第五章-遙感圖象幾何糾正課件

5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程（不作要求）5.2遙感圖像的幾何變形5.3遙感圖像的幾何校正方法5.4圖像間的自動(dòng)配準(zhǔn)與鑲嵌第五章遙感圖像的幾何處理5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程（不作要求）第五章遙感圖像的基于有理函數(shù)的傳感器模型：

5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程

有理函數(shù)模型RFM(RationalFunctionModel)模型：一種能獲得和衛(wèi)星遙感影像嚴(yán)格成像模型近似一致精度的、形式簡(jiǎn)單的概括模型。也稱(chēng)為RPC(RationalPolynomailCoefficient）它是一種廣義的新型遙感衛(wèi)星傳感器成像模型，被用來(lái)替代復(fù)雜的嚴(yán)格成像模型。它通過(guò)一個(gè)比值多項(xiàng)式建立了一個(gè)點(diǎn)的大地坐標(biāo)與其影像坐標(biāo)間的關(guān)系。

基于有理函數(shù)的傳感器模型：5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程有RPC模型：比值多項(xiàng)式：正則化地面坐標(biāo)正則化影像坐標(biāo)RPC模型：比值多項(xiàng)式：正則化地面坐標(biāo)正則化影像坐標(biāo)RPC模型：RPC模型：這里，ai、bi、ci、di為RPC模型系數(shù)，Dlat_off、Dlat_scale、Dlon_off、Dlon_scale、Dhei_off和Dhei_scale為地面坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)。Soff、Sscale、loff、lscale為影像像素坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，其中b1、d1通常為1。目前，許多影像數(shù)據(jù)如：IKONOS、QuickBird等均在其元數(shù)據(jù)中提供以上所有參數(shù)。RPC模型：這里，ai、bi、ci、di為RPC模型系數(shù)，Dlat_of有些影像數(shù)據(jù)不提供RPC參數(shù)，或提供的參數(shù)精度不高，此時(shí)可利用部分控制點(diǎn)，采用最小二乘原理進(jìn)行系數(shù)解算，最終獲得模型。教材P112表5-1列出了RFM的9種形式，以及系數(shù)解算所需的最少控制點(diǎn)數(shù)。RPC模型：有些影像數(shù)據(jù)不提供RPC參數(shù)，或提供的參數(shù)精度不高，此時(shí)可利RPC模型的優(yōu)點(diǎn)：通用性高、與傳感器無(wú)關(guān)、形式簡(jiǎn)單。與之對(duì)應(yīng)的嚴(yán)格成像模型，都是從軌道模型、姿態(tài)模型、成像幾何等方面出發(fā)來(lái)建立構(gòu)像模型，與傳感器等密切相關(guān)，不同的傳感器有不同的嚴(yán)格成像模型。至于具體如何做，請(qǐng)參閱“課程中心參考資料”，不作要求。RPC模型：RPC模型的優(yōu)點(diǎn)：通用性高、與傳感器無(wú)關(guān)、形式簡(jiǎn)單。RPC模定義：遙感圖像上各地物的幾何位置、形狀、尺寸、方位等特征與在參照系統(tǒng)中的表達(dá)要求不一致時(shí)，即說(shuō)明遙感圖像發(fā)生了幾何畸變。遙感圖像的總體變形（相對(duì)于地面真實(shí)形態(tài)而言）是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲及其他變形綜合作用的結(jié)果。

5.2遙感圖像的幾何變形

按照畸變的性質(zhì)劃分，幾何畸變可分為系統(tǒng)性畸變和隨機(jī)性畸變。一、基本概念定義：遙感圖像上各地物的幾何位置、形狀、尺寸、方位等特征與在系統(tǒng)性畸變是指遙感系統(tǒng)造成的畸變，這種畸變一般有一定的規(guī)律性，并且大小事先能夠預(yù)測(cè)，例如掃描鏡的結(jié)構(gòu)方式和掃描速度等造成的畸變。隨機(jī)性畸變是指大小不能事先預(yù)測(cè)、其出現(xiàn)帶有隨機(jī)性質(zhì)的畸變，例如地形起伏造成的隨地而異的幾何偏差。隨機(jī)畸變遙感圖像幾何畸變系統(tǒng)畸變系統(tǒng)性畸變是指遙感系統(tǒng)造成的畸變，這種畸變一般有一定的規(guī)律性幾何校正就是要校正成像過(guò)程所造成的各種幾何畸變。幾何校正分為兩種：幾何粗校正和幾何精校正。幾何粗校正是針對(duì)引起畸變?cè)蚨M(jìn)行的校正，這種畸變按照比較簡(jiǎn)單和相對(duì)固定的幾何關(guān)系分布在圖像中的，校正時(shí)只需將傳感器原校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、遙感平臺(tái)的位置以及衛(wèi)星運(yùn)行姿態(tài)等一系列測(cè)量數(shù)據(jù)代入理論校正公式即可。幾何粗校正主要校正系統(tǒng)畸變。幾何精校正是利用控制點(diǎn)進(jìn)行的幾何校正，它是用一種數(shù)學(xué)模型來(lái)近似描述遙感圖像的幾何畸變過(guò)程，并利用畸變的遙感圖像與標(biāo)準(zhǔn)地圖之間的一些對(duì)應(yīng)點(diǎn)（即控制點(diǎn)（GCP））求得這個(gè)幾何畸變模型，然后利用此模型進(jìn)行幾何畸變校正，這種校正不考慮畸變的具體形成原因，而只考慮如何利用畸變模型來(lái)校正遙感圖像。幾何粗糾正幾何精糾正隨機(jī)畸變遙感圖像幾何畸變系統(tǒng)畸變幾何校正就是要校正成像過(guò)程所造成的各種幾何畸變。幾何粗校正是幾何畸變遙感器本身引起的畸變外部因素引起的畸變處理過(guò)程中引起的畸變二、幾何變形的類(lèi)型

5.2遙感圖像的幾何變形

幾何畸變遙感器本身引起的畸變二、幾何變形的類(lèi)型5.2遙1、遙感器本身引起的畸變遙感器本身引起的幾何畸變與遙感器的結(jié)構(gòu)、特性和工作方式不同而異。這些因素主要包括：1）

