项目五遥感图像校正

遥感图像校正测绘地理信息行业职业培训包内容回顾遥感器及其特性摄影相机扫描仪雷达任务一、遥感数字图像任务二、辐射量校正任务三、遥感图像的几何变形任务四、遥感图像的几何校正任务五、遥感图像的镶嵌处理提纲遥感图像校正几何畸变：光学系统的像差（焦平面）

平台姿态变化地球自转和曲率辐射量失真：探测器的探测误差大气条件的变化照明条件的变化由于某些因素的影响，使得遥感图像存在一定的几何畸变和辐射量失真，影响了图像的质量和应用，必须进行消除。图像校正：从具有畸变和失真的遥感影像中清除畸变和失真的处理过程。

辐射量校正几何校正任务一、遥感数字图像1、数字图像的概念2、图像的数字化3、灰度直方图1、数字图像的概念数字图像最基本的单位是像元（素、点）。像元具有空间特征和属性特征。像元的属性特征采用灰度值来表达。1、数字图像的概念二维数字图像yx43196物理图像数字图像像素图像与像素的对应关系灰度2、图像的数字化光学图像取值连续离散化数字图像M×N矩阵2、图像的数字化图像的数字化空间位置的数字化采样间距为Δx、Δy灰度的数字化灰度量度有2级、64级、128级和256级经过数字化后得到的数字图像实际上是原来连续图像的一个近似图像。近似程度取决于采样的间隔大小，即扫描分辨率，以DPI（dotperinch）为单位。3、灰度直方图灰度直方图相当于离散化后的概率密度曲线。2550Pi3、灰度直方图3、灰度直方图OG％O％OG％OG％（a）低反射率地物（b）高反射率地物（c）低反差图像（d）高反差图像G任务二、遥感图像的辐射量校正目的：改正在图像获取过程中对景物辐射能的量测上存在的误差，使处理后的图像能最接近原始景物。图像复原：对图像进行处理使它恢复到原始目标的状态。（一）辐射量误差的主要来源遥感器的输出除了与地物本身的反射和发射波谱特性有关，还与以下几个方面有关1、传感器的灵敏度特性引起的误差

光学镜头非均匀性引起的边缘减光现象光电变换系统的灵敏度特性2、光照条件的差异引起的误差

太阳高度角、地面倾斜3、大气条件引起的误差

大气散射和吸收（二）辐射量误差的校正1、光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象2、光电变换系统的特性引起的误差校正3、太阳高度角引起的辐射误差校正4、地形坡度引起的辐射误差校正5、大气校正1、光学镜头非均匀性引起的边缘减光现象由于镜头光学特性的非均匀性，在其成像平面上存在着边缘部分比中间部分暗的现象，称为边缘减光。成像光谱仪在扫描方向上由于光线路径长短不同造成辐射亮度的不均匀。扫描角大，光线路径长，大气衰减严重；星下点，光线路径短，大气衰减小。2、光电变换系统的特性引起的误差校正如：热噪声，电子元件发热引起随机噪声，电源波动等引起光电转换灵敏度特性重复性很高，定期在地面测量其特性，根据测量值对其进行校正。接收电磁波信号电信号光电转换3、太阳高度角引起的辐射误差校正不考虑天空光的影响，各波段图象可采用相同的θ角进行校正。另外，太阳方位角的改变会引起光照条件的变化，从而影响图像的细部特征，而太阳方位角也随季节、地理纬度变化，在处理时，同样按照高度角的方法进行。光线倾斜光线垂直照射校正校正方法：调整一幅图像内的平均灰度来实现3、太阳高度角引起的辐射误差校正比值图像：同步获取的相同地区的任意两个波段图像相除而得到的新图像。多光谱图像消除阴影（不是完全）有利于提高定量分析和自动识别的精度。4、地形坡度引起的辐射误差校正原因：光线垂直入射到水平地表与光线垂直入射到倾斜地表时，地表所受的光照强度不同。I0I0cosβ

此项校正要有地区的DEM数据，一般不做，也可采用比值图像校正。5、大气校正消除大气对电磁波传输的影响。辐射传递方程法地面实况数据法回归分析法直方图校正法任务三、遥图感像的几何变形

几何变形：图像上各像元的位置坐标与地图坐标系中的目标地物坐标的差异。静态变形：指在一景图像的形成过程中遥感器相对于地球表面静止状态时所具有的各种变形误差。动态变形：由于成像过程中传感器的运动所造成的图像变形。静态变形

