第二章數(shù)據(jù)預(yù)處理幾何校正

第二章遙感圖像幾何校正幾何精校正原理：利用地面控制點進(jìn)行的幾何校正，它是用一種數(shù)學(xué)模型來近似描述遙感圖像的幾何畸變過程，利用標(biāo)準(zhǔn)圖像與畸變的遙感圖像之間的一些對應(yīng)點求出這個幾何畸變模型，然后利用些模型進(jìn)行對遙感圖像進(jìn)行幾何畸變的校正。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校正遙感圖像。圖像幾何校正的一般步驟數(shù)據(jù)準(zhǔn)備衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)大地測量成果控制點輸入顯示數(shù)字影像按規(guī)定的格式，利用專業(yè)的程序?qū)⑦b感影像讀入計算機(jī)。3確立校正變換模型多項式法：原理直觀，使用靈活，可以用于各種類型的圖像。遙感圖像的多項式糾正多項式糾正的基本思想：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：

利用有限的控制點的已知坐標(biāo)，解求多項式的系數(shù)，確定變換函數(shù)。然后將各個像元帶入多項式進(jìn)行計算，得到糾正后的坐標(biāo)。當(dāng)n=1時，畸變關(guān)系為線性變換，式子中包含a00、a10、a01b00、b10、b016個未知數(shù)，至少需要3個已知點來建立方程式，解求未知數(shù)。當(dāng)n=2時，畸變關(guān)系式如下，包含12個未知數(shù)，至少需要6個已知點來建立關(guān)系式，解求未知數(shù)。模型系數(shù)的確定：數(shù)量應(yīng)當(dāng)超過多項式系數(shù)的個數(shù)，最少為(n+1)*(n+2)/2個。當(dāng)取得的控制點的個數(shù)超過多項式的系數(shù)個數(shù)時，系數(shù)的確定采用最小二乘法進(jìn)行優(yōu)化，使得到的系數(shù)最佳。5圖像變換像元空間坐標(biāo)變換是按選定的校正函數(shù)把原始的數(shù)字影像逐個變換到輸出影像相應(yīng)的坐標(biāo)上去，變換方法分為直接糾正和間接糾正。所需要做的工作：圖像空間像元位置的變換。圖像像元值的確定直接法糾正：把原始影像的每個像元通過糾正公式變換到新影像的相應(yīng)位置，同時把原始影像上像元灰度值賦予新影像相應(yīng)像元位置上的一種數(shù)字影像變換方法。間接法糾正：指由糾正后新影像的像元位置，通過糾正公式推求其在原始影像中的相應(yīng)位置，并通過重采樣將該位置的灰度值，反送到新影像相應(yīng)像元上的一種數(shù)字影像變換方法。6像元的灰度確定有哪些方法所做的工作：變換后的圖像空間的各像元亮度值的計算。方法：鄰近點插值法（NearestNeighbor)雙線性插值法三次卷積插值法雙三次樣條插值法1．近鄰點插值法距離實際位置最近的像元的灰度值作為輸出圖像像元的灰度值。在待求點的四鄰像素中，將距離這點最近的相鄰像素灰度賦給該待求點。公式為：

Xn=int（XP+0.5）Yn=int（YP+0.5）｛p該方法最簡單，效果尚佳，但校正后的圖像有明顯鋸齒狀，即存在灰度不連續(xù)性。2．雙線性內(nèi)插法

對于(i+u,j+v)有f(i+u,j+v)=[f(i+1,j+v)-f(i,j+v)]u+f(i,j+v)=

該方法要比最近鄰元法復(fù)雜，計算量大。但沒有灰度不連續(xù)性的缺點，結(jié)果令人滿意。它具有低通濾波性質(zhì)，使高頻分量受損，圖像輪廓有一定模糊。3．三次卷積法

該方法利用三次多項式S(x)來逼近理論上的最佳插值函數(shù)sin(x)/x。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：(i-1,j-1)(i-1,j+2)(i+2,j-1)(i+2,j+2)(x,y)u

v其中A=[s(1+v)s(v)s(1-v)s(2-v)]c=[s(1+u)s(u)s(1-u)s(2-u)]T

該算法計算量最大，但內(nèi)插效果最好，精度最高。

待求像素(x,y)的灰度值由其周圍十六個點的灰度值加權(quán)內(nèi)插得到?？赏茖?dǎo)出待求像素的灰度計