遥感图像的几何校正.pptVIP

遥感图像的精加工处理为什么要进行遥感图像的精校正处理？由于遥感器的位置及姿态的测量精度不高，其加工处理后仍有较大的残差（几何变形）一个地物在不同的图像上，位置要一致，才可以进行融合处理、图像的镶嵌、动态变化监测如果同一地区的不同时间的影像，不能把它们归纳到同一个坐标系中去，图像中还存在变形，这样的图像是不能进行融合、镶嵌和比较的，是没有用的遥感图像的精加工处理在粗加工处理的基础上，采用地面控制点（GCP）的方法进一步提高影像的几何精度几何处理的两个环节像素坐标的变换——解决位置问题多项式模型灰度重采样——解决亮度问题最邻近像元采样法双线性内插法双三次卷积重采样法纠正的函数可有多种选择：多项式方法、共线方程方法、随机场内插方法等等。其中多项式方法的应用最为普遍遥感数字图像的几何处理过程基于多项式几何校正的基本思想回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身进行数学模拟把遥感图像的总体变形看作是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲以及更高次的基本变形的综合作用结果把原始图像变形看成是某种曲面，输出图像作为规则平面。从理论上讲，任何曲面都能以适当高次的多项式来拟合。用一个适当的多项式来描述纠正前后图像相应点之间的坐标关系遥感图像多项式纠正的步骤确定纠正的多项式模型选择若干个控制点，利用有限个地面控制点的已知坐标，解求多项式的系数将各像元的坐标代入多项式进行计算，便可求得纠正后的坐标位置进行变换，变换的同时进行灰度重采样对结果进行精度评定第1步：确定纠正模型一般多项式纠正变换公式x,y为某像素原始图像坐标X,Y为同名像素的地面（或地图）坐标建立两图像像元点之间的对应关系第2步：选择控制点地面控制点的获取途径GPS地形图、矢量图、地图纠正过的影像（航片、卫片）等等控制点的选取要求影像上的明显地物点影像中均匀分布要满足一定的数量要求第2步：选择控制点控制点应选取图像上易分辨且较精细的特征点，如道路交叉点、河流弯曲或分叉处、湖泊边缘、飞机场、城廓边缘等地面控制点上的地物不随时间而变化，以保证当两幅不同时段的图像或地图几何纠正时，可以同时识别出来特征变化大的地区应多选一些图像边缘部分一定要选取控制点，以避免外推尽可能满幅均匀选取第2步：选择控制点一般多项式纠正变换公式多项式的系数利用地面控制点建立的方程组来解算一般来说GCP的数量至少要大于(n+1)(n+2)/2，n是多项式的阶数一次多项式3个以上点二次多项式6个以上点三次多项式10个以上点几何校正实验图像几何校正实验图像第3步：位置变换与灰度重采样确定校正后图像的行列数值，并找到新图像中每一像元的亮度值像素坐标的变换，即将图像坐标转变为地图或地面坐标直接法间接法对坐标变换后的像素亮度值进行重采样最近邻法双线性内插法三次卷积内插法确定边界确定合理的边界计算边界计算行列数添加标题有了边界之后，就可以得到图像上任何一个点的坐标，由图像行列号得到地面点坐标的公式添加标题合理的边界添加标题原始图像添加标题不合理的边界添加标题计算行列数根据精度要求定义输出像素的地面尺寸△X和△Y图像总的行列数M和N由下式确定：M=(Y2-Y1)/ΔY+1N=(X2-X1)/ΔX+1Δx、Δy表示输出图像的采样间隔采样间隔和图像的分辨率对应采样前的原始图像，分辨率常用每个像元覆盖的空间范围来描述对于采样后的图像，可以用采样间隔来描述从原始图像阵列出发，按行列的顺序依次对每个原始像素点位求其在地面坐标系（也是输出图像坐标系）中的正确位置X=Fx(x,y)Y=FY(x,y)直接法校正方案abcdxya′Xb′Yc′d′直接法

F(x,y)????从空白的输出图像阵列出发，亦按行列的顺序依次对每个输出像素点位反求原始图像坐标中的位置x=Gx(X,Y)y=Gy(X,Y)间接法校正方案abcdxya′Xb′Yc′d′直接法

F(x,y)????间接法

G(X,Y)灰度重采样——最近邻法用与像元点最近的像元灰度值作为该像元的值优点：简单易用，计算量小缺点：最大可产生半个像元的位置偏移，处理后的图像的亮度具有不连续性，从而影响精确度灰度重采样——双线性内插法用像元点最近的四个像元值作内插优点：精度明显提高，对亮度不连续现象或线状特征的块状现象有明显改善缺点：计算量增加，同时对图像起到平滑作用，从而使对比明显的分界线变模糊。灰度重采样——三次卷积内插法基于计算点周围相邻的16个点进行内插优点：校正后图像质量更好，细节表现更清楚缺点：计算量大思考：采样结束后