农业旱灾遥感监测系统中的MODIS 1B影像几何校正方法及其比较研究.pdfVIP

叠感应用 遥感信息 农业旱灾遥感监测系统中的MODIS1B 影像几何校正方法及其比较研究 李晶晶①～，覃志豪①～，唐巍② (① 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，北京 100081； ② 南京大学 国际地球系统科学研究所 ，南京 210093) 摘要 ：为 了满足农业旱灾遥感监测对海量 MODIS影像数据 的 自动化快速处理需要 ，本文针对现有 的四种几 何校正坐标变换方法(仿射变换法、多项式变换法 、三角 网算法和改进三角 网算法)，结合农业旱灾遥感监测系统， 在 IDL(InteractiveDataLanguage)平 台上开发 了MODIS影像数据的 自动快速几何校正运行程序 ，以便 比较分析 这些算法的几何校正精度、影像处理时间和计算机 内存开销大小。结果表 明，基于三角网改进算法的几何校正程 序在各方面都比较优秀，不仅几何校正精度较高，而且 图像处理较快，内存用量也较小，完全能够满足农业旱灾遥 感监测的实时海量 图像数据处理需要。因此，我们在农业旱灾遥感监测系统中采用了这一算法，作为实时 自动快 速处理海量 MODIS影像数据 的重要模块 。 关键词 ：MODIS；几何校正；IDL；仿射变换 ；多项式；三角网 中图分类号 ：TP751 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—3177(2009)102—0017—06 学模型不 同，相应的坐标变换方法也不同，比如仿射 1 引 言 变换法 、多项式变换法 ，三角网算法和改进三角网算 MODIS对地观测卫星遥感器拥 有 36个波段 ， 法 。当前 ，介绍基于这些坐标变换方法 的几何校正 在农业 、资源 、环境等领域有广泛的应用 ，目前 已经 原理的文章均有出现 。周海芳等口首先研究了基于 成为我国农业旱灾遥感监测重要的数据源。由于观 多项式变换的几何校正算法 ，然后提 出了新 的并行 测视角、地球表面曲率、地形起伏 、卫星运动状态等 几何校正算法 。李柳霞[4]在硕士毕业论文中探讨 了 多因素的共 同影响，MODIS影像数据存在严重 的 对 MODIS数据进行多项式纠正 的方法。付必涛 几何畸变[1]，在实际应用 中迫切需要进行几何校正 。 等 [5]基于三角网算法用 IDL编写 了MODIS数据的 目前，MODDIS1B影像数据 的几何校正一般都是 几何校正程序 。郭广猛_6在介绍 ENVI的Export 利用 MODIS影像 自带的经纬度数据通过遥感软件 GCP功能时对三角网改进坐标算法进行了简单介 (如 ENVI和 ERDASImagine)来实现 ，需要实时的 绍。 目前对于现有的这 4种几何校正算法 ，还缺乏 人机交互 ，既费时又费力 ，不太适合于需要海量数据 系统的比较分析。本研究根据农业旱灾遥感监测的 处理的遥感应用。全国农业旱灾遥感监测每天都需 实时自动快速海量影像数据处理需要 ，通过 IDL编 要处理多景 MODIS影像数据 ，以便进行全国合成 。 程，针对 MODIS数据实现了基于仿射变换法、多项 所以，有必要开发实现 MODIS几何校正程序 ，对数 式变换法 ，三角网算法和三角 网改进算法 4种坐标 据进行快速批量处理，提高遥感影像处理工作效率 。 变换方法的几何校正算法并 比较分析了这 4种几何 遥感图像几何校正算法有两个基本环节：一是 校正算法的校正精度和算法效率，以便选择其 中较 像素坐标变换；二是像素亮度的图像重采样_l2]。其 好的算法，作为我们正在研发的全国农业旱灾遥感 中，像素坐标变换方法的选取尤为重要 ，对几何校正 监测系统的几何校正图像处理模块算