缺少控制点的高分影像区域网平差

偏远山区缺少控制点的高分影像区域网平差

邓仕雄

摘要：常规根据地面控制点采用多项式拟合来对遥感影像进行几何纠正，但该方法限于具有足够且分布均匀的地面控制点的情况下才可获得较好的精度，由于偏远山区有些地方人员根本无法到达或实时定位，因此地面控制点的获取较困难。本文针对偏远山区缺少控制点的情况，提出了基于有理多项式(Rational Polynomial Coefficient,RPC)模型的区域网平差技术，实验证明该方法能够达到高分影像的定位精度。

关键字：控制点;有理多项式;区域网平差

Remote mountainous area lack of control point high score image area net

adjustment

DENG Shi-xiong1

Abstract:According to conventional ground control points of the remote sensing image by polynomial fitting to geometric correction, but this method is limited to have enough and uniform distribution under the condition of ground control points to achieve better accuracy, due to the remote mountain area where some people can not arrive or real-time positioning, so the ground control points for more difficult. Without control points for the remote mountain area, the author of this paper, based on the Rational Polynomial (Rational Polynomial Coefficient, RPC) model of regional net adjustment technology, the experiment proved that the method can achieve high precision of the image. Keywords:The control points;Rational polynomial;Regional net adjustment

1 引言

区域网平差是摄影测量生产中的关键步骤，它是利用少量地面控制点来计算一个测区中所有影像的外方位元素和所有加密点的地面坐标[1]。其优势在于不触及被量测目标即可测定其位置和几何形状，可快速地在大范围同时进行定位测定，以节省野外测量工作量，不受通视调剂限制，区域内部精度均匀，且不受区域大小限制[2]。区域网平差对于高分遥感影像的几何精度的提高有突出贡献，它采用连接点将影像统一到区域网内，这大大减少了控制点个数，实现无控制点的平差[14]。

RPC(rational polynomial coefficients或rapid positioning capability)模型独立于传感器和平台，具有优良的内插特性，如果给出适当数量的控制信息，RPC模型可以获得很高的拟合精度[3,18]。基于RPC模型的区域网平差技术可以提高遥感影像的几何定位精度，对高分遥感影像具有重要意义。

2 算法原理

2.1 RPC模型

RPC模型的实质是有理函数纠正模型[4]，将地面点大地坐标D(Latitude,Longitude,Height)与其对应的像点坐标d(line,sample)用比值多

项式关联起来。为了增强参数求解的稳定性，将地面坐标和影像坐标正则化到-1和1之间。对于一个影像，定义如下比值多项式：

(,,)(,,)(,,)(,,)Num P L H L Y Den P L H L Num P L H s

X Den P L H s ⎧

=

⎪⎪⎪⎨

⎪=⎪⎪⎩

（2-1） 式中，

2212345678923222321011121314151617223

181920(,,)L Den P L H b b L b P b H b LP b LH b PH b L b P b H b PLH b L b LP b LH b L P b P b PH b L H b P H b H =+++++++++++++++++++

2212345678923222321011121314151617223

181920(,,)s Num P L H c c L c P c H c LP c LH c PH c L c P c H c PLH c L c LP c LH c L P c P c PH c L H c P H c H =+++++++++++++++++++ 2212345678923222321011121314151617223

181920(,,)s Den P L H d d L d P d H d LP d LH d PH d L d P d H d PLH d L d LP d LH d L P d P d PH d L H d P H d H =+++++++++++++++++++ 其中，1b 和1d 通常为1，（P,L,H)为正则化的地面坐标，（X,Y)为正则化的影像坐标，

______Latitude LAT OFF

P LAT SCALE

Longitude LONG OFF L LONG SCALE

Height HEIGHT OFF H HEIGHT SCALE

-=

-=

-=

(2-2) ____Sample SAMP OFF X SAMP SCALE Line LINE OFF Y LINE SCALE

-=

-=

(2-3) 这

里LAT_OFF 、LAT_SCALE 、LONG_OFF 、LONG_SCALE 、HEIGHT_OFF 和

HEIGHT_SCALE 为地面坐标的正则化参数。SAMP_OFF 、SAMP_SCALE 、LINE_OFF 和LINE_SCALE 为影像坐标的正则化参数[13]。

22123457892

3

2

2

2

3

2

1011121314151617223

181920(,,)L Num P L H a a L a P a H a LP a PH a L a P a H a PLH a L a LP a LH a L P a P a PH a L H a P H a H =++++++++++++++++++