線性陣列掃描影像的數(shù)字糾正

線性陣列掃描影像的數(shù)字糾正第1頁/共24頁概念理解什么是線性陣列掃描影像?數(shù)字微分糾正的含義及意義在哪里？

由若干條線性陣列掃描影像構(gòu)成像幅，例如法國的SPORT衛(wèi)星得到的衛(wèi)星影像。根據(jù)有關(guān)參數(shù)與數(shù)字地面模型，利用相應(yīng)的構(gòu)象方程式，或按一定的數(shù)學模型用控制點解算，從原始的非正射數(shù)字影像獲取正射影像，將影像化為很多微小的區(qū)域逐一進行數(shù)字處理，最終實現(xiàn)兩個二維影像之間的幾何變換。第2頁/共24頁法國SPORT衛(wèi)星SPORT系列衛(wèi)星：軌道高度832km，軌道傾角98.7°，周期101.4分鐘，重復(fù)周期26天，衛(wèi)星上裝載HRV（HighResolutionVisiblerangeinstruments）推掃式掃描儀。HRV有兩種，一種是全色的，有6000個CCD元件，攝影比例尺為1:80萬，瞬時視場為10mX10m；另一種為多光譜掃描儀，有3X3000個CCD，瞬時視場為20mX20m。第3頁/共24頁

SPOT衛(wèi)星（6000條掃描線組成一幅影像）

xy第3000條掃描Lp飛行方向第4頁/共24頁數(shù)字微分糾正的數(shù)學模型數(shù)字微分糾正與光學微分糾正一樣，是實現(xiàn)兩個二維圖像之間的幾何變換

x=fx(X，Y)；

y=fy(X，Y)X=φx(x，y)；Y=φy(x，y)

反解法正解法

時刻T的構(gòu)象方程第5頁/共24頁幾種典型的糾正方法一、間接法糾正或

Xa2(t)+Yb2(t)+Zc2(t)=A(t)其中第6頁/共24頁按泰勒級數(shù)展開為

第7頁/共24頁對a1（t），b1（t），…用多項式表達求出各元素對應(yīng)的a1(t)，a2(t)，…c3(t)，XS(t)，YS(t)，ZS(t)，然后求出該相應(yīng)像點的y及t，或y及x。第8頁/共24頁將展開的多項式代入原式取至二次項可以看到式子右邊有t二次項，所以要進行迭代運算。第9頁/共24頁t值實際上表達了上圖坐標系中像點p在時刻t的y坐標lp，l0掃描線行數(shù)；μ為掃描線的時間間隔；δ為CCD一個探測像元的寬度。第10頁/共24頁再求像點p的

x坐標

或第11頁/共24頁同理進行多項式展開在影像糾正中，首先要求各元素對應(yīng)的外方位元素，然后才能求出該相應(yīng)像點的y及t，或y及x。第12頁/共24頁各參數(shù)的表示（t的線性函數(shù)）第13頁/共24頁直接法糾正直接法糾正a1(t)，a2(t)，…c3(t)，XS(t)，YS(t)，ZS(t)為像點（x，y）對應(yīng)的外方位元素，可由其行號li計算：第14頁/共24頁直接法糾正

第15頁/共24頁給定高程初始值Z0計算出地面平面坐標近似值（X1，Y1）

用DEM與（X1，Y1）內(nèi)插出高程Z1對應(yīng)的地面點（X，Y，Z，）第16頁/共24頁直接法與間接法相結(jié)合的糾正方案在影像上確定一個規(guī)則格網(wǎng)，間隔按像元的地面分辨率化算后與數(shù)字高程模型DEM的間隔一致，用直接法結(jié)算它們的坐標。這些點在地面上是一個非規(guī)則網(wǎng)點，由他們內(nèi)插出地面規(guī)則格網(wǎng)點對應(yīng)的像坐標，再按間接法進行糾正。過程：1.像片規(guī)則格網(wǎng)點對應(yīng)的地面坐標結(jié)算(x，y)(X，Y，Z)第17頁/共24頁2.地面規(guī)則格網(wǎng)點對應(yīng)的像點坐標的內(nèi)插擬合兩個平面由P11的地面點坐標（X11，Y11），計算其相應(yīng)的像點坐標（x11，y11）。第18頁/共24頁3.各地面元對應(yīng)像素坐標的計算在地面規(guī)則格網(wǎng)點的像坐標已知后，由這些點的坐標經(jīng)雙線性內(nèi)插，可計算每一地面元對應(yīng)的像坐標，經(jīng)過灰度重采樣與賦值，即可完成糾正處理。第19頁/共24頁多項式糾正反解法多項式對于每個控制點，已知其地面坐標Xi，Yi，就可以列出上面方程，其中：第20頁/共24頁對行掃描圖像而言，影像坐標xi，yi和沿航線方向的地面坐標Xi，Yi，Zi之間的近似關(guān)系為正解法多項式：第21頁/共24頁小結(jié)根據(jù)圖像的成像方式確定影像坐標和地面坐標之間的數(shù)學模型根據(jù)所采用的數(shù)學模型確定糾正公式根據(jù)地面控制