第4章遥感图像处理(4).ppt

1、几何校正、遥感图像在几何位置发生变化，指示行和列不均匀、元素大小不适合地面大小、图片形状不规则变化等失真的情况下，遥感图像发生了几何失真。遥感图像的整体变形(相对于地面的实际形状)是平移、缩放曹征、旋转、扭曲、弯曲和其他变形的合成结果。如果生成失真的图像，则由于定量分析和位置登记存在困难，所以在接收遥感数据后，首先由接收部进行校正。这种校准经常根据遥感平台、地球、传感器的各种参数进行处理。用户收到此产品后，由于使用目的不同或投影和比例尺不同，需要进行其他几何修改。几何校正、遥感图像变形的原因遥感器内部扭曲：由遥感器结构引起的扭曲。遥感平台位置和运动状态变化的影响地形起伏的影响地球表面曲率的影响

2、大气折射的影响地球自转的影响、遥感图像变形的原因、遥感平台位置和运动状态变化的影响、卫星或飞机、运动过程中由于多种原因，飞行姿势的变化导致了图像变形。导航：在平台运动过程中，受动力学因素的影响，引起相对于原始标准航行高度的偏差，或者卫星运行的轨道本身就是椭圆形的。始终更改行高，传感器的扫描场角度保持不变，因此与图像扫描线相对应的地面长度发生了变化。偏离高度高的地方，图像会扩大地面，遥感图像变形的原因，遥感平台位置和运动状态变化的影响速度：卫星椭圆轨道本身会导致卫星飞行速度的不平衡，其他因素也会导致遥感平台速度的变化。速度快，扫描带领先，速度慢，扫描带落后，图像在卫星前进方向(图像上下方向)上移

3、动不正确。遥感图像变形的原因，遥感平台位置和运动状态变化的影响俯仰：遥感平台的俯仰变化是图像的上下方向，即恒星下方的点(地球中心和天体的连接是地球表面的交点)。)俯仰时向后移动，俯仰时向前移动，行间发生位置误差。遥感图像变形的原因、遥感平台位置和运动状态变化的影响翻滚：遥感平台姿态翻滚意味着以前的方向绕轴旋转一个角度。星星下的点沿扫描线方向偏移，整个图像中的行滚动的角度可能会导致偏离发生的方向错误。、遥感图像变形的原因、遥感平台位置和运动状态变化的影响偏差、遥感图像变形的原因、地形波动的影响局部形状起伏时，局部图像点的位移发生，原本应该是地面点的信号被同一位置的高点的信号代替。由于高度差异，与

4、图像宽度中心(例如实际点P)的距离相对于假想点P0和图像宽度中心的距离移动R。高度差异引起的点位移，遥感图像变形的原因，表面曲率的影响地球是球体，严格地说是椭球，因此地球表面是表面。此曲面的影响主要表现在两个方面。一个类似于点位置的移动。如果选定的地图投影平面是地球的切线平面，则使地面点P0与投影平面点P具有高度差H。点位移、遥感图像变形的原因、曲面曲率的影响第二个是与地面宽度相对应的像素数。由于传感器通过扫描获取数据，因此扫描过程中的每个采样间隔是星空下视场角的分割间隔。如果地面不弯曲，则在地面瞬间视野宽度不大的情况下，L1、L2、L3的差别不大。但是，由于地球表面曲率的存在，相当于地面的P

5、1，P2，P3，显然，P3-P1L3-L1距离恒星下方越远，扭曲程度越大，长度就越长。、像素、地面宽度的不均等、遥感图像变形的原因、表面曲率的影响全景失真：即，传感器扫描角度大，影响更加明显，显示图像时边缘景观被压缩。假设现有地面的实际风景是直线。处理图像时，中心窄，边缘宽，但是图像与元大小相同，线显示为半S形曲线。全景失真是S弯曲现象、遥感图像变形的原因、大气折射的影响大气折射到辐射传播的原因。大气的密度分布从下到上逐渐变小，折射率不断变化，因此折射后的辐射传播不再是直线，而是曲线。因此，传感器接收到的图像点位移，大气折射的影响，N，P，遥感图像变形的原因，地球自转的影响卫星前进过程中传感器

6、在地面扫描上获取图像时，地球自转的影响很大，因此大部分卫星在轨道运行的下降部分接收到图像，即卫星从北向南移动，此时地球由西向东自转。由于相对运动的结果，卫星星下的位置逐渐脱离。方向偏差将修改卫星图像，使其成为图C的形式，如图所示。地球自转引起的偏差，(a)获取图像，(b)从实际对应的地面位置，(c)图像变形，几何扭曲校正，几何扭曲的图像中删除扭曲的过程。还可以定量确定图像的像素坐标(图像坐标)和目标对象的地理坐标(地图坐标等)之间的对应关系(坐标转换)。图像校正：使用一组地面控制点校正一个图像的地理坐标。也称为地理参考。图像注册：相同区域中的一个图像校准另一个图像，以注册两个图像中具有相同名称

7、的像素。图像正交校正：通过地形高程模型(DEM)校正图像中每个像素的地形变形，以使图像满足正交投影要求。几何校正过程，未校正图像(输入图像)，(1)确定校正方法，(2)确定校正公式，几何校正图像(输出)，(3)验证校正方法校正公式，(4)该方法对遥感器的内部失真大部分有效。但是在很多情况下，遥感器的位置和姿势的测量精度不高，外部失真的校正精度也不高。几何失真校正，几何校正方法不系统。使用基准点的影像座标与地图座标的对应关系，近似确定给定影像座标系统和需要输出的地图座标系统之间的座标转换。几何畸变校正，几何校正方法复合校正：将理论学校与调整点确定的学校正式结合进行校正。阶段性校正方法，即首先根据