透鏡的輻射方向畸變像差；2）透鏡的切線(xiàn)方向畸變像差；3）

透鏡的焦距誤差；4）

透鏡的光軸與投影面不正交；5）

圖像的投影面非平面；6）

探測(cè)元件排列不整齊；7）

采樣速率的變化；8）

采樣時(shí)刻的偏差;9)掃描鏡的掃描速度變化。二、幾何變形的類(lèi)型1、遙感器本身引起的畸變遙感器本身引起的幾何畸變與遙感器的結(jié)MSS舉例:例如掃描形式成像的MSS，產(chǎn)生的幾何畸變主要是由于掃描鏡的非線(xiàn)性振動(dòng)和其它一些偶然因素引起的。在地面上影響可達(dá)395米。

全景畸變：MSS舉例:例如掃描形式成像的MSS，產(chǎn)生的幾何畸變主要是2、外部因素引起的畸變

遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響地形起伏的影響地球表面曲率的影響大氣折射的影響地球自轉(zhuǎn)的影響二、幾何變形的類(lèi)型2、外部因素引起的畸變遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響二、1）遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響航高：當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到力學(xué)因素影響標(biāo)，或者說(shuō)衛(wèi)星運(yùn)行的軌道本身就是橢圓的。航高始終發(fā)生變化，而傳感器的掃描視場(chǎng)角不變，從而導(dǎo)致圖像掃描行對(duì)應(yīng)的地面長(zhǎng)度發(fā)生變化。航高越向高處偏離，圖像對(duì)應(yīng)的地面越寬。2、外部因素引起的畸變1）遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響航高：當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受航速：衛(wèi)星的橢圓軌道本身就導(dǎo)致了衛(wèi)星飛行速度的不均勻，其他因素也可導(dǎo)致遙感平臺(tái)航速的變化。航速快時(shí)，掃描帶超前，航速慢時(shí)，掃描帶滯后，由此可導(dǎo)致圖像在衛(wèi)星前進(jìn)方向上(圖像上下方向)的位置錯(cuò)動(dòng)。俯仰：遙感平臺(tái)的俯仰變化能引起圖像上下方向的變化，即星下點(diǎn)俯時(shí)后移，仰時(shí)前移，發(fā)生行間位置錯(cuò)動(dòng)c翻滾：遙感平臺(tái)姿態(tài)翻滾是指以前進(jìn)方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度?？蓪?dǎo)致星下點(diǎn)在掃描線(xiàn)方向偏移，使整個(gè)圖像的行向翻滾角引起偏離的方向錯(cuò)動(dòng)。偏航：指遙感平臺(tái)在前進(jìn)過(guò)程中，相對(duì)于原前進(jìn)航向偏轉(zhuǎn)了一個(gè)小角度，從而引起掃描行方向的變化，導(dǎo)致圖像的傾斜畸變航速：衛(wèi)星的橢圓軌道本身就導(dǎo)致了衛(wèi)星飛行速度的不均勻，其他因2）地形起伏的影響當(dāng)?shù)匦未嬖谄鸱鼤r(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部像點(diǎn)的位移,使原本應(yīng)是地面點(diǎn)的信號(hào)被同一位置上某高點(diǎn)的信號(hào)代替。由于高差的原因，實(shí)際像點(diǎn)P距像幅中心的距離相對(duì)于理想像點(diǎn)P0。距像幅中心的距離移動(dòng)了?r高差引起的像點(diǎn)位移2、外部因素引起的畸變2）地形起伏的影響當(dāng)?shù)匦未嬖谄鸱鼤r(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部像點(diǎn)的位移,使3）地球表面曲率的影響地球是球體，嚴(yán)格說(shuō)是橢球體，因此地球表面是曲面。這一曲面的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是像點(diǎn)位置的移動(dòng)，二是像元對(duì)應(yīng)于地面寬度的不等。地球表面曲率影響2、外部因素引起的畸變3）地球表面曲率的影響地球是球體，嚴(yán)格說(shuō)是橢球體，因此地球4）大氣折射的影響大氣對(duì)輻射的傳播產(chǎn)生折射。由于大氣的密度分布從下向上越來(lái)越小，折射率不斷變化．因此折射后的輻射傳播不再是直線(xiàn)而是—條曲線(xiàn)．從而導(dǎo)致傳感器接收的像點(diǎn)發(fā)生位移?r.大氣折射影響2、外部因素引起的畸變4）大氣折射的影響大氣對(duì)輻射的傳播產(chǎn)生折射。由于大氣的密度5）地球自轉(zhuǎn)的影響衛(wèi)星前進(jìn)過(guò)程中，傳感器對(duì)地面掃描獲得圖像時(shí)，地球自轉(zhuǎn)影響較大，會(huì)產(chǎn)生影像偏離。因?yàn)樾l(wèi)星自北向南運(yùn)動(dòng)，這時(shí)地球自西向東自轉(zhuǎn)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使衛(wèi)星的星下位置逐漸產(chǎn)生偏離。偏離方向如下圖所示，所以衛(wèi)星圖像經(jīng)過(guò)校正后成為圖c的形態(tài)。地球自轉(zhuǎn)引起偏離2、外部因素引起的畸變5）地球自轉(zhuǎn)的影響衛(wèi)星前進(jìn)過(guò)程中，傳感器對(duì)地面掃描獲得圖像遙感圖像再處理過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，主要是由于處理設(shè)備產(chǎn)生的噪聲引起的。

傳輸、復(fù)制光學(xué)數(shù)字

3、處理過(guò)程中引起的畸變遙感圖像再處理過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，主要是由于處理設(shè)備產(chǎn)生的噪聲遙感圖像的幾何校正按照處理方式分為光學(xué)糾正和數(shù)字糾正。遙感圖像的幾何糾正就是將含有畸變的圖像納入到某種地圖投影。對(duì)地面覆蓋范圍不大的單幅圖像，一般以正射投影方式使其改正到地球切平面上。光學(xué)糾正主要用于早期的遙感圖像的處理中，現(xiàn)在的應(yīng)用已經(jīng)不多。除了對(duì)框幅式的航空照片（中心投影）可以進(jìn)行比較嚴(yán)密的糾正以外，對(duì)于大多數(shù)動(dòng)態(tài)獲得的遙感影像只能進(jìn)行近似的糾正。主要介紹數(shù)字圖像的幾何精糾正。5.3遙感圖像的幾何校正方法1、基本概念遙感圖像的幾何校正按照處理方式分為光學(xué)糾正和數(shù)字糾正。5.3為什么要進(jìn)行幾何糾正遙感調(diào)查分析結(jié)果：一般是要求能滿(mǎn)足量測(cè)和定位要求的各類(lèi)專(zhuān)題地圖。利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)、地物特征的變化監(jiān)測(cè)等應(yīng)用處理時(shí)，必須保證不同圖像間的幾何一致性。利用遙感圖像進(jìn)行地形圖測(cè)圖或更新，也是遙感的致力方向之一，它對(duì)遙感圖像的幾何糾正提出了更嚴(yán)格的要求。為什么要進(jìn)行幾何糾正遙感調(diào)查分析結(jié)果：一般是要求能滿(mǎn)兩個(gè)基本環(huán)節(jié)：

