遥感图像的精纠正

遥感图像的精纠正 遥感图像的精纠正 一 纠正原理二 纠正方法三 纠正步骤 一 纠正原理 遥感影像按照畸变的性质划分 几何畸变可分为 系统性畸变 遥感系统造成的畸变 这种畸变一般有一定的规律性 如 1 卫星成像系统误差 2 地形起伏导致的误差随机性畸变 大小不能预测 其出现带有随机性质的畸变 如3 卫星姿态变化引起的误差 4 大气湍流引起的误差 一 纠正原理 几何校正分为两种 几何粗校正 针对引起畸变原因而进行的校正 几何精校正 利用控制点进行的几何校正 它是用一种数学模型来近似描述遥感图像的几何畸变过程 并利用畸变的遥感图像与标准地图之间的一些对应点 即控制点数据对 求得这个几何畸变模型 然后利用此模型进行几何畸变的校正 这种校正不考虑引直畸变的原因 一 纠正原理 几何精校正的原理是回避成像的空间几何过程 而直接利用地面控制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 偏移以及更高次的基本变形的综合作用的结果 因此校正前后的影像相应点的坐标关系 可以用一个适当的数学模型来表示 遥感数字图像的几何纠正过程 准备工作 输入原始数字图像 建立纠正变换函数 确定输出图像范围 像元的灰度重采样 像元几何位置变换 输出纠正数字图像 1纠正变换函数建立 多项式 多项式纠正的基本思想 图像的变形规律可以看作是平移 缩放 旋转 偏扭 弯曲等形变的合成 一般的公式为 2 直接法 1 间接法 纠正的函数可有多种选择 多项式方法 共线方程方法等 其中多项式方法的应用最为普遍 控制点地理坐标来源 地面实测 GPS 地形图上量算来源于已校正的遥感图像 图像配准 同名控制点选取 用途 利用有限的控制点的已知坐标 解求多项式的系数 确定变换函数 然后将各个像元代入多项式进行计算 得到纠正后的坐标 控制点的选择原则 易于判读 表征空间位置的稳定 如 道路交叉点 标志物 水域的边界 山脊线交点 小岛中心 机场边缘等 同名控制点要在图像上均匀分布 只在自己关注的区域选取控制点 数量应当超过多项式系数的个数 n 1 n 2 2 当控制点的个数超过多项式的系数个数时 采用最小二乘法进行系数的确定 使得到的系数最佳 10 控制点质量评价 RMS误差RMS误差 均方根 是GCP的输入点位和地理坐标反算的位置之间的距离 所期望输出的坐标 以像素为单位 与实际输出的坐标之间的偏差 RMS误差用计算距离的方程求得 xi和yi是输入同名控制点的图像坐标 xr和yr是同名控制点逆变换后的图像坐标 RMS误差以坐标系统的距离来表示 用像元数 例如 RMS误差是2意味着参考像元与逆转换像元之间的距离是2个像元 二 纠正方法 系统误差1 可采用统一的变形函数 选取控制点来纠正 同粗纠正 系统误差2 DEM正射影像校正 消除地形起伏形成的像点位移 随机误差 不同点的误差特点不一样 不同部分采用不同的变形函数 类似于GIS中构建的TIN 每个三角形内有一个插值函数 纠正系统误差 控制点在准不在多 4 6个 纠正随机误差 控制点既要准又要多 二 纠正方法 根据处理方式不同 几何精校正又可分为直接成图法和重采样成图法 重采样成图法几何精校正1 几何位置的变换多采用二维多项式变换 2 共轭位置亮度值的确定a 最近邻点法重采样b 双线性内插法重采样c 三次褶 卷 积法重采样 三 纠正步骤 1 建立原始图像与校正后图像的坐标系 2 确定GCP GroundControlPoint 即在原始畸变图像空间与标