遥感原理与应用---第五章 遥感图像的几何处理.pptVIP

第五章 遥感图像的几何处理 本章主要内容 遥感传感器构像方程 遥感图像的几何变形 遥感图像的几何处理 主要内容 构像方程概念 通用构像方程 中心投影构像方程 全景摄影构像方程 推扫式传感器构像方程 扫描式传感器构像方程 重点内容 通用构像方程 中心投影构像方程 §5.1 传感器的构像方程－概述 构像方程：地物点在图像上的坐标（x,y）和地面对应点大地坐标（X,Y,Z）之间的数学关系。 本质：坐标变换 意义：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。 主要坐标系统 1、传感器坐标系S-UVW，U轴为传感器飞行方向。 2、地面坐标系0-XYZ，主要采用地心坐标系统。 3、像点坐标系o-xyf，（x,y）为像点在图像上的平面坐标，其方向与S-UVW一致。 §5.1 传感器的构像方程－通用构像方程 §5.1 传感器的构像方程－通用构像方程 式中A为传感器坐标系相对地面坐标系的旋转矩阵 先后为绕v,u,w三轴的旋转角 §5.1 传感器的构像方程－中心投影构像方程 图像坐标（x,y,-f）和传感器系统坐标（U,V,W）P之间有如下关系： §5.1 传感器的构像方程－中心投影构像方程 正算公式：由像点坐标可以解算大地（平面）坐标 §5.1 传感器的构像方程－中心投影构像方程 反算公式：已知大地坐标，反求像点坐标 为表达方便，设 §5.1 传感器的构像方程－中心投影构像方程 则共线方程简写为： 共线方程几何意义：当地物点P，对应像点p，和投影中心S位于同一条直线上时，上式成立。 §5.1 传感器的构像方程－全景投影构像方程 全景摄影机影像是由一条曝光缝隙沿旁向扫描而成，对于每条缝隙图像的形成，其几何关系等效于中心投影沿旁向倾斜一个扫描角θ后，以中心线成像的情况。 像点坐标：（x,0,-f） 没有倾斜时的成像与倾斜时的成像坐标系 §5.1 传感器的构像方程－推扫式传感器构像方程 行扫描动态传感器，垂直情况下，每一条线的成像属于中心投影 像点p的坐标为（0,y,-f），因此构像方程为： 推扫式传感器的构像几何关系 §5.1 传感器的构像方程－扫描式传感器构像方程 多中心投影，每个像元都有自己的投影中心 任一个像元的构像，等效于中心投影朝旁向旋转了扫描角θ后，以像幅中心（x=0,y=0）成像的几何关系，所以扫描式传感器构像方程为： §5.1 传感器的构像方程－扫描式传感器构像方程 传感器沿旁向旋转扫描角θ后，旋转矩阵为： 共线方程为： §5.1 传感器的构像方程－通用传感器模型 思路：回避成像的几何过程，直接对图像变形的本身进行几何模拟。 本课小结 遥感图像通用构像方程 中心投影构像方程 其他模式构像方程（全景，推扫，扫描） 作业： 总结常见传感器成像模式的构像方程，并绘出构像的几何关系图。 §5.2 遥感图像的几何变形 本节主要内容 几何变形概念/分类 成像方式引起的图像变形 卫星姿态变化的影响 地形起伏的影响 地球曲率影响 地球自转的影响 本课重点内容 影响几何变形的外部原因 §5.2 遥感图像的几何变形－概述 遥感图像几何变形有两层含义 一是指卫星在运行过程中，由于姿态、地球曲率、地形起伏、地球旋转、大气折射、以及传感器自身性能所引起的几何位置偏差。 二是指图像上像元的坐标与地图坐标系统中相应坐标之间的差异。 几何变形分类 内部误差：传感器自身性能指标有偏移 外部误差：由传感器以外的各种因素，比如外方位元素变化、地球曲率、地形起伏、地球旋转、大气折射等因素。 §5.2 遥感图像的几何变形－成像方式产生的变形 1、全景投影变形 §5.2 遥感图像的几何变形－成像方式产生的变形 2、斜距投影变形 侧视雷达类 §5.2 遥感图像的几何变形－卫星姿态变化的影响 卫星姿态变化通过传感器的外方位元素描述 传感器外方位元素 单个外方位元素引起的图像变形 动态扫描图像的变形 §5.2 遥感图像的几何变形－地形起伏引起的像点位移 地形有起伏时，高于或低于基准面的地面点，其在像片上的像点与其在基准面上垂直投影在像片上的构像点之间的直线位移。 在x,y两个方向上分量为： §5.2 遥感图像的几何变形－地球曲率引起的图像变形 与地形起伏引起的变形类似。 关键是求Δh 代入时取负值 §5.2 遥感图像的几何变形－大气折射引起的图像变形 整个大气层不是一个均匀的介质，因此电磁波在大气层中传播时