像元坐標(biāo)變換和像元灰度值重采樣校正思路(技術(shù)流程):兩個(gè)基本環(huán)節(jié)：校正思路(技術(shù)流程):校正前的圖像，由于某種幾何畸變，圖像中像元點(diǎn)間所對(duì)應(yīng)的地面距離并不相等。校正后的圖像是由等間距的網(wǎng)格點(diǎn)組成的，且以地面為標(biāo)準(zhǔn)，符合某種投影的均勻分布，圖像中格網(wǎng)的交點(diǎn)可以看作是像元的中心；校正的最終目的是確定校正后圖像的行列數(shù)值，然后找到新圖像中每一像元的亮度值。兩個(gè)基本環(huán)節(jié)：像元坐標(biāo)變換和像元灰度值重采樣校正前的圖像，由于某種幾何畸變，圖像中像元點(diǎn)間所對(duì)應(yīng)的地面(1)確定輸入圖像和輸出圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系(2)

確定新的圖像的邊界(3)確定新圖像的分辨率(4)灰度的重采樣2、校正過(guò)程(1)確定輸入圖像和輸出圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系2、校正過(guò)程

數(shù)字圖象幾何糾正：通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)離散結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖像中的每一個(gè)像元逐個(gè)進(jìn)行糾正處理的方法。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恚豪脠D像坐標(biāo)和地面坐標(biāo)（另一圖像坐標(biāo)、地圖坐標(biāo)等）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，即輸入圖像和輸出圖像間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系實(shí)現(xiàn)幾何校正。

(1)確定輸入圖像和輸出圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系2、校正過(guò)程數(shù)字圖象幾何糾正：通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)離散結(jié)構(gòu)的數(shù)字直接糾正方法:從原始圖像陣列出發(fā)，按行列的順序依次對(duì)每個(gè)原始圖像像元點(diǎn)位用變換函數(shù)F（x,y）（正解變換公式）求得它在新圖像中的位置，并將該像元灰度值移置到新圖像的對(duì)應(yīng)位置上。間接糾正法:從空白的新圖像陣列出發(fā)，按行列的順序依次對(duì)新圖像中每個(gè)像元點(diǎn)位用變換函數(shù)f(X,Y)（反解變換公式）求其在原始圖像中的位置，然后把算得的原始圖像點(diǎn)位上的灰度值賦予空白新圖像相應(yīng)的像元。糾正方法分:直接糾正方法:從原始圖像陣列出發(fā)，按行列的順序依次對(duì)每個(gè)原始圖中（xp,yp）（XP,YP）分別是任意一個(gè)像元在原始圖像和糾正后圖像中的坐標(biāo)。直接法(正解):間接法(反解):圖中（xp,yp）（XP,YP）分別是任意一個(gè)像元在原始圖注：糾正后圖像和原始圖像的形狀、大小、方向都不一樣。所以在糾正過(guò)程的實(shí)施之前，必須首先確定新圖像的大小范圍。(2)確定新的圖像的邊界2、校正過(guò)程注：糾正后圖像和原始圖像的形狀、大小、方向都不一樣。所以在糾根據(jù)正解變換公式求出原始圖像四個(gè)角點(diǎn)（a,b,c,d）在糾正后圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)（a',b',c',d'）的坐標(biāo)（Xa',Ya'）(Xb',Yb')(Xc',Yc')(Xd',Yd')然后求出最大值和最小值。X1=min(Xa',Xb',Xc',Xd')X2=max(Xa',Xb',Xc',Xd')Y1=min(Ya',Yb',Yc',Yd')Y2=max(Ya',Yb',Yc',Yd')2、校正過(guò)程(2)確定新的圖像的邊界根據(jù)正解變換公式求出原始圖像四個(gè)角點(diǎn)（a,b,c(3)灰度的重采樣糾正后的新圖像的每一個(gè)像元，根據(jù)變換函數(shù)，可以得到它在原始圖像上的位置。如果求得的位置為整數(shù)，則該位置處的像元灰度就是新圖像的灰度值。如果位置不為整數(shù)，則像元灰度值需根據(jù)周?chē)嚵邢裨幕叶却_定，這種方法稱(chēng)為灰度重采樣（這是相對(duì)遙感圖像獲取時(shí)已進(jìn)行過(guò)一次采樣而言）。常用的方法：1)

最近鄰法2)

雙線(xiàn)性?xún)?nèi)插法3）三次卷積法2、校正過(guò)程(3)灰度的重采樣糾正后的新圖像的每一個(gè)像元，根據(jù)變換函數(shù)1)

最近鄰法：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；特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單易用，計(jì)算量小，在幾何位置上精度為0．5像元，但處理后圖像的亮度具有不連續(xù)性，從而影響了精確度。(3)灰度的重采樣1)

最近鄰法：距離實(shí)際位置最近的像元的灰度值作為輸出圖像像2）雙線(xiàn)性法：以實(shí)際位置臨近的4個(gè)像元值，確定輸出像元的灰度值。公式為：

特點(diǎn)：圖像亮度連續(xù)，幾何上較精確，但具有低通濾波的性質(zhì)，使圖像變得模糊。(3)灰度的重采樣2）雙線(xiàn)性法：以實(shí)際位置臨近的4個(gè)像元值，確定輸出像元的灰度3）三次卷積法:

以實(shí)際位置臨近的16個(gè)像元值，確定輸出像元的灰度值。公式為：

(3)灰度的重采樣3）三次卷積法:(3)灰度的重采樣三次卷積內(nèi)插法(更嚴(yán)密的算法)pp2p4p1p3y1y2ypy3y4yx1x2xpx3x4x特點(diǎn)：圖像量度連續(xù)，幾何精度高，較好的保留高頻部分。但計(jì)算量大。(3)灰度的重采樣三次卷積內(nèi)插法(更嚴(yán)密的算法)pp2p4p1p3幾種采樣方法的優(yōu)缺點(diǎn)：1）最近鄰法：計(jì)算簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快但輸出像元的灰度失真較大。2)雙線(xiàn)性插值法和三次卷積法：計(jì)算耗時(shí)多，但輸出像元灰度值的保真度較好。幾種采樣方法的優(yōu)缺點(diǎn)：1）最近鄰法：計(jì)算簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快但輸多項(xiàng)式糾正的基本思想：圖像的變性規(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。一般的公式為：

