預(yù)處理幾何校正

1、l遙感影像的特征？空間分辨率：像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時(shí)視場，或地面物體能分辨的最小單元光譜分辨率：傳感器在接受目標(biāo)輻射的波譜時(shí)能分辨的最小波長間隔。輻射分辨率：傳感器接受波譜信號(hào)時(shí)，能分辨的最小輻射度差。在遙感圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級(jí)。時(shí)間分辨率：對同一地點(diǎn)進(jìn)行采樣的時(shí)間間隔，即采樣的時(shí)間頻率，也稱重訪周期。內(nèi)容回顧l輻射誤差產(chǎn)生原因？內(nèi)部誤差：由傳感器響應(yīng)特性引起的輻射誤差內(nèi)部誤差：由傳感器響應(yīng)特性引起的輻射誤差外部誤差：大氣、地面高程、坡度和坡向外部誤差：大氣、地面高程、坡度和坡向內(nèi)容回顧l多光譜圖像四則運(yùn)算？加法運(yùn)算主要用于對同一區(qū)域的多幅圖像求平均，可以有效地

2、減少圖像的加性隨機(jī)噪聲。減法運(yùn)算提供不同波段或不同時(shí)相圖像間的差異信息，應(yīng)用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測及目標(biāo)識(shí)別等工作中。比值運(yùn)算能壓抑因地形坡度和方向引起的輻射量變化，消除地形起伏的影響,增強(qiáng)某些地物之間的反差。內(nèi)容回顧l多光譜圖像增強(qiáng)有哪些主要方法及每種方法的特點(diǎn)？主成分分析：通過函數(shù)變換，保留主要信息，降低數(shù)據(jù)量，增強(qiáng)或提取有用信息的目的變換后的矢量是原有矢量的信息的線性組合，較好地反映了事物的本質(zhì)特征變換后的矢量的協(xié)方差矩陣是對角矩陣，矢量中各分量之間的信息是相互獨(dú)立的特征值大小反映該方向上主分量所具有信息量的多少及每個(gè)分量的相對重要性內(nèi)容回顧l多光譜圖像增強(qiáng)有哪些主要方法及每種方法的特點(diǎn)？纓帽變換：

3、線性變換后坐標(biāo)軸的方向與植被生長及土壤有密切關(guān)系；變換后的前三個(gè)分量分別對應(yīng)亮度、綠度和濕度內(nèi)容回顧l圖像融合的主要方法？l 簡單的波段替換方法；l 色彩空間變換圖像融合；l 色彩標(biāo)準(zhǔn)化( color normalization) 融合法；l 基于主成分分析(pca) 的融合；l 高頻信息逐像元累加融合方法。內(nèi)容回顧第六章 遙感影像幾何處理 引起遙感圖像幾何畸變的因素 l傳感器的原因l遙感平臺(tái)（衛(wèi)星）原因l地球本身的原因遙感傳感器的構(gòu)像方程l構(gòu)像方程是：地物點(diǎn)的圖像坐標(biāo)（x，y）和地面坐標(biāo)（x，y，z）之間的關(guān)系l傳感器坐標(biāo)系統(tǒng)s-uvw 和地面坐標(biāo)系統(tǒng)o-xyz （地心坐標(biāo)系）l圖像坐標(biāo)系統(tǒng)

4、 o-xy和地圖坐標(biāo)系統(tǒng)om-xmym 共線條件xyzxyzaasxsyszsnyxzxa- xsya- ys(x,y,-f)(xa,ya,za)mztpytpxtp1sasasazzzyyyxxx共線條件方程sasasazzyyxxzyx1fyxcccbbbaaafyxzyx321321321r)()()()()()()()()()()()(333222333111sssssssssssszzcyybxxazzcyybxxafyzzcyybxxazzcyybxxafx引起遙感圖像幾何畸變的因素 l 傳感器的原因l 遙感平臺(tái)（衛(wèi)星）原因l 地球本身的原因傳感器l 傳感器的位置l 姿態(tài)幾何畸變：

