遙感圖像校正

《遙感原理與制圖》遙感圖像校正主講人：王冬梅黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院目錄CONTENTS遙感圖像輻射校正對遙感圖像輻射誤差進(jìn)行校正。遙感圖像幾何校正對遙感圖像幾何畸變進(jìn)行校正。0102遙感圖像輻射校正對遙感圖像輻射誤差進(jìn)行校正。0101.遙感圖像輻射校正（1）輻射校正的定義

利用傳感器觀測目標(biāo)的反射或輻射能量時(shí)，由于太陽位置和角度條件、薄霧等大氣條件所引起的失真，傳感器得到的測量值與目標(biāo)的光譜反射率或光譜輻射亮度等物理量是不一致的，為了正確評價(jià)目標(biāo)的反射或輻射特性，消除圖像數(shù)據(jù)中依附在輻射亮度中的各種失真的過程稱為輻射校正。遙感圖像校正01.遙感圖像輻射校正（2）輻射誤差產(chǎn)生的原因遙感圖像校正大氣對電磁波輻射的散射和吸收；太陽高度與傳感器觀察角的變化；地形起伏引起的輻射強(qiáng)度變化；傳感器探測系統(tǒng)的性能差異，影像處理，如攝影處理等。01.遙感圖像輻射校正（3）遙感圖像輻射校正方法式傳感器輻射校正。通常采用內(nèi)部校準(zhǔn)光源和校準(zhǔn)，如陸地衛(wèi)星多光譜掃描儀的輻射校正；影像輻射畸變校正。常采用物理或數(shù)學(xué)（校正曲線或各種算法）方法，如空間濾波、平滑化，校正各種灰度失真及疵點(diǎn)、灰點(diǎn)、條紋、信號缺失等分布在整個(gè)影像上的離散形式的輻射誤差。其中大氣影響的校正還可通過實(shí)測反射輻射通量和影像密度，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析來進(jìn)行校正。遙感圖像校正遙感圖像幾何校正對遙感圖像幾何畸變進(jìn)行校正。0202.遙感圖像幾何校正（1）遙感圖像的幾何畸變

遙感信息來源于自然界，地球表面的任何事物，本身有著一定的空間分布特征，但經(jīng)過遙感手段后，這些信息的空間分布被部分歪曲了。遙感圖像的幾何畸變又稱幾何變形，是指圖像像元在圖像中的坐標(biāo)與其在地圖坐標(biāo)系等參考系統(tǒng)中的坐標(biāo)之間的差異。遙感圖像校正02.遙感圖像幾何校正（2）幾何校正的定義遙感圖像校正

圖像的幾何校正是指從具有幾何畸變的圖像中消除畸變的過程。也可以說是定量地確定圖像上的像元坐標(biāo)（圖像坐標(biāo)）與目標(biāo)物的地理坐標(biāo)（地圖坐標(biāo)等）的對應(yīng)關(guān)系（坐標(biāo)變換式）。即把數(shù)據(jù)投影到平面上，使之符合投影系統(tǒng)的過程。02.遙感圖像幾何校正

（3）幾何校正的基本思路

校正前的圖像看起來是由行列整齊的等間距像元點(diǎn)組成的，但實(shí)際上，由于某種幾何畸變，圖像中像元點(diǎn)間所對應(yīng)的地面距離并不相等。遙感圖像校正a.校正前b.校正后02.遙感圖像幾何校正

（3）幾何校正的基本思路遙感圖像校正

校正后的圖像是由等間距的格網(wǎng)點(diǎn)組成的，且以地面為標(biāo)準(zhǔn)，符合某種投影的均勻分布，圖像中格網(wǎng)的交點(diǎn)可以看成像元的中心。a.校正前b.校正后最終目的：確定校正后圖像的行列數(shù)值，然后找到新圖像中每一像元的亮度值。02.遙感圖像幾何校正（4）幾何校正的一般步驟遙感圖像校正02.遙感圖像幾何校正（5）控制點(diǎn)的選取

幾何校正的第一步便是位置計(jì)算，首先是對所選的二元多項(xiàng)式求系數(shù)。這時(shí)必須已知一組控制點(diǎn)坐標(biāo)。1）數(shù)目確定

按未知系數(shù)的多少來確定的。一次多項(xiàng)式遙感圖像校正

有6個(gè)系數(shù)，就需要有6個(gè)方程來求解，需3個(gè)控制點(diǎn)的3對坐標(biāo)值，即6個(gè)坐標(biāo)數(shù)。控制點(diǎn)個(gè)數(shù)通式：n為多項(xiàng)式的次數(shù)02.遙感圖像幾何校正（5）控制點(diǎn)的選取遙感圖像校正

2）選取原則

控制點(diǎn)又稱同名點(diǎn)，即在圖像上與實(shí)地或其他圖件相對應(yīng)的點(diǎn)。原則上，地面控制點(diǎn)應(yīng)該均勻分散在整個(gè)影像上，特別是影像邊緣部分，如果許多控制點(diǎn)集中在影像的很小區(qū)域，那么我們得到的幾何校正的信息就很有限，因此一方面要使控制點(diǎn)的覆蓋范圍足夠分散，另一方面又要處理在有些范圍中很難準(zhǔn)確定位控制點(diǎn)的問題。02.遙感圖像幾何校正（5）控制點(diǎn)的選取

2）選取原則一般來說，控制點(diǎn)應(yīng)選取圖像上易分辨且較精細(xì)的特征點(diǎn)。如道路交叉口、河流彎曲或分叉處，海岸線彎曲處、湖泊邊緣、飛機(jī)場、城郭邊緣等。特征變化大的地區(qū)應(yīng)多選些，此外，盡可能滿幅均勻選取，特征實(shí)在不明顯的大面積區(qū)域（如沙漠），可用求延長線交點(diǎn)的辦法來彌補(bǔ)，但應(yīng)盡可能避免這樣做，以避免造成人為的誤差。遙感圖像校正02.遙感圖像幾何校正（6）幾何校正的重采樣方法遙感圖像校正常用方法：l）對輸入圖像的各個(gè)像元在變換后的輸出圖像坐標(biāo)系上的相應(yīng)位置進(jìn)行計(jì)算，把各個(gè)像元的數(shù)據(jù)投影到該位置上。2）對輸出圖像的各個(gè)像元在輸入圖像坐標(biāo)系的相應(yīng)位置進(jìn)行逆運(yùn)算，求出該位置上的像元數(shù)據(jù)。02.遙感圖像幾何校正（7）幾何校正的主要內(nèi)插方法遙感圖像校正l）最鄰近內(nèi)插法（NN：nearestneighbor）：

以距內(nèi)插點(diǎn)最近的觀測點(diǎn)的像元值為所求的像元值。

缺點(diǎn)：最大可產(chǎn)生1／2像元的位置誤差。優(yōu)點(diǎn)：不破壞原來的像元值，處理速度快。02.遙感圖像幾何校正（7）幾何校正的主要內(nèi)插方法遙感圖像校正2）雙線性內(nèi)插法（BL：bi-linear）：使用內(nèi)插點(diǎn)周圍的4個(gè)觀測點(diǎn)的像元值，對所求的像元值進(jìn)行線性內(nèi)插。缺點(diǎn)：破壞了原來的數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：具有平均化的濾波效果。02.遙感圖像幾何校正（7）幾何校正的主要內(nèi)插方法遙感圖像校正3）3次卷積內(nèi)插法（CC：cubicconvolution）：

使用內(nèi)