2)直接法

1)間接法

利用有限的控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)，解求多項(xiàng)式的系數(shù)，確定變換函數(shù)。然后講各個(gè)像元帶入多項(xiàng)式進(jìn)行計(jì)算，得到糾正后的坐標(biāo)。3、遙感數(shù)字圖像的多項(xiàng)式糾正多項(xiàng)式糾正的基本思想：圖像的變性規(guī)律可以看作是平移、縮放、旋實(shí)際計(jì)算時(shí)常采用二元二次多項(xiàng)式：在這個(gè)方程組中有12個(gè)系數(shù)，需列12個(gè)方程才能解出，因此需要6個(gè)已知的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，即這6個(gè)點(diǎn)的（u，v)與（x，y）均已知，這些已知坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)稱(chēng)為控制點(diǎn)（GCP）6個(gè)點(diǎn)只是解算方程組的理論最低數(shù)，實(shí)際工作中為提高校正精度需大量增加控制點(diǎn)數(shù)，這時(shí)就有了多余條件，可采用最小二乘法求解。3、遙感數(shù)字圖像的多項(xiàng)式糾正實(shí)際計(jì)算時(shí)常采用二元二次多項(xiàng)式：在這個(gè)方程組中有控制點(diǎn)的選取1）數(shù)目確定控制點(diǎn)數(shù)目的最低限是按未知系數(shù)的多少來(lái)確定的。求二次多項(xiàng)式有12個(gè)系數(shù)，需要12個(gè)方程(6個(gè)控制點(diǎn))。依次類(lèi)推，三次多項(xiàng)式至少需要10個(gè)控制點(diǎn)，n次多項(xiàng)式，控制點(diǎn)的最少數(shù)目為(n+1)(n+2)／2。實(shí)際工作中，在條件允許的情況下，控制點(diǎn)數(shù)的選取都要大于最低數(shù)很多。ENVI:>(degree+1)^23、遙感數(shù)字圖像的多項(xiàng)式糾正控制點(diǎn)的選取1）數(shù)目確定控制點(diǎn)數(shù)目的最低限是按未知系數(shù)的多少2）選取原則控制點(diǎn)的選擇要以配準(zhǔn)對(duì)象為依據(jù)。以地面坐標(biāo)為匹配標(biāo)準(zhǔn)的，叫做地面控制點(diǎn)。有時(shí)也用地圖作地面控制點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，或用遙感圖像(如用航空像片)作為控制點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論用哪一種坐標(biāo)系，關(guān)鍵在于建立待匹配的兩種坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)點(diǎn)關(guān)系?？刂泣c(diǎn)應(yīng)選取圖像上易分辨且較精細(xì)的特征點(diǎn)，通過(guò)目視方法辨別。道路交叉點(diǎn)、河流彎曲或分叉處、海岸線(xiàn)彎曲處、湖泊邊緣、飛機(jī)場(chǎng)、城廓邊緣等。特征變化大的地區(qū)應(yīng)多選些。圖像邊緣部分一定要選取控制點(diǎn)，以避免外推。盡可能滿(mǎn)幅均勻選取，特征實(shí)在不明顯的大面積區(qū)域(如沙漠)，可用求延長(zhǎng)線(xiàn)交點(diǎn)的辦法來(lái)彌補(bǔ)，但應(yīng)盡可能避免這樣做．3、遙感數(shù)字圖像的多項(xiàng)式糾正2）選取原則控制點(diǎn)的選擇要以配準(zhǔn)對(duì)象為依據(jù)。以地綜上所述：糾正的函數(shù)可有多種選擇：多項(xiàng)式方法、共線(xiàn)方程方法、隨機(jī)場(chǎng)內(nèi)插方法等等。其中多項(xiàng)式方法的應(yīng)用最為普遍。

小結(jié)：數(shù)字圖象的糾正過(guò)程綜上所述：糾正的函數(shù)可有多種選擇：多項(xiàng)式方法、共線(xiàn)方校正前的aster校正后的aster幾何校正的實(shí)例校正前的aster校正后的aster幾何校正的實(shí)例第五章-遙感圖象幾何糾正課件5.4數(shù)字圖像的自動(dòng)配準(zhǔn)與鑲嵌1.圖像間的自動(dòng)配準(zhǔn)圖像金字塔：同一區(qū)域存大量不同時(shí)相、不同分辨率的遙感影像。多源數(shù)據(jù)：不同時(shí)相、不同分辨率、不同格式的同一區(qū)域的數(shù)據(jù)集合。它們一般存在相對(duì)的幾何差異和輻射差異。圖像配準(zhǔn)：其實(shí)質(zhì)就是前述遙感圖像的幾何糾正。圖像間配準(zhǔn)絕對(duì)配準(zhǔn)備同名點(diǎn)的確定：圖像相關(guān)技術(shù)。（課后查資料）5.4數(shù)字圖像的自動(dòng)配準(zhǔn)與鑲嵌1.圖像間的自動(dòng)配準(zhǔn)圖像金圖像鑲嵌(拼接MOSAIK)是將多個(gè)具有重疊部分的圖像制作成一個(gè)沒(méi)有重疊的新圖像。有基于像元的拼接和基于地理坐標(biāo)的拼接。本節(jié)介紹基于像元的圖像拼接。2.數(shù)字圖像鑲嵌圖像鑲嵌(拼接MOSAIK)是將多個(gè)具有重疊部分的圖像制作準(zhǔn)備工作：1）

要參加拼接的圖像必須具有統(tǒng)一的坐標(biāo)系，即首先進(jìn)行圖像的幾何糾正。2）

圖像灰度的調(diào)整；對(duì)于彩色圖像，需要從紅綠藍(lán)三個(gè)波段分別進(jìn)行灰度的調(diào)整；對(duì)于多波段的圖像文件，進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的多個(gè)波段的灰度調(diào)整。灰度調(diào)整的方法：進(jìn)行交互式的圖像拉伸，進(jìn)行圖像直方圖的規(guī)定化(匹配)，或者進(jìn)行更加復(fù)雜的類(lèi)似變化（如線(xiàn)性回歸）。5.4數(shù)字圖像的自動(dòng)配準(zhǔn)與鑲嵌準(zhǔn)備工作：5.4數(shù)字圖像的自動(dòng)配準(zhǔn)與鑲嵌確定輸出圖像的大小；確定參加圖像拼接的方法；有無(wú)羽化（Feathering）。

