遙感傳感器的構(gòu)像方程

遙感圖像的幾何處理1編輯ppt大綱攝影像片像點(diǎn)位移分析遙感影像的幾何變形遙感圖像的幾何處理圖像配準(zhǔn)和數(shù)字鑲嵌遙感傳感器的構(gòu)像方程2編輯ppt編輯ppt6.5遙感傳感器的構(gòu)像方程圖像坐標(biāo)〔x,y〕大地坐標(biāo)〔X，Y，Z〕數(shù)學(xué)關(guān)系共線方程SoA

(X,Y,Z)a(x,y)xyxy遙感圖像的構(gòu)像方程：地物點(diǎn)在圖像上的坐標(biāo)(x,y)和其在地面對應(yīng)點(diǎn)的大地坐標(biāo)(X,Y,Z)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。3編輯ppt編輯ppt常用的坐標(biāo)系統(tǒng)SoAaxyxySyxyxa-fyxz像空間坐標(biāo)系s-xyz

表示像點(diǎn)在像方空間位置的空間直角坐標(biāo)系。xyz原點(diǎn)、軸向、作用(x,y,-f)(x,y,-f)O4編輯ppt編輯ppt常用的坐標(biāo)系統(tǒng)像空間輔助坐標(biāo)系S-XYZ(傳感器坐標(biāo)系)原點(diǎn)、軸向、作用像空間和物空間過渡性的坐標(biāo)系；用于表示模型空間各點(diǎn)的位置，也可表示像點(diǎn)的空間位置。X軸大體上與航線方向或者反方向一致，Y、Z軸分別接近水平和鉛垂。SoAaxyxyxyzXZYXZYXZYXZYM5編輯ppt編輯ppt主要坐標(biāo)系oYZyfS(XS,YS,ZS)p(x,y)xVzU

OXP(X,Y,Z)W

構(gòu)像方程中的坐標(biāo)系

傳感器坐標(biāo)系S-UVW圖像坐標(biāo)系o-xyf地面坐標(biāo)系O-XYZ6編輯ppt編輯ppt遙感圖像通用構(gòu)像方程在地面坐標(biāo)系與傳感器坐標(biāo)系之間建立的轉(zhuǎn)換關(guān)系稱為通用構(gòu)像方程oYZyfS(XS,YS,ZS)p(U,V,W)xVzU

OXP(X,Y,Z)W

7編輯ppt編輯ppt中心投影構(gòu)像方程航攝像片的方位元素：確定攝影時攝影中心、像片與地面三者之間相關(guān)位置關(guān)系的參數(shù)。SoAaxyxyxyz8編輯ppt編輯ppt像片的方位元素確定攝影瞬間像片在地面直角坐標(biāo)系中空間位置和姿態(tài)的參數(shù)soAYXZ像片外方位元素ZsXsYs外方位線元素：描述攝影中心在地面空間直角坐標(biāo)系中的位置(Xs、Ys、Zs)外方位角元素：描述像片在攝影瞬間的空間姿態(tài)9編輯ppt編輯ppt像片的方位元素AXYZ像片外方位角元素XYZN航向傾角

旁向傾角

像片旋角

osxyzOX以Y

軸為主軸的

-

-

轉(zhuǎn)角系統(tǒng)10編輯ppt編輯ppt共線方程推導(dǎo)1、像空間坐標(biāo)與像空間輔助坐標(biāo)的變換2、利用共線條件建立地面坐標(biāo)和像空間輔助坐標(biāo)系的關(guān)系SoAaxyxyxyz11編輯ppt編輯ppt以Y軸為主軸的轉(zhuǎn)角系統(tǒng)的坐標(biāo)變換

aXZSYX

Z

(Y

)12編輯ppt編輯ppt共線條件航攝儀sxyxyzMZYXAao

在理想情況下，攝影瞬間像點(diǎn)、投影中心、物點(diǎn)位于同一條直線上，描述這三點(diǎn)共線的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱之為共線條件方程。13編輯ppt編輯ppt全景攝影機(jī)的構(gòu)像方程OwP′

sXxP(X,Y,Z)像點(diǎn)Pv

tZ曝光縫隙等效畫幅式像片Yu(u)wvs-uvw為傳感器坐標(biāo)系

s-uvw為成像瞬間的

像空間坐標(biāo)系

O-XYZ為地面坐標(biāo)系

14編輯ppt編輯ppt推掃式傳感器的構(gòu)像方程：遙感器坐標(biāo)系：像空間坐標(biāo)系：地面坐標(biāo)系XYZ0

twwvvu(u)P(X,Y,Z)像點(diǎn)p15編輯ppt編輯ppt光機(jī)掃描式傳感器的構(gòu)像方程多中心投影〔每個像元都有投影中心〕；幾何關(guān)系類似于全景投影像片〔f不變〕;對整張圖像來說，難以用有固定參數(shù)的數(shù)學(xué)模型來表達(dá)。應(yīng)用中，除仿照共線條件建立像點(diǎn)與地面點(diǎn)間的關(guān)系式，常用多項(xiàng)式形式來表達(dá)像點(diǎn)與地面點(diǎn)的坐標(biāo)關(guān)系式.16編輯ppt編輯ppt基于多項(xiàng)式的傳感器模型多項(xiàng)式模型回避成像的幾何過程，直接對圖像變形本身進(jìn)行模擬。把遙感圖像的總體變形看作是平移、縮放、旋轉(zhuǎn)、扭曲、偏扭、彎曲以及更高次的根本變形形成。把遙感圖象的總體變形，用一個適當(dāng)?shù)亩囗?xiàng)式來表達(dá)。利用控制點(diǎn)的圖象坐標(biāo)和參考坐標(biāo)系中理論坐標(biāo)按最小二乘原理求解出多項(xiàng)式中的系數(shù)，然后以此多項(xiàng)式對圖像進(jìn)行幾何校正。17編輯ppt編輯ppt基于多項(xiàng)式的傳感器模型n=1時：一次多項(xiàng)式校正:線性變換_平移,縮放,旋轉(zhuǎn)二次多項(xiàng)式校正:非線性變形三次多項(xiàng)式校正:高次非線性變形18編輯ppt編輯ppt基于有理函數(shù)的傳感器模型有理函數(shù)模型(RationalFunctionModel,RFM)是將像點(diǎn)坐標(biāo)表示為以相應(yīng)地面點(diǎn)三維空間坐標(biāo)為自變量的多項(xiàng)式的比值,利用有理函數(shù)逼近二維像平面與三維物空間的對應(yīng)關(guān)系。有理函數(shù)的一般形式如下:其中，(u,v)為像點(diǎn)坐標(biāo);(X,Y,Z)為相應(yīng)地面點(diǎn)三維空間坐標(biāo);aijk,bijk,cijk,dijk

被稱為有理函數(shù)系數(shù)(RationalFunctionCoefficient,RFC)