浅析遥感图像的几何校正原理及方法_毕业论文.doc

浅析遥感图像的几何校正原理及方法 摘要：几何校正，就是清除遥感图像中的几何变形，是遥感影像应用的一项重要的前期处理工作。本文简单分析了几何校正的原理和基本方法，并以ERDAS软件为例，对青海海东地区遥感影像进行了几何校正，从而直观地表述了遥感图像几何校正的完整过程。结果表明，几何校正的精度受多方面因素影响，最主要的是控制点GCP的选取数量和选取位置。本次校正精度小于0.5个像元,符合要求。 关键词：遥感、ERDAS、几何校正、GCP 引言：遥感20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术。狭义遥感指从远距离、高空，以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等遥感器, 通过摄影、扫描等各种方式，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的综合技术。 遥感已然成为地理数据获取的重要工具。但是遥感技术的成图规律决定了遥感图像不能直接被应用，因为遥感图像在成像时 , 由于成像投影方式 、传感器外方位元素变化 、传感介质的不均匀、地球曲率 、地形起伏 、地球旋转等因素的影响 , 使得遥感图像存在一定的几何变形[2] , 即图像上的像元在图像坐标系中的坐标与其在地图坐标系等参考坐标系统中的坐标之间存在差异 , 其主要表现为位移 、旋转 、缩放 、仿射 、弯曲和更高阶的歪曲[3] 。而且随着当今遥感技术的飞速发展，人们对遥感数据的需求也多源化,它们可以是来自不同的波段 , 不同的传感器 , 不同的时间 。这些多源数据在使用时 , 必须具有较高的空间配准精度 。这就需要对原始影像进行高精度的几何校正 。因此 , 几何校正是遥感影像应用的一项重要的前期处理工作。 ERDAS IMAGINE 是美国 ERDAS 公司开发的遥感图像处理系统，它以先进的图像处理技术友好灵活的用户界面和操作方式、面向广阔应用领域的产品模块、服务于不同层次用户的模型开发工具以及高度 RS/GIS 集成功能为遥感及相关应用领域的用户提供内容丰富且功能强大的图像处理工具，代表了遥感图像处理系统未来的发展趋势 [5]。基于此软件强大的功能性和灵活的操作性，本文采用erdas软件对海东地区影像图进行几何纠正。 2 研究区概况与研究方法 海东地区位于青海省东北部,海东以位于青海湖东而得名。地处祁连山支脉大板山南麓和昆仑山系余脉日月山东坡,属于黄土高原向青藏高原过渡镶嵌地带,海拔在1650~2835米之间。境内山峦起伏,沟整纵横,气候属于高原气候,高寒、干旱、日照时间长,太阳辐射强,昼夜温差大。年平均气温6.9℃,年均降水量为323.6 毫米,总蒸发量为1644毫米。本文采用校正过的2004年的海东地区参考影像对2009年对应影像进行校正。 3 几何校正的原理与方法 遥感图像几何校正包括光学校正和数字纠正。本文主要介绍数字纠正。 数字纠正是通过计算机对图像每个像元逐个地解析纠正处理完成的,其包括两方面,一是像元坐标变换，二是像元灰度值重新计算（重采样）。 (三) 数字图像灰度值的重采样 校正前后图像的分辨率变化、像元点位置相对变化引起输出图像阵列中的同名点灰度值变化,如图3所示 重采样：P’的灰度值取决于周围列阵点上像元的灰度值对其所作的贡献，这就是灰度值重采样. 最近邻法 用距离投影点最近像元灰度值代替输出像元灰度值。 优点：保留大量原始灰度值，没有经过平滑处理，易于区分线性地物；简易省时：适用于专题文件。缺点：锯齿状，不平滑；对线性地物，可能出现不连续。 双线性内插法 优点：平滑，没有锯齿状；与最近邻法相比，空间信息更准确；常用于改变向原大小， 如数据融合。缺点：像元值被平均化，可能导致某些边缘信息丢失。 双三次卷积法 获取与投影点邻近的16个像元灰度值计算输出像元灰度值。 优点：与其他方法相比，均值和标准偏差与原始像元一致；可以锐化图像，平滑噪声。 缺点：数据只可能改变；计算费时。 数字图像几何校正方法有多项式纠正法和共线方程纠正法。现主要介绍多项式纠正法。 多项式纠正法的基本思想：回避成像的空间几何过程，而真接对图像变形的本身进行数学模拟。常用的二元齐次多项式纠正变换方程为 式中，x,y为某像元的原始图像坐标；X,Y为纠正后同名点的地面（或地图）坐示；ai,bi为多项式系（i=0,1,2…）Analysis of remote sensing images of the principles and methods of geometric correction Summary：Geometric correction，Is the clear geometric distortion in remote sensing image，Is an imp