參加拼接的圖像如沒(méi)有羽化，則用上面的圖像灰度值直接替代重復(fù)部分的灰度值；如果有羽化，則重復(fù)部分的灰度值由兩個(gè)圖像的灰度值確定。羽化方法：一是邊緣羽化，二是用戶(hù)自定義羽化。

圖像拼接的操作：確定輸出圖像的大小；圖像拼接的操作：1）邊緣羽化用戶(hù)需要鍵入羽化的距離。羽化部分的灰度值采取兩個(gè)圖像的線(xiàn)性加權(quán)值。邊緣處Image#20%,Image#1100%,AveragingDistance處，Image#2占100%,Image＃1占0％；中間部位線(xiàn)性組合。1）邊緣羽化羽化部分的灰度值采取兩個(gè)圖像的線(xiàn)性加權(quán)值。2)自定義羽化首先必須在圖像上使用ANN定義Cutline.灰度值的計(jì)算方法：Cutline處，Image#2占100%,Image#1占0%,AveragingDistance處，Image#2占0%,Image＃1占100％；中間地帶，線(xiàn)性插值。2)自定義羽化首先必須在圖像上使用ANN定義Cutline

CUTLINE是由一根從圖像一個(gè)邊緣到另一個(gè)邊緣的POLYLINE，以及要切掉部分上的一個(gè)SYMBOL定義的。CUTLINE的定義步驟為：打開(kāi)IMAGE窗口上的菜單命令Fuctions—Overlays—Annotation，則打開(kāi)Annotation窗口；

選擇要在那個(gè)圖像窗口上畫(huà)ANN,IMAGE?SCROLL?ZOOM?在窗口上，選擇菜單命令Object—Polyline；使用鼠標(biāo)畫(huà)線(xiàn)，按右鍵后畫(huà)線(xiàn)停止，出現(xiàn)一個(gè)handle，鼠標(biāo)在handle上時(shí)候，按下左鍵可以拖動(dòng)Ployline，按下鼠標(biāo)中鍵則刪除該P(yáng)loyline。畫(huà)線(xiàn)的過(guò)程中，按下中鍵則刪除上一個(gè)節(jié)點(diǎn)。再點(diǎn)擊右鍵則確定所畫(huà)的線(xiàn)。

注意：確保所畫(huà)的線(xiàn)跨越圖像的邊緣。直方圖匹配后，分別存盤(pán)為6個(gè)單獨(dú)的文件，再在DOS下運(yùn)行如下命令，將6個(gè)文件拷貝成一個(gè)文件，重新打開(kāi)后再進(jìn)行拼接。DOS命令：copy/b1.img/b+2.img/b+3.img/bwhole.imgCUTLINE是由一根從圖像一個(gè)邊緣到另一5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程（不作要求）5.2遙感圖像的幾何變形5.3遙感圖像的幾何校正方法5.4圖像間的自動(dòng)配準(zhǔn)與鑲嵌第五章遙感圖像的幾何處理5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程（不作要求）第五章遙感圖像的基于有理函數(shù)的傳感器模型：

5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程

有理函數(shù)模型RFM(RationalFunctionModel)模型：一種能獲得和衛(wèi)星遙感影像嚴(yán)格成像模型近似一致精度的、形式簡(jiǎn)單的概括模型。也稱(chēng)為RPC(RationalPolynomailCoefficient）它是一種廣義的新型遙感衛(wèi)星傳感器成像模型，被用來(lái)替代復(fù)雜的嚴(yán)格成像模型。它通過(guò)一個(gè)比值多項(xiàng)式建立了一個(gè)點(diǎn)的大地坐標(biāo)與其影像坐標(biāo)間的關(guān)系。

基于有理函數(shù)的傳感器模型：5.1遙感傳感器的構(gòu)像方程有RPC模型：比值多項(xiàng)式：正則化地面坐標(biāo)正則化影像坐標(biāo)RPC模型：比值多項(xiàng)式：正則化地面坐標(biāo)正則化影像坐標(biāo)RPC模型：RPC模型：這里，ai、bi、ci、di為RPC模型系數(shù)，Dlat_off、Dlat_scale、Dlon_off、Dlon_scale、Dhei_off和Dhei_scale為地面坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)。Soff、Sscale、loff、lscale為影像像素坐標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，其中b1、d1通常為1。目前，許多影像數(shù)據(jù)如：IKONOS、QuickBird等均在其元數(shù)據(jù)中提供以上所有參數(shù)。RPC模型：這里，ai、bi、ci、di為RPC模型系數(shù)，Dlat_of有些影像數(shù)據(jù)不提供RPC參數(shù)，或提供的參數(shù)精度不高，此時(shí)可利用部分控制點(diǎn)，采用最小二乘原理進(jìn)行系數(shù)解算，最終獲得模型。教材P112表5-1列出了RFM的9種形式，以及系數(shù)解算所需的最少控制點(diǎn)數(shù)。RPC模型：有些影像數(shù)據(jù)不提供RPC參數(shù)，或提供的參數(shù)精度不高，此時(shí)可利RPC模型的優(yōu)點(diǎn)：通用性高、與傳感器無(wú)關(guān)、形式簡(jiǎn)單。與之對(duì)應(yīng)的嚴(yán)格成像模型，都是從軌道模型、姿態(tài)模型、成像幾何等方面出發(fā)來(lái)建立構(gòu)像模型，與傳感器等密切相關(guān)，不同的傳感器有不同的嚴(yán)格成像模型。至于具體如何做，請(qǐng)參閱“課程中心參考資料”，不作要求。RPC模型：RPC模型的優(yōu)點(diǎn)：通用性高、與傳感器無(wú)關(guān)、形式簡(jiǎn)單。RPC模定義：遙感圖像上各地物的幾何位置、形狀、尺寸、方位等特征與在參照系統(tǒng)中的表達(dá)要求不一致時(shí)，即說(shuō)明遙感圖像發(fā)生了幾何畸變。遙感圖像的總體變形（相對(duì)于地面真實(shí)形態(tài)而言）是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、偏扭、彎曲及其他變形綜合作用的結(jié)果。

