线性阵列扫描影像的数字纠正

线性阵列扫描影像的数字纠正第1页/共24页概念理解什么是线性阵列扫描影像?数字微分纠正的含义及意义在哪里？

由若干条线性阵列扫描影像构成像幅，例如法国的SPORT卫星得到的卫星影像。根据有关参数与数字地面模型，利用相应的构象方程式，或按一定的数学模型用控制点解算，从原始的非正射数字影像获取正射影像，将影像化为很多微小的区域逐一进行数字处理，最终实现两个二维影像之间的几何变换。第2页/共24页法国SPORT卫星SPORT系列卫星：轨道高度832km，轨道倾角98.7°，周期101.4分钟，重复周期26天，卫星上装载HRV（HighResolutionVisiblerangeinstruments）推扫式扫描仪。HRV有两种，一种是全色的，有6000个CCD元件，摄影比例尺为1:80万，瞬时视场为10mX10m；另一种为多光谱扫描仪，有3X3000个CCD，瞬时视场为20mX20m。第3页/共24页

SPOT卫星（6000条扫描线组成一幅影像）

xy第3000条扫描Lp飞行方向第4页/共24页数字微分纠正的数学模型数字微分纠正与光学微分纠正一样，是实现两个二维图像之间的几何变换

x=fx(X，Y)；

y=fy(X，Y)X=φx(x，y)；Y=φy(x，y)

反解法正解法

时刻T的构象方程第5页/共24页几种典型的纠正方法一、间接法纠正或

Xa2(t)+Yb2(t)+Zc2(t)=A(t)其中第6页/共24页按泰勒级数展开为

第7页/共24页对a1（t），b1（t），…用多项式表达求出各元素对应的a1(t)，a2(t)，…c3(t)，XS(t)，YS(t)，ZS(t)，然后求出该相应像点的y及t，或y及x。第8页/共24页将展开的多项式代入原式取至二次项可以看到式子右边有t二次项，所以要进行迭代运算。第9页/共24页t值实际上表达了上图坐标系中像点p在时刻t的y坐标lp，l0扫描线行数；μ为扫描线的时间间隔；δ为CCD一个探测像元的宽度。第10页/共24页再求像点p的

x坐标

或第11页/共24页同理进行多项式展开在影像纠正中，首先要求各元素对应的外方位元素，然后才能求出该相应像点的y及t，或y及x。第12页/共24页各参数的表示（t的线性函数）第13页/共24页直接法纠正直接法纠正a1(t)，a2(t)，…c3(t)，XS(t)，YS(t)，ZS(t)为像点（x，y）对应的外方位元素，可由其行号li计算：第14页/共24页直接法纠正

第15页/共24页给定高程初始值Z0计算出地面平面坐标近似值（X1，Y1）

用DEM与（X1，Y1）内插出高程Z1对应的地面点（X，Y，Z，）第16页/共24页直接法与间接法相结合的纠正方案在影像上确定一个规则格网，间隔按像元的地面分辨率化算后与数字高程模型DEM的间隔一致，用直接法结算它们的坐标。这些点在地面上是一个非规则网点，由他们内插出地面规则格网点对应的像坐标，再按间接法进行纠正。过程：1.像片规则格网点对应的地面坐标结算(x，y)(X，Y，Z)第17页/共24页2.地面规则格网点对应的像点坐标的内插拟合两个平面由P11的地面点坐标（X11，Y11），计算其相应的像点坐标（x11，y11）。第18页/共24页3.各地面元对应像素坐标的计算在地面规则格网点的像坐标已知后，由这些点的坐标经双线性内插，可计算每一地面元对应的像坐标，经过灰度重采样与赋值，即可完成纠正处理。第19页/共24页多项式纠正反解法多项式对于每个控制点，已知其地面坐标Xi，Yi，就可以列出上面方程，其中：第20页/共24页对行扫描图像而言，影像坐标xi，yi和沿航线方向的地面坐标Xi，Yi，Zi之间的近似关系为正解法多项式：第21页/共24页小结根据图像的成像方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模型根据所采用的数学模型确定纠正公式根据地面控制