8、理论学校正式消除几何扭曲(例如内部扭曲等)，然后根据使用几个控制点确定的低阶学校正式消除残余扭曲(外部扭曲等)。提高几何校正精度的方法，即使用控制点对理论学校正式包含的远程传感器参数、远程传感器的位置和姿势参数进行高精度估计。几何失真校正、几何失真有多种校正方法，但通常是在地面平坦(不考虑高程信息)、地面起伏大、没有高程信息的情况下适用的一般精确校正方法。如果传感器的位置和姿势参数不可用，则适用。有时，根据遥感平台的各种参数进行了一次校正，但仍不能满足要求，可以使用此方法对地面坐标进行遥感图像配准校正，对地图投影坐标系进行遥感图像配准校正，对徐璐不同类型或徐璐不同种类遥感图像之间的几何配准和合

9、成分析，获得更准确的结果。(约翰f肯尼迪、美国电视剧、遥感图像之间的几何配准和复合分析，以获得更准确的结果。)。几何失真校正，基本事故校正前的图像看起来由排列整齐的等距离点组成，但实际上，由于某些几何失真，图像中的元点之间的对应地面距离不相等(图A)。校正后的图像也由间距相等的网格点组成，符合相对于地面的投影均匀分布(图B)，图像的网格交点可以视为像素中心。校正的最终目的是确定校正图像的行值和列值，并在新图像中查找每个像素的亮度值。几何扭曲校正，特定步长重采样查找数学关系，建立转换前图像坐标(X，Y)和转换后图像坐标(U，V)之间的关系，并通过每次转换后图像像素中心的位置(U为行数，V为列数，

10、全部为整数)计算转换前相应的图像坐标，根据分析计算整数()校正后，计算对应于图像中每个点的原始地物的位置(x，y)。计算按行以点为单位进行，每一行结束后继续到下一行，直到整个地物结束。几何扭曲校正、特定阶段重采样重采样两种方法计算转换的输出图像坐标系中输入图像的每个像素的位置，并将每个像素数据投影到该位置。对于输出图像中的每个图像元素，在输入图像坐标系中的相应位置执行逆向运算，以获取该位置的图像元数据。这是经常使用的方法。几何扭曲校正，重采样方法，几何扭曲校正，计算方法将两个图像对应关系(U，v) (x，Y)，如元点(U，V) (X，Y)，要求12个系数，至少12个方程，即计算的大部分(x，y

11、)不在原始图像的像素中心，因此需要重新计算新位置的亮度值。新点的亮度值通常位于相邻亮度值之间，因此使用插值方法计算。几何失真校正，校正后，为了确定图像中每个点的亮度值，求出与原始图对应的点(X，Y)的亮度的计算方法。一般有三种方法：最近邻法双向线性插值法三次卷积插值法。几何失真补偿，计算方法最近的相邻方法图像中相邻两点的距离为1，即行间距x1，列间距y=1，围绕计算的点(X，y)取相邻的4个点，与计算的点的距离，哪个点最近，哪个点最近(X，)最近的相邻点的坐标为(k)，几何扭曲校正，计算方法双线性内插法(x，y)在点周围的4个相邻点，y方向(或x方向)内插两次，然后在x方向(或y方向)内插一次

12、，以获得(x，y方向)点的亮度值f(x)，每个相邻点各得到4个相邻点交点的亮度f(i 1，y)从f(i 1，j 1)和f(i 1，j)计算。然后计算x方向，以f(i，y)和f(i 1，y)插补f(x，y)值。几何扭曲校正、双线性插值使用插值点周围四个观察点的像素值线性插补所需的像素值。缺点是损坏了原始数据，但具有平均化的过滤效果。几何失真补偿，计算方法第三次卷积插值方法增加感应点以获得最佳插值函数。围绕计算点(x，y)取相邻的16个点，首先在一个方向上插值(类似于双向线性插值)，然后依次为每个4个值插值4次，因此f(x，j-1)、f(x，j)、f(此第三次多项式插值过程实际上是卷积，因此称为第

13、三次卷积插值、几何失真补偿、3次卷积插值方法使用插值点周围16个观察点的像素值，使用3次卷积函数插补所需的像素值。缺点是损坏了原始数据，但可以通过图像均衡化和清晰化效果提高图像质量。几何扭曲校正、三种方法的比较、几何扭曲校正和控制点的选定几何校正的第一步是位置计算。首先求出所选二进制多项式的系数。此时，需要知道控制点坐标集。控制点数的目的决定了最小极限未知系数的数量。多项式有6个系数，需要6个方程来求解，需要3个控制点的3对坐标值，即6个坐标个数。二次多项式有12个系数，需要12个方程式(6个控制点)。对于n阶多项式，控制点的最小数目为(n 1)(n 2)/2。根据实际工作，选择最少的目的控制点来校正图像通常效果不好。在图像边缘处，地面属性发生重大变化的区域(例如河流角等)中，没有控制点，通过计算拉伸该点会使图像变形。因此，如果条件允许，选择控制点数量必须远远大于最小数量。几何扭曲校正、控制点的选择控制点选择的策略控制点的选择基于注册对象。基于匹配的地面坐标称为地面控制点(以GCP记录)。有时，使用地图作为地面控制点的标准，或使用遥感图像(如航空照片)作为控制点的标准。(莎士比亚、视窗、航空照片、航空照片、航空照片、航空照片、航空照片、航空照片、航空照片等)无论使用哪个