5.2遙感圖像的幾何變形

按照畸變的性質(zhì)劃分，幾何畸變可分為系統(tǒng)性畸變和隨機(jī)性畸變。一、基本概念定義：遙感圖像上各地物的幾何位置、形狀、尺寸、方位等特征與在系統(tǒng)性畸變是指遙感系統(tǒng)造成的畸變，這種畸變一般有一定的規(guī)律性，并且大小事先能夠預(yù)測(cè)，例如掃描鏡的結(jié)構(gòu)方式和掃描速度等造成的畸變。隨機(jī)性畸變是指大小不能事先預(yù)測(cè)、其出現(xiàn)帶有隨機(jī)性質(zhì)的畸變，例如地形起伏造成的隨地而異的幾何偏差。隨機(jī)畸變遙感圖像幾何畸變系統(tǒng)畸變系統(tǒng)性畸變是指遙感系統(tǒng)造成的畸變，這種畸變一般有一定的規(guī)律性幾何校正就是要校正成像過(guò)程所造成的各種幾何畸變。幾何校正分為兩種：幾何粗校正和幾何精校正。幾何粗校正是針對(duì)引起畸變?cè)蚨M(jìn)行的校正，這種畸變按照比較簡(jiǎn)單和相對(duì)固定的幾何關(guān)系分布在圖像中的，校正時(shí)只需將傳感器原校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、遙感平臺(tái)的位置以及衛(wèi)星運(yùn)行姿態(tài)等一系列測(cè)量數(shù)據(jù)代入理論校正公式即可。幾何粗校正主要校正系統(tǒng)畸變。幾何精校正是利用控制點(diǎn)進(jìn)行的幾何校正，它是用一種數(shù)學(xué)模型來(lái)近似描述遙感圖像的幾何畸變過(guò)程，并利用畸變的遙感圖像與標(biāo)準(zhǔn)地圖之間的一些對(duì)應(yīng)點(diǎn)（即控制點(diǎn)（GCP））求得這個(gè)幾何畸變模型，然后利用此模型進(jìn)行幾何畸變校正，這種校正不考慮畸變的具體形成原因，而只考慮如何利用畸變模型來(lái)校正遙感圖像。幾何粗糾正幾何精糾正隨機(jī)畸變遙感圖像幾何畸變系統(tǒng)畸變幾何校正就是要校正成像過(guò)程所造成的各種幾何畸變。幾何粗校正是幾何畸變遙感器本身引起的畸變外部因素引起的畸變處理過(guò)程中引起的畸變二、幾何變形的類(lèi)型

5.2遙感圖像的幾何變形

幾何畸變遙感器本身引起的畸變二、幾何變形的類(lèi)型5.2遙1、遙感器本身引起的畸變遙感器本身引起的幾何畸變與遙感器的結(jié)構(gòu)、特性和工作方式不同而異。這些因素主要包括：1）

透鏡的輻射方向畸變像差；2）透鏡的切線(xiàn)方向畸變像差；3）

透鏡的焦距誤差；4）

透鏡的光軸與投影面不正交；5）

圖像的投影面非平面；6）

探測(cè)元件排列不整齊；7）

采樣速率的變化；8）

采樣時(shí)刻的偏差;9)掃描鏡的掃描速度變化。二、幾何變形的類(lèi)型1、遙感器本身引起的畸變遙感器本身引起的幾何畸變與遙感器的結(jié)MSS舉例:例如掃描形式成像的MSS，產(chǎn)生的幾何畸變主要是由于掃描鏡的非線(xiàn)性振動(dòng)和其它一些偶然因素引起的。在地面上影響可達(dá)395米。

全景畸變：MSS舉例:例如掃描形式成像的MSS，產(chǎn)生的幾何畸變主要是2、外部因素引起的畸變

遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響地形起伏的影響地球表面曲率的影響大氣折射的影響地球自轉(zhuǎn)的影響二、幾何變形的類(lèi)型2、外部因素引起的畸變遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響二、1）遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響航高：當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到力學(xué)因素影響標(biāo)，或者說(shuō)衛(wèi)星運(yùn)行的軌道本身就是橢圓的。航高始終發(fā)生變化，而傳感器的掃描視場(chǎng)角不變，從而導(dǎo)致圖像掃描行對(duì)應(yīng)的地面長(zhǎng)度發(fā)生變化。航高越向高處偏離，圖像對(duì)應(yīng)的地面越寬。2、外部因素引起的畸變1）遙感平臺(tái)位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的影響航高：當(dāng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受航速：衛(wèi)星的橢圓軌道本身就導(dǎo)致了衛(wèi)星飛行速度的不均勻，其他因素也可導(dǎo)致遙感平臺(tái)航速的變化。航速快時(shí)，掃描帶超前，航速慢時(shí)，掃描帶滯后，由此可導(dǎo)致圖像在衛(wèi)星前進(jìn)方向上(圖像上下方向)的位置錯(cuò)動(dòng)。俯仰：遙感平臺(tái)的俯仰變化能引起圖像上下方向的變化，即星下點(diǎn)俯時(shí)后移，仰時(shí)前移，發(fā)生行間位置錯(cuò)動(dòng)c翻滾：遙感平臺(tái)姿態(tài)翻滾是指以前進(jìn)方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)了一個(gè)角度?？蓪?dǎo)致星下點(diǎn)在掃描線(xiàn)方向偏移，使整個(gè)圖像的行向翻滾角引起偏離的方向錯(cuò)動(dòng)。偏航：指遙感平臺(tái)在前進(jìn)過(guò)程中，相對(duì)于原前進(jìn)航向偏轉(zhuǎn)了一個(gè)小角度，從而引起掃描行方向的變化，導(dǎo)致圖像的傾斜畸變航速：衛(wèi)星的橢圓軌道本身就導(dǎo)致了衛(wèi)星飛行速度的不均勻，其他因2）地形起伏的影響當(dāng)?shù)匦未嬖谄鸱鼤r(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部像點(diǎn)的位移,使原本應(yīng)是地面點(diǎn)的信號(hào)被同一位置上某高點(diǎn)的信號(hào)代替。由于高差的原因，實(shí)際像點(diǎn)P距像幅中心的距離相對(duì)于理想像點(diǎn)P0。距像幅中心的距離移動(dòng)了?r高差引起的像點(diǎn)位移2、外部因素引起的畸變2）地形起伏的影響當(dāng)?shù)匦未嬖谄鸱鼤r(shí)，會(huì)產(chǎn)生局部像點(diǎn)的位移,使3）地球表面曲率的影響地球是球體，嚴(yán)格說(shuō)是橢球體，因此地球表面是曲面。這一曲面的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面，一是像點(diǎn)位置的移動(dòng)，二是像元對(duì)應(yīng)于地面寬度的不等。地球表面曲率影響2、外部因素引起的畸變3）地球表面曲率的影響地球是球體，嚴(yán)格說(shuō)是橢球體，因此地球4）大氣折射的影響大氣對(duì)輻射的傳播產(chǎn)生折射。由于大氣的密度分布從下向上越來(lái)越小，折射率不斷變化．因此折射后的輻射傳播不再是直線(xiàn)而是—條曲線(xiàn)．從而導(dǎo)致傳感器接收的像點(diǎn)發(fā)生位移?r.大氣折射影響2、外部因素引起的畸變4）大氣折射的影響大氣對(duì)輻射的傳播產(chǎn)生折射。由于大氣的密度5）地球自轉(zhuǎn)的影響衛(wèi)星前進(jìn)過(guò)程中，傳感器對(duì)地面掃描獲得圖像時(shí)，地球自轉(zhuǎn)影響較大，會(huì)產(chǎn)生影像偏離。因?yàn)樾l(wèi)星自北向南運(yùn)動(dòng)，這時(shí)地球自西向東自轉(zhuǎn)。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使衛(wèi)星的星下位置逐漸產(chǎn)生偏離。偏離方向如下圖所示，所以衛(wèi)星圖像經(jīng)過(guò)校正后成為圖c的形態(tài)。地球自轉(zhuǎn)引起偏離2、外部因素引起的畸變5）地球自轉(zhuǎn)的影響衛(wèi)星前進(jìn)過(guò)程中，傳感器對(duì)地面掃描獲得圖像遙感圖像再處理過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，主要是由于處理設(shè)備產(chǎn)生的噪聲引起的。

