基于多项式的传感器模型 n 1时 一次多项式校正 线性变换 平移 缩放 旋转二次多项式校正 非线性变形三次多项式校正 高次非线性变形 基于有理函数的传感器模型 有理函数模型 RationalFunctionModel RFM 是将像点坐标表示为以相应地面点三维空间坐标为自变量的多项式的比值 利用有理函数逼近二维像平面与三维物空间的对应关系 有理函数的一般形式如下 其中 u v 为像点坐标 X Y Z 为相应地面点三维空间坐标 aijk bijk cijk dijk被称为有理函数系数 RationalFunctionCoefficient RFC 基于有理函数的传感器模型