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遥感数据几何精校正、配准、镶嵌 配准不合格，有重影的影像 配准精度检查 * 一、几何精校正 遥感数据几何精校正、配准、镶嵌 地球旋转 ? 地球曲率 ? 传感介质的不均匀 ? 地形起伏 ? 传感器姿态变化 ? 成像投影方式 ? 原因 校正前的图像和地形图套合叠加 校正后的图像与地形图套合叠加 遥感图像在成像时，由于成像投影方式、传感器外方位元素变化、传感介质的不均匀、地球曲率、地形起伏、地球旋转等因素的影响，使获得的遥感图像相对于地表目标存在一定的几何变形，使得图像上的几何图形与该物体在所选定的地图投影中的几何图形产生差异，使图像产生了几何形状或位置的失真。主要表现为位移、旋转、缩放、仿射、弯曲和更高阶的歪曲。消除这种差异的过程称为几何校正 (Geometric Correction)。 概念 ? 系统误差改正：对一些系统误差按实际测定的参数，如传感器姿态、传感器运行至各个摄站时刻、传感器内部结构的几何偏移等加以改正。 ? 几何精校正：当系统误差改正后，影像上还有残剩误差，包括残剩的系统误差和偶然误差，一般用地面控制点作进一步的几何处理。 概念 准备工作 输入原始图像数据 建立纠正变换函数 确定数据输出范围 逐个像素的几何位置变换 像素亮度值重采样 输出纠正后的图像 技术流程 ? 地形图的准备 确定是否多景数据处理 图像进行增强、合成或融合处理，有利于控制点的选取 地形图结合表 坐标系统分析 跨带分析和处理 分块纠正分析 地形图扫描纠正 ? 校正图像的准备 比例尺的选取：原则上要求所用地形图的比例尺应大于遥感影像制图的比例尺。对5米及5米以上的影像制图，应采用1：5万的地形图纠正；对5米以下的影像制图，采用1：1万的地形图纠正。 准备工作 根据影像的成像原理和构像方程，利用成像的物理模型对影像进行严密的几何精校正。 例如，SPOT影像是由线阵列CCD传感器推扫成像，在每条扫描线上是中心投影，对整幅影像来说是多投影中心的中心投影影像。采用物理模型纠正就是首先恢复影像的成像模型，然后利用数字高程模型根据成像模型来纠正投影差，最后得到精校正影像。 物理模型纠正 控制点分布和残差文件 + + + + + + + + + 回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身用多项式变换进行数学模拟。将遥感影像的总体变形看作是平移、缩放、旋转、仿射、弯曲以及更高次的变形综合作用的结果。 X,Y：为控制点在参考坐标系中的理论坐标； x, y：为同名控制点对应的原始图象坐标（行列号）； aij,bij: 多项式系数。 多项式纠正 校正后的图面中误差一般不大于0.5mm，最大不大于lmm。 ? 选取原则 ① 均匀分布 ② 特征明显 ③ 足够数量 ? 选取方法 ① 固定的地形地物交叉点 ② 对角线选取 - 棋盘方式加密 - 蛇形加密(主城区和山区) ? 控制点的数量 每景宜在20-30个。 ? 技术指标 选择控制点 控制点分布 残差文件 f: 等效焦距； Xi,Yi,Zi为地面点i的地面坐标； xi, yi为其图像坐标； Xsi,Ysi,Zsi为li行上传感器的地面坐标； aj,bj ,cj为li行的外方位元素?i，?i，ki所确定的旋转矩阵中的9个元素。 对于地形起伏较大，或卫星侧视角较大的影像，可利用 DEM (数字高程模型) 进行数字微分纠正，通过对图像上像点位移的逐点改正，得到高精度的正射影像。 数字微分纠正 注意事项 ?至少9个控制点，采取上、中、下 三排均匀分布； ? 图像坐标尽可能读到子像素； ? 加入的DEM应能满足高程精度要求。 + + + + + + + + + 数字微分纠正 残差文件 当一景影像不同区域的几何畸变各不相同时，可以按地形起伏，将该景影像按地面高度不同分成数个不同的条带或块进行分区纠正。每个区域均采用多项式纠正。当采用分区纠正后，不同区域的变形都将得到处理，全局的精度得以保证。 分块多项式纠正 分块纠正 随机读点法 在校正后的图像上均匀选择4-5个特征点，读出其坐标值，然后与地形图上对应点的坐标进行比较，判断是否满足《土地利用动态遥感监测规程》的要求。 纠正精度检查 二、配准 遥感数据几何精校正、配准、镶嵌 影像配准 (Matching) 是将同一地区的不同特性的相关影像(如不同传感器，不同日期，不同波段或传感器在不同位置获取的同一地区地物)在几何上互相匹配，即实现影像与影像间地理坐标及像元空间分辨率上的统一。 概念 ? 相对配准 选择某一卫星数据作为参考图象，将其他卫星数据与之配准，简称图像对图像的配准。