章遥感数字几何处理

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1、第五章遥感图像的复原黑龙江工程学院测绘工程系5.2遥感图像的几何变形黑龙江工程学院测绘工程系一、遥感传感器的构像方程一）遥感图像通用构像方程传感器坐标系像点坐标系地面坐标系传感器坐标与像空间坐标系轴相互平行设地面点P在地面坐标系中的坐标为（XYZ）P，P在传感器坐标系中的坐标为（UVW）P，传感器投影中心S在地面坐标系中的坐标为（XYZ）S，传感器的姿态角为（)则通用的构像方程为：式中，A为传感器坐标系相对于地面坐标系的旋转矩阵，是传感器姿态角的函数。A=其中二）中心投影构像方程根据中心投影的特点，图像坐标（x,y,

2、-f）和传感器系统坐标之间有如下关系：其中：为成像比例尺分母，为摄影机主距所以中心投影像片坐标与地面点大地坐标的关系（构像方程）为其正算公式：其反算公式：以上是中心投影的构像方程，下面我们看看多中心投影的构像方程三）　全景摄影机的构像方程全景摄影属于动态扫描摄影，它借助于旋转棱镜或物镜自转等实现地物的全景扫描，全景摄像机的焦面快门的缝隙方向与飞行方向平行，扫描方向与飞行方向垂直，在飞行方向上是中心投影，在扫描方向上是柱面投影。四）推扫式传感器的构像方程在时刻T时像点P的坐标为（0，y,-f）,因此推扫式传感器的构像方

3、程为：或当推扫式传感器沿卫星轨道方向旁向倾斜固定角θ时，当推扫式传感器阵列在其卫星轨道方向内向前或向后倾斜角为θ时五）扫描式传感器的构像方程任意一个像元的构像，等效于中心投影朝旁向旋转了扫描角θ后，以像幅中心成像的几何关系，所以扫描式传感器的构像方程为：二、遥感图像的几何变形原始图像上各地物的几何位置、形状尺寸等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。静态误差和动态误差内部误差和外部误差遥感图像的几何变形：一）传感器成像方式引起的图像变形二）传感器外方位元素变化的影响三）地形起伏引起的像点位移四）地球曲率引起

4、的图像变形五）大气折射引起的图像变形六）地球自转的影响几何变形：原始图像上各地物的特征与在参照系统中的表达不一致时产生的变形传感器的成像方式有中心投影，全景投影，斜距投影，以及平行投影，由于中心投影在垂直摄影和地面平坦的情况下，地面物体与其景物具有相似性，不存在由成像方式造成的图像变形，因此把中心投影的图像作为基准图像来讨论其他方式投影图像的变形规律。一）、传感器成像方式引起的图像变形：1）、全景投影变形：全景投影的影像面不是一个平面，而是一个圆柱面为焦距，为成像角，=57.29570/rad2）、斜距投影变形侧视雷

5、达属于斜距投影变形,地物点P在斜距投影图像上的图像坐标为yp。H为航高,斜距投影图像上的影像坐标为：而地面上P点在等效中心投影图像oy’上的像点P′为：y=变形误差为:传感器外方位元素,是指传感器成像时的位置(XSYSZS)和姿态角().当外方位元素偏离标准位置而出现变动时,就会使图像产生变形.这种变形一般由地物点图像的坐标误差来表达,并可以通过传感器的构像方程推出。二）、传感器外方位元素变化的影响引起的图像变形常规的框幅摄影机的构像方程中，如果竖直摄影的条件下，，则则外方位元素变化引起的像点位移：对于推扫式成像仪，

6、每条影像线x=0，则：对于扫描式的成像仪动态扫描的构像方程都是对应于一个扫描瞬间（扫描线或某一像素）而建立的，变形误差方程式只能表达为该扫描瞬间像幅上的局部变形，整个图像的变形是所有瞬间局部变形的结果。四）、地球曲率引起的图像变形只要把地球表面(把地球表面看成球面)上的点到地球切平面的正射投影距离看做是一种系统的地形起伏，就可以利用前面介绍的像点位移公式来估计地球曲率所引起的像点位移，如图所示。公式：五）、大气折射引起的图像变形电磁波在大气层的传播时的折射率随高度而变化，使得电磁波的传播路径不是直线而是曲线，因而引起

7、像点位移。公式：六）、地球自转的影响当卫星由北向南运行的同时，地球表面由西向东自转，由于卫星图像上扫描线的成像时间不同，因而造成扫描线在地面上的投影依次向西平移，最终使图像发生扭曲遥感图像的几何变形：一）传感器成像方式引起的图像变形二）传感器外方位元素变化的影响三）地形起伏引起的像点位移四）地球曲率引起的图像变形五）大气折射引起的图像变形六）地球自转的影响第六章遥感图像辐射处理§6.1遥感图像的辐射处理一.辐射校正的含义二.辐射误差的来源三.辐射定标四.辐射校正的方法由辐射传输方程可知,传感器接收到的辐射亮度Eλ为K

8、λ为传感器的光谱响应系数；ρλ为地物的波谱反射系数；E0为太阳辐射照度；t(z1,z2)为区段大气层的光学厚度；θ为太阳天顶角；ελ为波谱发射率系数;Wе(λ)为地物同温度黑体的发射通量密度；H为平台高度；bλ为大气辐射所形成的天空辐照亮度。一、.辐射误差的来源1.传感器仪器本身产生的误差2.太阳位置地形起伏引起的辐射误差3.是大气影响引起的辐