傳輸、復(fù)制光學(xué)數(shù)字

3、處理過(guò)程中引起的畸變遙感圖像再處理過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，主要是由于處理設(shè)備產(chǎn)生的噪聲遙感圖像的幾何校正按照處理方式分為光學(xué)糾正和數(shù)字糾正。遙感圖像的幾何糾正就是將含有畸變的圖像納入到某種地圖投影。對(duì)地面覆蓋范圍不大的單幅圖像，一般以正射投影方式使其改正到地球切平面上。光學(xué)糾正主要用于早期的遙感圖像的處理中，現(xiàn)在的應(yīng)用已經(jīng)不多。除了對(duì)框幅式的航空照片（中心投影）可以進(jìn)行比較嚴(yán)密的糾正以外，對(duì)于大多數(shù)動(dòng)態(tài)獲得的遙感影像只能進(jìn)行近似的糾正。主要介紹數(shù)字圖像的幾何精糾正。5.3遙感圖像的幾何校正方法1、基本概念遙感圖像的幾何校正按照處理方式分為光學(xué)糾正和數(shù)字糾正。5.3為什么要進(jìn)行幾何糾正遙感調(diào)查分析結(jié)果：一般是要求能滿(mǎn)足量測(cè)和定位要求的各類(lèi)專(zhuān)題地圖。利用多源數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)分類(lèi)、地物特征的變化監(jiān)測(cè)等應(yīng)用處理時(shí)，必須保證不同圖像間的幾何一致性。利用遙感圖像進(jìn)行地形圖測(cè)圖或更新，也是遙感的致力方向之一，它對(duì)遙感圖像的幾何糾正提出了更嚴(yán)格的要求。為什么要進(jìn)行幾何糾正遙感調(diào)查分析結(jié)果：一般是要求能滿(mǎn)兩個(gè)基本環(huán)節(jié)：

像元坐標(biāo)變換和像元灰度值重采樣校正思路(技術(shù)流程):兩個(gè)基本環(huán)節(jié)：校正思路(技術(shù)流程):校正前的圖像，由于某種幾何畸變，圖像中像元點(diǎn)間所對(duì)應(yīng)的地面距離并不相等。校正后的圖像是由等間距的網(wǎng)格點(diǎn)組成的，且以地面為標(biāo)準(zhǔn)，符合某種投影的均勻分布，圖像中格網(wǎng)的交點(diǎn)可以看作是像元的中心；校正的最終目的是確定校正后圖像的行列數(shù)值，然后找到新圖像中每一像元的亮度值。兩個(gè)基本環(huán)節(jié)：像元坐標(biāo)變換和像元灰度值重采樣校正前的圖像，由于某種幾何畸變，圖像中像元點(diǎn)間所對(duì)應(yīng)的地面(1)確定輸入圖像和輸出圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系(2)

確定新的圖像的邊界(3)確定新圖像的分辨率(4)灰度的重采樣2、校正過(guò)程(1)確定輸入圖像和輸出圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系2、校正過(guò)程

數(shù)字圖象幾何糾正：通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)離散結(jié)構(gòu)的數(shù)字圖像中的每一個(gè)像元逐個(gè)進(jìn)行糾正處理的方法。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恚豪脠D像坐標(biāo)和地面坐標(biāo)（另一圖像坐標(biāo)、地圖坐標(biāo)等）之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，即輸入圖像和輸出圖像間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系實(shí)現(xiàn)幾何校正。

(1)確定輸入圖像和輸出圖像的坐標(biāo)變換關(guān)系2、校正過(guò)程數(shù)字圖象幾何糾正：通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)離散結(jié)構(gòu)的數(shù)字直接糾正方法:從原始圖像陣列出發(fā)，按行列的順序依次對(duì)每個(gè)原始圖像像元點(diǎn)位用變換函數(shù)F（x,y）（正解變換公式）求得它在新圖像中的位置，并將該像元灰度值移置到新圖像的對(duì)應(yīng)位置上。間接糾正法:從空白的新圖像陣列出發(fā)，按行列的順序依次對(duì)新圖像中每個(gè)像元點(diǎn)位用變換函數(shù)f(X,Y)（反解變換公式）求其在原始圖像中的位置，然后把算得的原始圖像點(diǎn)位上的灰度值賦予空白新圖像相應(yīng)的像元。糾正方法分:直接糾正方法:從原始圖像陣列出發(fā)，按行列的順序依次對(duì)每個(gè)原始圖中（xp,yp）（XP,YP）分別是任意一個(gè)像元在原始圖像和糾正后圖像中的坐標(biāo)。直接法(正解):間接法(反解):圖中（xp,yp）（XP,YP）分別是任意一個(gè)像元在原始圖注：糾正后圖像和原始圖像的形狀、大小、方向都不一樣。所以在糾正過(guò)程的實(shí)施之前，必須首先確定新圖像的大小范圍。(2)確定新的圖像的邊界2、校正過(guò)程注：糾正后圖像和原始圖像的形狀、大小、方向都不一樣。所以在糾根據(jù)正解變換公式求出原始圖像四個(gè)角點(diǎn)（a,b,c,d）在糾正后圖像中的對(duì)應(yīng)點(diǎn)（a',b',c',d'）的坐標(biāo)（Xa',Ya'）(Xb',Yb')(Xc',Yc')(Xd',Yd')然后求出最大值和最小值。X1=min(Xa',Xb',Xc',Xd')X2=max(Xa',Xb',Xc',Xd')Y1=min(Ya',Yb',Yc',Yd')Y2=max(Ya',Yb',Yc',Yd')2、校正過(guò)程(2)確定新的圖像的邊界根據(jù)正解變換公式求出原始圖像四個(gè)角點(diǎn)（a,b,c(3)灰度的重采樣糾正后的新圖像的每一個(gè)像元，根據(jù)變換函數(shù)，可以得到它在原始圖像上的位置。如果求得的位置為整數(shù)，則該位置處的像元灰度就是新圖像的灰度值。如果位置不為整數(shù)，則像元灰度值需根據(jù)周?chē)嚵邢裨幕叶却_定，這種方法稱(chēng)為灰度重采樣（這是相對(duì)遙感圖像獲取時(shí)已進(jìn)行過(guò)一次采樣而言）。常用的方法：1)

