遙感數(shù)字圖像的幾何處理(編輯修改稿)
2025-06-19 22:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 6/14 魯東大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院 21 2021/6/14 魯東大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院 22 ? 6)、地球自轉(zhuǎn)的影響 – 在靜態(tài)傳感器 (常規(guī)框幅式攝影機 )成像的情況下，地球自轉(zhuǎn)不會引起圖像變形，因為其幾何整幅圖像是在瞬間一次曝光成像的。 – 地球自轉(zhuǎn)主要是對動態(tài)傳感器的圖像產(chǎn)生變形影響，特別是對衛(wèi)星遙感圖像。 ?以陸地資源衛(wèi)星多光譜掃描儀為例，當(dāng)衛(wèi)星北向南運行的同時，地球表面也在由西向東自轉(zhuǎn)，由于衛(wèi)星圖像每條掃描線的成像時間不同，因而造成掃描線在地面上的投影依次向西平移．最終使得圖像發(fā)生扭曲。圖 4． 8顯示了地球靜止時的圖像(oncba)與地球自轉(zhuǎn)時的圖像 (Mc180。b180。a180。)在地面上投影的情況。由此可見，由于地球自轉(zhuǎn)的影響，產(chǎn)生了圖像底邊中點的坐標(biāo)位移 Δx和 Δy，以及平均航偏角 θ。 2021/6/14 魯東大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院 23 ? 遙感影像中，框幅式影像 (包括美國陸地資源衛(wèi)星的 RBV影像 )屬于純中心投影構(gòu)像．全景影像屬于多中心等焦距圓柱投影，多光譜影像屬于多中心掃描投影， HRV影像屬于多中心推掃掃描投影，合成孔徑側(cè)視雷達屬于多中心斜距投影，由此可見， 中心投影構(gòu)像是遙感影像構(gòu)像的基本原理。 ? 中心投影構(gòu)像的幾何糾正目的是將中心投影影像糾正成正射投影影像。 2021/6/14 魯東大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院 24 ? 一 中心投影構(gòu)像原理 – 中心投影方式成像攝影是按小孔成像原理，在小孔處安裝一個攝影物鏡，在成像處放置感光材料．定時定位啟閉快門．快門開啟瞬間，被攝物體經(jīng)攝影物鏡成像于感光材料上，感光材料受投影光線的光化作用后，經(jīng)攝影處理取得景物的光學(xué)影像，成像的各條光線匯聚于物鏡中心 O(如圖 3． 16)，形成成像的幾何特點，物鏡中心稱為攝影中心。 2021/6/14 魯東大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院 25 ? 已感光的底片經(jīng)攝影處理后得到的是負片，利用負片接觸曬印在相紙上，得到的是正片，負片與正片以攝影中心成幾何對稱 (如圖 )。 ? 在相片解析時，我們就可以將攝影成像縮小成一個模型，模型 o為點光源，其發(fā)出的光按照攝影成像光線的逆方向通過正成像平面投影到模型的承影面，并將模型納入設(shè)定的坐標(biāo)系統(tǒng)中，如圖 3． 17所示。此時，點 O可換用字母 S表示，稱為投影中心 (見圖 3． 17)。由中心投影構(gòu)像原理可以看出成像像片有以下特點 (見圖 3． 18)。 – (1)地物通過攝影中心與其成像點共一條直線。 – (2)投影中心到像平面的距離為物鏡主距 f。 – (3)地面起伏使得各處影像比例尺不同。 – (4)地物由于成像平面傾斜其成像會發(fā)生形變。 – (5)具有高差的物體成像在相片上有投影差。 2021/6/14 魯東大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院 26 地物通過攝影中心與其成像點共一條直線 投影中心到像平面的距離為物鏡主距 f 具有高差的物體成像在相片上有投影差 2021/6/14 魯東大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院 27 ? 考慮到以上特點，在將中心投影影像糾正成正射投影影像時 必須考慮到地面的高程信息 。高程信息的獲取有兩種途徑： – 一是利用已知地面的高程，比加數(shù)字高程模型，通過單片糾正得到正射影像； – 二是建立立體模型，利用形成立體模型的兩張相片的左右視差來解算出地面高程，再通過單片糾正得到正射影像。 – 對于第一種情況，只需要進行單片解析就可以了；對于第二種情況，還需要立體模型的解算。 2021/6/14 魯東大學(xué)地理與規(guī)劃學(xué)院 28 ? 實際工作中所拍攝的相片有傾斜和旋轉(zhuǎn)，因此必須建立物體與相片之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。 ? 二 空間直角變換 – 要 建立物體與相片上相應(yīng)影像的關(guān)系 ， ?首先要確定攝影瞬間 攝影中心與相片 在地面設(shè)定的空間坐標(biāo)系中的位置與姿態(tài)，描述這些位置和姿態(tài)的參數(shù)稱為相片的方位元素。 ? 方位元素包括內(nèi)方位元素和外方位元素 – 內(nèi)方位元素是表示攝影中心與相片之間相關(guān)位置的參
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