04_3几何校正

从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程。也可以说是定 量地确定图像上的像元坐标（图像坐标）与目标物的地理 坐标（地图坐标等）的对应关系（坐标变换式）。
几何位置的确定
映射关系的确定 最小二乘法
像元亮度值的确定——亮度重采样
映射计算每一点的亮度值。由于计算后的（x，y） 多数不在原图的像元中心处，因此必须重新计算 新位置的亮度值。一般来说，新点的亮度值介于 邻点亮度值之间，所以常用内插法计算。
关于几何校正
• 几何变形造成的误差类型 • 几何变形的影响因素
• 几何变形造成的误差类型
– 静态误差 – 动态误差
• 动态误差Hale Waihona Puke Baidu
– 主要是由于在成像过程中地球的旋转所造成的图像变 形误差。
• 静态误差
– 是指在成像过程中，传感器相对于地球表面呈静止状 态时所具有的各种变形误差 – 具体分为内部误差和外部误差
内部误差
由于传感器自身的性能、技术指标偏离标称数值所造成的， 它随传感器的结构不同而异
外部误差
传感器的外方位（位置、姿态）变化、地球曲率、地形 起伏、地球旋转等因素所引起的变形误差等。
遥感图像几何变形的影响因素（一）
传感器成像方式所引起的投影变形
正射投影 中心投影 斜距投影
遥感图像几何变形的影响因素（二）
遥感图像几何变形的影响因素（三）
地球曲率的影响
大气折射的影响 地球自转的影响
几何校正的必要性
对遥感原始图行几何变形改正后，才能对图像信息进行各 种分析，制作满足量测和定位要求的各类地球资源及环境 的遥感专题图。
当应用不同传感方式、不同光谱范围以及不同成像时间的 各种同一地域复合图像数据来进行计算机自动分类、地物 特征的变化临测或其他应用处理时，必须进行图像间的几 何配准，保证各不同图像间的几何一致性。
传感器外方位元素变化的影响
传感器的外方位元素通常指的是传感器成像时的位置和姿 态角，对于侧视雷达而言，还包括其运行速度。当外方位元素 偏离标准位置而出现变动，就会使图像产生变形。这种变形的 影响一般是由地物点影像的坐标误差来表达的。
地球起伏的影响
地球表面的高低变化，将使影像点产生位移。不过，具有 方向投影几何形态（中心投影）的传感器与具有斜距投影几何 形态（侧视雷达）的传感器将有不同的地形起伏像点位移规律， 比如在高差同为正值的情况下，地形起伏在中心投影影像上造 成的像点位移是远离原点向外移动的，而在雷达影像上则是向 内变动的。
几何校正控制点的确定
其最低限是按未知系数的多少来确定的。一次多项式有6 个系数，就需要有6个方程来求解，需3个控制点的3对坐 标值，即6个坐标数。2次多项式有12个系数，需要12个方 程（6个控制点）。依次类推，n次多项式，控制点的最少 数目为(n+1)(n+2)/2。 实际工作表明，选取最少数目的控制点来校正图像，效果 往往不好。在图像边缘处，在地面特征变化大的地区，如 河流拐弯处等，由于没有控制点，而靠计算推出对应点， 会使图像变形。因此，在条件允许的情况下，控制点数的 选取都要大于最低数很多。
通常有三种方法： 最近邻法 双向线性内插法 三次卷积内插法。
图像中两相邻点的距离为1，即行间距△x＝1，列间距△y=1， 取与所计算点(x,y)周围相邻的4个点，比较它们与被计算点的距 离，哪个点距离最近，就取哪个的亮度值作为（x,y）点的亮度 值f（x，y）。设该最近邻点的坐标为（k,l）,
遥感数字影响的几何校正
系统性校正
– 当知道了消除图像几何畸变的理论校正公式时，可把 该式中所含的各项校正参数代入理论校正公式进行校 正。
非系统性校正
-该方法是利用带地面控制点的图像坐标和地图坐标的对 应关系，近似确立所给图像坐标系和应输出图像坐标 系之间的坐标变换式。
遥感数字影像的非系统性校正的目的就是改正原始影像的 几何变形，生成一幅符合某种地图投影或图形表达要求的 新图像。
k=Integer(x+0.5) l=Integer(y+0.5) 几何位置上的精度为0.5像元
双线性插值法
双线性插值法是对最近邻法的一种改进，即用线 性内插方法，根据点的四个相邻点的灰度值，分 别在x和y方向上进行两次插值，计算出的值。
三次卷积内插法
增加邻点来获得最佳插值函数。取与计算点（x，y）周围 相邻的16个点，与双向线性内插类似，可先在某一方向上 内插，每4个值依次内插4次，求出f（x，j-1），f(x,j)， f(x,j+1),f(x,j+2)，再根据这四个计算结果在另一方向上内插， 得到f(x，y）。