内部误差焦距变动像主点偏移镜头畸变不同波段相同扫描线成像时差棱镜旋转速度不均匀扫描线的非直线性或非平行性采样的时间误差摄影相机扫描仪外部误差外方位元素变化传感介质的不均匀地球曲率地形起伏地球旋转静态变形动态变形

扫描行首末点成像的时间差每幅首末行（扫描行）的时间差（一）投影方式引起的变形（二）外方位元素引起的变形（三）地形起伏引起的变形（四）地球曲率引起的变形（五）大气折射引起的变形（六）地球自转引起的变形主要变形（一）投影方式引起的图像变形投影方式：中心投影、全景投影、斜距投影中心投影点中心投影（多中心投影，光机扫描）线中心投影（行中心投影，线阵CCD）面中心投影（中心投影，画幅式相机）讨论其它方式投影图像常以平坦地区，垂直摄影的中心投影像片为标准。全景投影变形

（一）投影方式引起的图像变形斜距投影变形

（一）投影方式引起的图像变形（一）投影方式引起的图像变形（二）外方位元素变化引起的图像变形中心投影全景投影光机扫描斜距投影各单个外方位元素引起的图像变形外方位元素引起的动态扫描图像的变形（三）地形起伏引起的图像变形中心投影

斜距投影全景投影（四）地球曲率引起的图像变形（五）大气折射引起的图像变形画幅式图像（五）大气折射引起的图像变形侧视雷达图像（六）地球自转引起的图像变形地球自转的影响任务四、遥感图像的几何校正几何校正：从具有几何形变的图像中消除变形的过程。方法

光学纠正——

对中心投影的像片

数字纠正——

灵活，适应性强像元（图象坐标）地物目标（地图坐标）确定关系数字影像纠正的基本原理目的：改正原始影像的几何变形，生成符合某种地图投影或图形表达要求的新图像。基本环节：像元坐标变换和像元亮度重采样。准备工作输入数字影像建立纠正函数确定影像输出范围逐像元几何位置变换像元亮度值重采样纠正图像输出1、数字影像纠正的一般步骤(1)确定校正方法。根据遥感图像几何畸变的性质和可用于校正的数据确定几何校正的方法；(2)确定校正公式。确定原始输入图像上的像点和几何校正后的图像上的像点之间的变换公式，并根据控制点等数据确定变换公式中的未知参数；(3)验证校正方法、校正公式的有效性。检查几何畸变能否得到充分得校正，若几何畸变不能得到有效地校正，分析其原因，提出其它的几何校正方法；(4)对原始输入图像进行重采样，得到消除几何畸变的图像。2、纠正方案的确定原始影像纠正影像亮度重配置

直接法亮度重采样原始影像纠正影像2、纠正方案的确定间接法（1）间接法

1）计算地面点坐标（1）间接法

像元坐标（I，J）与原始图像上相应像点坐标（x，y）之间的关系

2）计算原始图像上的像点坐标（1）间接法

2）计算原始图像上的像点坐标用多项式来近似地描述纠正前后相应点的坐标关系，并利用控制点的图像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。3）灰度内插（1）间接法

原因：纠正变换时，求出的影像坐标(x

,y)不为整数，因此x

,y

不在规则的格网上，需要内插。内插的方法：（1）双三次卷积法（2）双线性内插法（3）邻近点法双三次卷积法精度高，计算复杂，需16个点。双三次卷积法双线性内插法精度和运算量比较适中，需4个点。双线性内插法计算简便，只需1个点；缺点是内插精度较低。其中邻近点法遥感图像几何校正实验数据原始影像(p2.raw)标准影像(p1.raw)实验步骤量取控制点（同名像点）---6个以上建立纠正函数（二次多项式）利用最小二乘计算转换参数（多项式系数）新建一图像，计算校正后影像的范围逐点计算对应原始影像的坐标并灰度内插（双线性内插）注意事项量取坐标分清（x，y）、（X，Y）选点分布均匀搞清影像数据格式ERDAS软件实习过程教学视频任务五、遥感图像的镶嵌处理数字影像镶嵌是将两幅或多幅数字影像(它们有可能是在不同的摄影条件下获取的)拼在一起，构成一幅整体图像的技术过程。在遥感应用中，影像镶嵌有着重要的应用。数字影像镶嵌原理影像镶嵌的原理是：如何将多幅影像从几何上拼接起来，这一步通常是先对每幅图像进行几何校正，将它们规划到统一的坐标系中，然后对它们进行裁剪，去掉重