2014.缺少控制点的高分辨率卫星遥感影像几何纠正研究.pdf

缺少控制点的高分辨率卫星遥感影像几何纠正研究

赵鸿志，赵忠明，丁琳，朱重光

（中国科学院遥感应用研究所，北京100101）

摘要：基于地面控制点的传统遥感影像几何纠正方法无法在地面控制点难以获取的地区

得到应用，极有必要研究新的方法以实现对这些地区的遥感影像的几何纠正。本文针对广泛

采用的线阵列推扫式影像，从传感器的成像几何出发，利用合理的轨道参数和姿态参数建立

了适合于线阵列推扫式影像纠正的严格成像模型，针对模型中各参数获取的误差提出一种基

于像方变形改正的方法，并利用该思想进行几何纠正尝试。通过编程分别实现对某地区

Dimap格式SPOT-52.5米分辨率的全色影像进行无控制点、少控制点纠正实验。实验表明，

本研究所构建的成像模型能够运用于SPOT-52.5米全色影像的几何纠正应用，基于像方变

形改正的方法切实可行。

关键词：遥感；几何纠正；高分辨率影像；变形改正

1引言

2线阵列推扫式影像几何纠正模型

长期以来，对卫星遥感影像的几何精纠

2.1传感器成像几何

正主要是利用对地面控制点进行多项式拟

[1,2]线阵列推扫式成像传感器是逐行以时

合的方法来进行，该方法回避卫星遥感

序方式获取二维图像的。一般先在像面上形

影像成像的几何过程，而是直接对图像变形

成一条线图像，然后卫星沿着预定的轨道向

本身进行数学模拟，其原理是利用一个适当

前推进，逐条扫描后形成一幅二维影像，成

的多项式来表达纠正前后图像相应点之间

像方式如图1所示。影像上每一行像元在同

的坐标关系。然而引起卫星遥感影像产生变

一时刻成像且为中心投影，整个影像为多中

形的因素很多，仅用一个简单的多项式模型

心投影。

来逼近不同地区、不同传感器成像的几何变

形，具有局限性和盲目性。该方法只有在数

量充足且分布良好的地面控制点条件下才

能获得较好的精度。对于沙漠、海洋、边境、

境外等地区，由于地面特征不明显、人员无

法到达或实时定位，地面控制点的获取往往

会比较困难甚至根本不可能，这种传统遥感

影像几何精纠正方法在上述地区难以适用。

因此，研究缺少控制点的卫星遥感影像几何

纠正方法就成为一项紧迫的任务。

目前，利用线阵列推扫式传感器获取的

高分辨率遥感影像越来越多，如SPOT、

IKONOS、QUICKBIRD、CBERS-02B星等。图1线阵列推扫式传感器成像几何[6]

Kratky模型[3,4][5]Fig.1ImagingPrincipleofLinearPushbroomCamera

、Westin模型针对SPOT影

像的几何纠正处理作了深入研究，本研究从图1中，pk为影像上第k扫描行上的

SPOT-5卫星上搭载的线阵列推扫式传感器一点，xk为像点pk的横坐标，f为传感器主

成像几何出发，利用轨道参数、姿态参数建距，O为扫描行k的投影中心，o为扫描