幾何校正（數(shù)學名詞）

幾何校正（數(shù)學名詞）

幾何校正 （數(shù)學名詞） 次瀏覽 | 2022.07.02 09:56:04 更新 來源 ：互聯(lián)網(wǎng) 精選百科 本文由作者推薦 幾何校正數(shù)學名詞

遙感成像的時候，由于飛行器的姿態(tài)、高度、速度以及地球自轉等因素的影響，造成圖像相對于地面目標發(fā)生幾何畸變，這種畸變表現(xiàn)為像元相對于地面目標的實際位置發(fā)生擠壓、扭曲、拉伸和偏移等，針對幾何畸變進行的誤差校正就叫幾何校正。幾何校正是遙感中的專業(yè)名詞。一般是指通過一系列的數(shù)學模型來改正和消除遙感影像成像時因攝影材料變形、物鏡畸變、大氣折光、地球曲率、地球自轉、地形起伏等因素導致的原始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)中的表達要求不一致時產(chǎn)生的變形。

中文名

幾何校正

外文名

Geometric correction

定義

消除或改正幾何誤差的過程

分類

幾何粗或精校正

定義

幾何校正是指消除或改正遙感影像幾何誤差的過程。

遙感影像的變形誤差，大體分為兩類：靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差。靜態(tài)誤差是在成像過程中，傳感器相對與地球表面呈靜止狀態(tài)時所具有的各種形變誤差。動態(tài)誤差主要是在成像過程中由于地球旋轉等因素造成的圖像變形誤差。而變形誤差又可分為內部誤差和外部誤差兩類。

①內部畸變。由傳感器自身的性能技術指標偏移標稱數(shù)值所造成的。主要有：

比例尺畸變（a），可通過比例尺系數(shù)計算校正；

歪斜畸變（b），可經(jīng)一次方程式變換加以改正；

中心移動畸變（c），可經(jīng)平行移動改正；

掃描非線性畸變（d），必須獲得每條掃描線校正數(shù)據(jù)才能改正；

輻射狀畸變（e），經(jīng)2次方程式變換即可校正；

正交扭曲畸變（f），經(jīng)3次以上方程式變換才可加以改正；

②外部畸變。是指傳感器在正常工作情況下，由傳感器以外的各種因素所造成的誤差。包括：

由于傳感器外方位元素變化而引起的誤差（g），可用投影變換加以校正；

由目標物引起的畸變，如地形起伏引起的畸變（h），需要逐點校正；

因地球曲率引起的畸變（i），則需經(jīng)2次以上高次方程式變換才能加以改正。

由于大氣折射引起的圖像變形（j），地球自轉的影響等等。

遙感的幾何校正：遙感成像的時候，由于飛行器的姿態(tài)、高度、速度以及地球自轉等因素的影響，造成圖像相對于地面目標發(fā)生幾何畸變，這種畸變表現(xiàn)為象元相對于地面目標的實際位置發(fā)生擠壓、扭曲、拉伸和偏移等，針對幾何畸變進行的誤差校正就叫幾何校正。

校正過程

系統(tǒng)幾何校正的關鍵是建立地球固定坐標系中LOS和未校正圖像平面到校正圖像平面之間的相互轉換關系。校正過程分為四個步驟，如下：[1]

(1)建立地球固定坐標系下的LOS;

(2)LOS投影到大地坐標系級地圖平面;

(3)建立輸入平面到輸出平面之間的相互轉換關系;

(4)尋找輸出平面點在輸入平面中的對應關系;

(5)在整個輸出平面內執(zhí)行重采樣。

校正方法

(1)推求受攝軌道;

(2)推導標稱軌道;

(3)求的傳感器坐標系下任意時刻的標稱LOS單位矢量;

(4)引入相關資糧與文獻，減小偏置;

應用

多光譜、多時相影像配準和遙感影像制圖，必須經(jīng)過上述幾何校正。因人們已習慣于用正射投影地圖，故多數(shù)遙感影像的幾何校正以正射投影為基準進行。某些大比例尺遙感影像專題制圖，可采用不同地圖投影作為幾何校正基準，主要是解決投影變換問題，一些畸變不能完全得到消除。遙感影像的幾何校正可應用光學、電子學或計算機數(shù)字處理技術來實現(xiàn)。

常用的方法有：基于多項式的遙感圖像糾正、基于共線方程的遙感圖像糾正、基于有理函數(shù)的遙感圖像糾正、基于自動配準的小面元微分糾正等。

參考資料