5、平移縮放旋轉(zhuǎn)偏扭彎曲l外方位元素傳感器成像的位置和姿態(tài)角，當(dāng)外方位元素偏離標(biāo)準(zhǔn)位置出現(xiàn)變動(dòng)時(shí)，就會(huì)使圖像發(fā)生變形。遙感影像變形的原因遙感影像變形的原因l 遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響： 航高、航速、俯仰、翻滾、偏航。l 地形起伏的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。l 地球表面曲率的影響：一是像點(diǎn)位置的移動(dòng)；二是像元對應(yīng)于地面寬度不等，距星下點(diǎn)愈遠(yuǎn)畸變愈大，對應(yīng)地面長度越長。l 大氣折射的影響：產(chǎn)生像點(diǎn)位移。l 地球自轉(zhuǎn)的影響：產(chǎn)生影像偏離l掃描成像的傳感器，如mss，產(chǎn)生幾何畸變主要是由于掃描鏡的非線性振動(dòng)和其他偶然因素引起的?？赡苡绊懣蛇_(dá)395米全景畸變和斜距變形幾何校正方法l幾何校正可分為兩種：幾何

6、粗校正和幾何精校正 l 按照處理方式分為光學(xué)校正和數(shù)字校正幾何粗校正l也稱系統(tǒng)級(jí)校正l已知圖像的構(gòu)像方程傳感器的校正數(shù)據(jù) 如外方位元素l帶入構(gòu)像公式進(jìn)行校正幾何粗校正l投影中心坐標(biāo)的測定和解算衛(wèi)星坐標(biāo)解算l衛(wèi)星星歷表解算l全球定位系統(tǒng)測定l傳感器姿態(tài)角測定l掃描角測定幾何粗校正l傳感器內(nèi)部畸變l對外部畸變作用不大幾何精校正原理l遙感數(shù)字影像幾何校正是指：l通過計(jì)算機(jī)對離散的數(shù)字圖像中的每一個(gè)像元逐個(gè)進(jìn)行校正處理的方法。l這種方法能夠精確地改正動(dòng)態(tài)掃描圖像所具備的各種誤差?；驹韑利用圖像坐標(biāo)和地面坐標(biāo)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。l也就是輸入圖像和輸出圖像間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系來實(shí)現(xiàn)?；经h(huán)節(jié)l像素的坐標(biāo)變換原

7、始坐標(biāo)(x,y) 糾正后圖像坐標(biāo) (x,y)l像素亮度值的重采樣最近鄰法雙線性內(nèi)插雙三次卷積內(nèi)插幾何校正的處理過程輸入原始數(shù)字圖像建立糾正變換函數(shù)確定輸出圖像范圍逐個(gè)像素的幾何位置變換像素亮度值重采樣輸出糾正后的影像多項(xiàng)式糾正l基本思想：圖像的變化規(guī)律可以看作是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、仿射、偏扭、彎曲等形變的合成。一般多項(xiàng)式糾正公式22012345322367892201234532236789()()()()()()xaa xa ya xa xya ya xa x ya xya yybb xb yb xb xyb yb xb x yb xyb y一次項(xiàng)糾正：改正圖像因平移、旋轉(zhuǎn)、比例尺變化和仿射變

8、形等引起的線性變形二次項(xiàng)糾正：在改進(jìn)一次項(xiàng)的基礎(chǔ)上，改正二次非線性變形三次項(xiàng)糾正：改正更高次的非線性變形。系數(shù)ai bi 求解：l用可預(yù)測的圖像變形參數(shù)構(gòu)成（mss）l利用已知控制點(diǎn)的坐標(biāo)值按最小二乘方法求解?？刂泣c(diǎn)的選擇l經(jīng)緯網(wǎng)點(diǎn)l三角點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、方里網(wǎng)的交點(diǎn)l分布比較均勻，特別是在邊界、四角都要有控制點(diǎn)l增加控制點(diǎn)數(shù)目和增加多項(xiàng)式次數(shù)可以提高精度 ln=1/2(n+1)(n+2)確定圖像范圍確定分辨率l目的是確定新圖像寬度和高度l根據(jù)精度要求，在新圖像的范圍內(nèi)，劃分網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)就是一個(gè)像元。l行數(shù)：m=（y2-y1）/y +1l列數(shù)：n=（x2-x1）/x +1 圖像亮度或灰度值重采樣變換后圖像灰度值的確定：l如果輸出像元在原始圖像的投影坐標(biāo)值為整數(shù)l若不為整數(shù)，就要進(jìn)行重抽樣重抽樣方法l最近鄰法l雙線性內(nèi)插l雙三次卷積內(nèi)插最近鄰法l距離實(shí)際位置最近的像元的灰度值作為輸出圖像像元的灰度值雙線性內(nèi)插抽樣點(diǎn)p周圍4個(gè)已知像素的亮度值參加計(jì)算雙三次卷積抽樣點(diǎn)p周圍16個(gè)已知像素的亮度值參加計(jì)算三種方法的優(yōu)缺點(diǎn)l 最近鄰法：算法簡單