最近鄰法2)

雙線(xiàn)性?xún)?nèi)插法3）三次卷積法2、校正過(guò)程(3)灰度的重采樣糾正后的新圖像的每一個(gè)像元，根據(jù)變換函數(shù)1)

最近鄰法：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；特點(diǎn)：方法簡(jiǎn)單易用，計(jì)算量小，在幾何位置上精度為0．5像元，但處理后圖像的亮度具有不連續(xù)性，從而影響了精確度。(3)灰度的重采樣1)

最近鄰法：距離實(shí)際位置最近的像元的灰度值作為輸出圖像像2）雙線(xiàn)性法：以實(shí)際位置臨近的4個(gè)像元值，確定輸出像元的灰度值。公式為：

特點(diǎn)：圖像亮度連續(xù)，幾何上較精確，但具有低通濾波的性質(zhì)，使圖像變得模糊。(3)灰度的重采樣2）雙線(xiàn)性法：以實(shí)際位置臨近的4個(gè)像元值，確定輸出像元的灰度3）三次卷積法:

以實(shí)際位置臨近的16個(gè)像元值，確定輸出像元的灰度值。公式為：

(3)灰度的重采樣3）三次卷積法:(3)灰度的重采樣三次卷積內(nèi)插法(更嚴(yán)密的算法)pp2p4p1p3y1y2ypy3y4yx1x2xpx3x4x特點(diǎn)：圖像量度連續(xù)，幾何精度高，較好的保留高頻部分。但計(jì)算量大。(3)灰度的重采樣三次卷積內(nèi)插法(更嚴(yán)密的算法)pp2p4p1p3幾種采樣方法的優(yōu)缺點(diǎn)：1）最近鄰法：計(jì)算簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快但輸出像元的灰度失真較大。2)雙線(xiàn)性插值法和三次卷積法：計(jì)算耗時(shí)多，但輸出像元灰度值的保真度較好。幾種采樣方法的優(yōu)缺點(diǎn)：1）最近鄰法：計(jì)算簡(jiǎn)單，計(jì)算速度快但輸多項(xiàng)式糾正的基本思想：圖像的變性規(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。一般的公式為：

2)直接法

1)間接法

利用有限的控制點(diǎn)的已知坐標(biāo)，解求多項(xiàng)式的系數(shù)，確定變換函數(shù)。然后講各個(gè)像元帶入多項(xiàng)式進(jìn)行計(jì)算，得到糾正后的坐標(biāo)。3、遙感數(shù)字圖像的多項(xiàng)式糾正多項(xiàng)式糾正的基本思想：圖像的變性規(guī)律可以看作是平移、縮放、旋實(shí)際計(jì)算時(shí)常采用二元二次多項(xiàng)式：在這個(gè)方程組中有12個(gè)系數(shù)，需列12個(gè)方程才能解出，因此需要6個(gè)已知的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，即這6個(gè)點(diǎn)的（u，v)與（x，y）均已知，這些已知坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)點(diǎn)稱(chēng)為控制點(diǎn)（GCP）6個(gè)點(diǎn)只是解算方程組的理論最低數(shù)，實(shí)際工作中為提高校正精度需大量增加控制點(diǎn)數(shù)，這時(shí)就有了多余條件，可采用最小二乘法求解。3、遙感數(shù)字圖像的多項(xiàng)式糾正實(shí)際計(jì)算時(shí)常采用二元二次多項(xiàng)式：在這個(gè)方程組中有控制點(diǎn)的選取1）數(shù)目確定控制點(diǎn)數(shù)目的最低限是按未知系數(shù)的多少來(lái)確定的。求二次多項(xiàng)式有12個(gè)系數(shù)，需要12個(gè)方程(6個(gè)控制點(diǎn))。依次類(lèi)推，三次多項(xiàng)式至少需要10個(gè)控制點(diǎn)，n次多項(xiàng)式，控制點(diǎn)的最少數(shù)目為(n+1)(n+2)／2。實(shí)際工作中，在條件允許的情況下，控制點(diǎn)數(shù)的選取都要大于最低數(shù)很多。ENVI:>(degree+1)^23、遙感數(shù)字圖像的多項(xiàng)式糾正控制點(diǎn)的選取1）數(shù)目確定控制點(diǎn)數(shù)目的最低限是按未知系數(shù)的多少2）選取原則控制點(diǎn)的選擇要以配準(zhǔn)對(duì)象為依據(jù)。以地面坐標(biāo)為匹配標(biāo)準(zhǔn)的，叫做地面控制點(diǎn)。有時(shí)也用地圖作地面控制點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)，或用遙感圖像(如用航空像片)作為控制點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。無(wú)論用哪一種坐標(biāo)系，關(guān)鍵在于建立待匹配的兩種坐標(biāo)系的對(duì)應(yīng)點(diǎn)關(guān)系?？刂泣c(diǎn)應(yīng)選取圖像上易分辨且較精細(xì)的特征點(diǎn)，通過(guò)目視方法辨別。道路交叉點(diǎn)、河流彎曲或分叉處、海岸線(xiàn)彎曲處、湖泊邊緣、飛機(jī)場(chǎng)、城廓邊緣等。特征變化大的地區(qū)應(yīng)多選些。圖像邊緣部分一定要選取控制點(diǎn)，以避免外推。盡可能滿(mǎn)幅均勻選取，特征實(shí)在不明顯的大面