遥感图像处理及ENVIIDL操作实践第十章几何校正.ppt

遥感图像处理及ENVI/IDL操作实践 北京师范大学 资源学院 第十章 几何校正 一、几何校正原理 二、几何校正操作：图像对图像、图像对地图、具有已知几何信息的图像校正。 难点：具有已知几何信息的图像校正 重点：几何校正原理 一、几何校正原理（1） 几何校正（geometric rectification; geometric correction）：遥感成像的时候，由于飞行器的姿态、高度、速度以及地球自转等因素的影响，造成图像相对于地面目标发生几何畸变，这种畸变表现为象元相对于地面目标的实际位置发生挤压、扭曲、拉伸和偏移等，针对几何畸变进行的误差校正就叫几何校正。 几何配准（geometric registration ）：将不同时间、不同波段、不同遥感器系统所获得的同一地区的图像(数据)，经几何变换使同名像点在位置上和方位上完全叠合的操作。 一、几何校正原理（2） 几何校正与几何配准的联系和区别： 二者的数字图像处理原理是一样的（像元坐标变换、像元灰度值重新计算（重采样））。 几何校正注重的是数据本身的处理，目的是为了对数据的一种真实性还原。而几何配准注重的是图和图（数据）之间的一种几何关系，其目的是为了和参考数据达成一致，不论参考数据的坐标是否标准，是否正确。 几何校正和几何配准最本质的差异在于参考的标准。 几何校正更像前期数据处理，几何配准更像后期处理。 一、几何校正原理（3） 几何校正包括两方面：一是像元坐标变换，二是像元灰度值重新计算（重采样））。 （1）坐标变换的两种方案 （a）直接法：从原始图像阵列出发，依次对其中每个像元分别计算其在输出（纠正后）图像的坐标。 （b）间接法：从空白（纠正后）图像阵列出发，依次计算空白图像每个像元在原始图像中的位置，然后把该点的灰度值计算后填充该空白像元。 （2）数字图像灰度值的重采样 最近邻法、双线性内插法、双三次卷积法 一、几何校正原理（4） 遥感图像几何校正步骤： 建立原始图像与校正后图像的坐标系。 确定GCP（Ground Control Point），即在原始畸变图像空间与标准空间寻找控制点对。 选择畸变数学模型，并利用GCP数据求出畸变模型的未知参数，然后利用此畸变模型对原始畸变图像进行几何精校正。 几何精校正的精度分析。 二、几何校正操作 课堂软件演示及讲解： ENVI 4.7 参考资料： ENVI Tutorials, Image Georeferencing and Registration ENVI Tutorials, Georeferencing Images Using Input Geometry 测试数据： data/bldr_reg data/cup99hym data/solar * 遥感影像的几何畸变，大体分为两类。①内部畸变，由传感器性能差异引起，主要有：（a）比例尺畸变，可通过比例尺系数计算校正；（b）歪斜畸变，可经一次方程式变换加以改正；（c）中心移动畸变，可经平行移动改正；（d）扫描非线性畸变，必须获得每条扫描线校正数据才能改正；（e）辐射状畸变，经2次方程式变换即可校正；（f）正交扭曲畸变，经3次以上方程式变换才可加以改正；②外部畸变，由运载工具姿态变化和目标物引起，包括：（g）由运载工具姿态变化（偏航、俯仰、滚动）引起的畸变，如因倾斜引起的投影畸变，可用投影变换加以校正；（h）因高度变化引起的比例尺不一致，可用比例尺系数加以改正；（i）由目标物引起的畸变，如地形起伏引起的畸变，需要逐点校正；（j）若因地球曲率引起的畸变，则需经2次以上高次方程式变换才能加以改正。 多光谱、多时相影像配准和遥感影像制图，必须经过上述几何校正。因人们已习惯于用正射投影地图，故多数遥感影像的几何校正以正射投影为基准进行。某些小比例尺遥感影像专题制图，可采用不同地图投影作为几何校正基准，主要是解决投影变换问题，一些畸变不能完全得到消除。遥感影像的几何校正可应用光学、电子学或计算机数字处理技术来实现。 * * * * * 遥感影像的几何畸变，大体分为两类。①内部畸变，由传感器性能差异引起，主要有：（a）比例尺畸变，可通过比例尺系数计算校正；（b）歪斜畸变，可经一次方程式变换加以改正；（c）中心移动畸变，可经平行移动改正；（d）扫描非线性畸变，必须获得每条扫描线校正数据才能改正；（e）辐射状畸变，经2次方程式变换即可校正；（f）正交扭曲畸变，经3次以上方程式变换才可加以改正；②外部畸变，由运载工具姿态变化和目标物引起，包括：（g）由运载工具姿态变化（偏航、俯仰、滚动）引起的畸变，如因倾斜引起的投影畸变，可用投影变换加以校正；（h）因高度变化引起的比例尺不一致，可用比例尺系