淺析遙感圖像的幾何校正原理及方法
1引言
遙感(Remote Sensing)20世紀60年代發展起來的對地觀測綜合性技術。狹義遙感指從遠距離、高空,以至外層空間的平臺(plantform)上,利用可見光、紅外、微波等遙感器(Remote Sensor), 通過攝影、掃描等各種方式,接收來自地球表層各類地物的電磁波信息,并對這些信息進行加工處理,從而識別地面物質的性質和運動狀態的綜合技術。 遙感已然成為地理數據獲取的重要工具。但是遙感技術的成圖規律決定了遙感圖像不能直接被應用,因為遙感圖像在成像時 , 由于成像投影方式 、傳感器外方位元素變化 、傳感介質的不均勻、地球曲率 、地形起伏 、地球旋轉等因素的影響 , 使得遙感圖像存在一定的幾何變形[2] , 即圖像上的像元在圖像坐標系中的坐標與其在地圖坐標系等參考坐標系統中的坐標之間存在差異 , 其主要表現為位移 、旋轉 、縮放 、仿射 、彎曲和更高階的歪曲[3] 。而且隨著當今遙感技術的飛速發展,人們對遙感數據的需求也多源化,它們可以是來自不同的波段 , 不同的傳感器 , 不同的時間 。這些多源數據在使用時 , 必須具有較高的空間配準精度 。這就需要對原始影像進行高精度的幾何校正 。因此 , 幾何校正是遙感影像應用的一項重要的前期處理工作。
ERDAS IMAGINE 是美國 ERDAS 公司開發的遙感圖像處理系統,它以先進的圖像處理技術友好靈活的用戶界面和操作方式、面向廣闊應用領域的產品模塊、服務于不同層次用戶的模型開發工具以及高度 RS/GIS 集成功能為遙感及相關應用領域的用戶提供內容豐富且功能強大的圖像處理工具,代表了遙感圖像處理系統未來的發展趨勢 (sufer1)[5]。基于此軟件強大的功能性和靈活的操作性,本文采用erdas軟件對海東地區影像圖進行幾何糾正。
2 研究區概況與研究方法
海東地區位于青海省東北部,"海東"以位于青海湖東而得名。地處祁連山支脈大板山南麓和昆侖山系余脈日月山東坡,屬于黃土高原向青藏高原過渡鑲嵌地帶,海拔在1650~2835米之間。境內山巒起伏,溝整縱橫,氣候屬于高原氣候,高寒、干旱、日照時間長,太陽輻射強,晝夜溫差大。年平均氣溫6.9℃,年均降水量為323.6 毫米,總蒸發量為1644毫米。本文采用校正過的2004年的海東地區參考影像對2009年對應影像進行校正。
3 幾何校正的原理與方法
遙感圖像幾何校正包括光學校正和數字糾正。本文主要介紹數字糾正。
數字糾正是通過計算機對圖像每個像元逐個地解析糾正處理完成的,其包括兩方面:一是像元坐標變換;二是像元灰度值重新計算(重采樣)。
(一) 坐標變換的兩種方案
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