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(diǎn)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(duì)應(yīng)點(diǎn)求出這個(gè)幾何畸變模型，然后利用些模型進(jìn)行對(duì)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(cè)量成果控制點(diǎn)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(jì)算機(jī)。3確立校正變換模型多項(xiàng)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(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(diǎn)的已知坐標(biāo)，解求多項(xiàng)式的系數(shù)，確定變換函數(shù)。然后將各個(gè)像元帶入多項(xiàng)式進(jìn)行計(jì)算，得到糾正后的坐標(biāo)。當(dāng)n=1時(shí)，畸變關(guān)系為線性變換，式子中包含a00、a10、a01b00、b10、b016個(gè)未知數(shù)，至少需要3個(gè)已知點(diǎn)來建立方程式，解求未知數(shù)。當(dāng)n=2時(shí)，畸變關(guān)系式如下，包含12個(gè)未知數(shù)，至少需要6個(gè)已知點(diǎn)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(xiàng)式系數(shù)的個(gè)數(shù)，最少為(n+1)*(n+2)/2個(gè)。當(dāng)取得的控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)超過多項(xiàng)式的系數(shù)個(gè)數(shù)時(shí)，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(gè)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(gè)像元通過糾正公式變換到新影像的相應(yīng)位置，同時(shí)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(jì)算。方法：鄰近點(diǎn)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(diǎn)插值法距離實(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。在待求點(diǎn)的四鄰像素中，將距離這點(diǎn)最近的相鄰像素灰度賦給該待求點(diǎn)。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(duì)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(jì)算量大。但沒有灰度不連續(xù)性的缺點(diǎn)，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(xiàng)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(jì)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(gè)點(diǎn)的灰度值加權(quán)內(nèi)插得到?？赏茖?dǎo)出待求像素的灰度計(jì)