遙感衛星影像數字糾正方法的技術分析

摘要：隨著科技的不斷發展，許多類型的高分辨遙感衛星不斷出現，為人們提供了更加高速、快捷的圖像與數據信息。本文分析了遙感圖像幾何畸變、幾何校正的原理與方法以及高分二號衛星多光譜影像配準糾正的有關內容，以供參考。

關鍵詞：遙感衛星;影像數字;糾正方法;技術

1遙感圖像幾何畸變

遙感圖像幾何畸變來源有以下幾種：第一，由于我國古代關于地球形態的假設“天圓地方”被否定，隨著現代技術的不斷發展，我們都知道地球是一個中間略鼓、兩端略扁的不規則球體，那么是球體就會受到球體曲率的影響，如果在星下點視場角比較小的情況下，那么這時地球曲率我們可以忽略不計，但是當產生誤差的情況下可以將其近似于航空像片像點位移的原因，從而影響遙感圖形的精確性。第二，由于傳感器幾何形態的不同也會產生一定程度上的畸變，通常傳感器有全影投影、中心投影以及平行投影等多種不同的形式，而形式的不同也會在實際成像的過程中產生差異。第三，因為傳感器方位元素的變化所導致的。第四，地球的自傳速度對于掃描成像會造成一定影響，產生圖像平行錯動，但是瞬時光學成像遙感是不受地球自轉限制的。

2幾何校正的原理與方法

2.1選擇控制點

在遙感圖像和地形圖上分別選擇同名控制點，以建立圖像與地圖之間的投影關系，這些控制點應該選在能明顯定位的地方，如河流交叉點等。同名控制點選取的用途就是利用有限的控制點的已知坐標，解求多項式的系數，確定變換函數。然后將各個像元帶人多項式進行計算，得到糾正后的坐標。

2.2建立整體映射函數

可以根據地面控制點的數量及圖像的幾何畸變性質來進行校正模型的確定，這樣才能對地圖和圖像的空間變換關系進行確認，其中可用的方法有很多，如多項式法、有理函數法等。搖桿影像的數字糾正是利用計算機技術，對圖像中的各個像元進行糾正處理，處理的過程一般包含兩個方面，即像元灰度值重新計算與采樣以及像元坐標交換。

2.2.1進行坐標交換的兩種方法

進行坐標交換必須要在已經確定好原始圖與校正圖之間的坐標關系基礎之上，其主要確定方法有以下兩種：第一，直接法。從原始圖像陣列出發，依次對其中每一個像元分別計算其在輸出（糾正后）圖像的坐標，即：? ? ? ? ? ?式中，x，y為P點原始圖像的行數和列數;X，Y為P在新圖像中的坐標（即地面坐標系），并把P（x，y）的灰度值重新計算后送到P（X，Y）位置上去。第二，間接法：從空白圖像陣列出發，依次計算每個像元P（X，Y）在原始圖像中的位置P（x，y），然后把該點的灰度值計算后返送給P（X，Y）。其糾正公式為：? ? ? ? ? ? ，兩則的區別如圖1所示。

2.2.2遙感圖像的灰度重新采樣內插

為充分保障校正后輸出的圖像中的像元能夠與輸入的未校正圖像進行對應，由此依據具體選用的校正公式來對輸入圖像進行重新排序。通常有雙線性內插法、近鄰法等方法，目前運用最多的就是第二種方法。最近鄰域法具體是運用離投影點最近的像元中的灰度值來進行像元灰度的輸出。

2.3遙感圖像數字糾正方法

在進行糾正的過程中，可采用的函數類型有很多中，如剛才提到過的多項式法、有理函數法等，一般采用最多的就是多項式方法，在此針對高分辨率衛星的糾正中，擁有較高精度的共線方程糾正方法進行討論。在運用共線方程模型的過程中，要對衛星傳感器參數以及星歷參數等數據來對衛星飛行瞬間成像的地面與影像坐標關系進行分析，是一種精確的物理模型，而在正射校正中所運用的物理模型是保障各類衛星影像的嚴格物理模型，但物理模型會根據衛星數據的不同而產生差異。在影響測試角度較大或地區地勢起伏較大的地區，都能在衛星嚴格軌道模型數據的基礎上，參照衛星傳感器參數以及軌道參數等進行較為嚴密的物理模型糾正。

3高分二號衛星多光譜影像配準糾正

影像配準方法主要有自動配準方法和糾正后配準方法，自動配準方法采用區域灰度相關或空間特征匹配同名點自動提取，并采用薄板樣條插值技術實現影像間自動配準;糾正后配準方法主要對經過幾何糾正后的影像進行配準。本試驗通過自動匹配與人工交互編輯相結合的方式，兩個試驗區各匹配控制點150個，通過人工檢查刪除誤差超限控制點，分別保留了141和144個，試驗區1配準中誤差為0.69像素，約合0.55m，試驗區2配準中誤差0.66像素，約合0.53m，配準最大誤差為1.3像素，約合1m，滿足影像融合所需的配準精度要求，結果如表1所示。

4結語

綜上，對遙感衛星影像數字進行糾正有多種方法，但是應根據實際要求選用作為合適的方法有效提升校正的精準性，提升圖像數據的可靠性。

參考文獻：

[1]三維地質建模中的多源數據融合技術與方法[J].吳志春，郭福生，林子瑜，侯曼青，羅建群.吉林大學學報（地球科學版）.2016

[2]高分遙感衛星影像的預處理技術[J].王晨巍，王曉君.電子技術與軟件工程.2016

（作者單位：廣西自然資源信息中心）

作者簡介：劉金屏（1981.12.1），女;廣西田東縣;漢族;本科;助理工程師; 530023。