遥感图像的几何处理.ppt

第7讲 课 题： 遥感图像的几何处理 目的要求：1. 了解图像几何误差的主要来源；2. 掌握几何精纠正的基本原理并掌握其操作步骤 重 点：几何精纠正的过程 难 点：地面控制点的选择、重采样过程 教学课时：2课时 教学方法：授课为主、鼓励课堂交流 本次课涉及的学术前沿：外部误差对图像变形的影响 1 遥感传感器的构像方程 是对任何类型传感器成像进行几何纠正和对某些参量进行误差分析的基础 图像的地物点 对应地面点 (x,y) (X,Y,Z) 一 遥感图像通用构像方程 主要的坐标系 1 中心投影构像方程 X X x Y = Y +λAt y Z p Z s -f 传感器投影中心和地物点之间关系的共线方程 共线方程的几何意义： 地物点P、对应像点p和投影中心S位于同一条直线上 则共线方程可以简写为 : 2 遥感图像的几何变形 遥感图像的几何变形: 是指图像上像元在图像坐标系中的坐标与其在地图坐标系等参考坐标系统中的对应坐标之间的差异。 变形误差可分为静态误差和动态误差 静态误差又可分为内部误差和外部误差两类 本节主要讨论外部误差对图像变形的影响。此外把某些传感器特殊的成象方式所引起的图像变形，如全景变形、斜距变形等也加以讨论 1 传感器成像方式引起的图像变形 (1)全景投影变形 全景投影的影像面不是一个平面，而是一个圆柱面 地物点P在全景面上的像点为p，则p 在扫描线方向上的坐标yp yp=fθ/ρ 其中：f是焦距 θ是以度为单位的成像角 ρ =57.2957°/rad 设L是一个等效的中心投影成像面，P点在oy上的像点p，其坐标 yp=f·tgθ 从而可以得到全景变形公式： dy=yp- yp =f*(θ/ ρ －tgθ) （2）斜距投影变形 斜距投影图形上的影像坐标yp为 yp=λRP=λH/cosθ= f/cosθ= f secθ 而地面上P点在等效中心投影图像oy上的像点p的坐标yp yp =f·tgθ 斜距投影的变形误差: dy=yp－yp=f·（secθ－tgθ） S 侧视雷达图像的构像方程 侧视雷达具有斜距投影的性质 斜距变形的图形变形情况如图 2 传感器外方位元素变化的影响 外方位元素，是指传感器成像时的位置（Xs,Ys,Zs）和姿态角（φ ， ω ，κ） 竖直摄影条件下 φ = ω =κ≈0 1 -κ -φ At ≈ κ 1 -ω φ ω 1 可以得到外方位元素变化所产生的像点位移为： dx= -(f/H)dXS-(x/H)dZS-[f(1+x2/f2)]dφ-(xy/f)dω+ydκ dy= -(f/H)dYS-(y/H)dZS -(xy/f)dφ -[f(1+x2/f2)] dω-xdκ dＸＳ、dＹＳ、dＺＳ和dκ对整幅图像的综合影响是使其产生平移、缩放和旋转等线性变化 只有dφ 、dω才使图像产生非线性变形 各单个外方位元素引起的图像变形 3 地形起伏引起的像点位移 投影误差 由地面起伏引起的像点位移，当地形有起伏时，对于高于或低于某一基准面的地面点，其在像片上的像点与其在基准面上垂直投影点在像片上的构像点之间有直线位移。 (1) 中心投影情形时 在垂直摄影的条件下， φ = ω =κ≈0 ，地形起伏引起的像点位移为： δxh=xh/H δyh=yh