遥感以及试卷

第5章

遥感图像的几何处理5.2遥感图像的几何变形5.2遥感图像的几何变形遥感图像的几何变形是指图像上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对应坐标之间的差异。大学遥感信息其大学遥感信息其大学遥感信息其5.2遥感图像的几何变形遥感图像的变形误差可分为静态误差和动态误差两大类。静态误差：传感器相对于地球表面呈静止状态时所具有的各种变形误差。动态误差：由于地球的旋转等因素所造成的图像变形误差。大学遥感信息其大学遥感信息其5.2遥感图像的几何变形变形误差又可分为 误差和外部误差两类。误差：由于传感器自身的性能技术指标偏移标称数值所造成的。外部变形：在传感器本身处在正常工作的条件下，由传感器以外的各种因素所造成的误差。1

传感器成像方式引起的图像变形全景投影变形与变形公式pd

y'

y

f

(

tan

)y

p

p大学遥感信息其全景投影变形图形大学遥感信息其1.传感器成像方式引起的图像变形斜距投影变形与变形公式d

y

y'

f

(sec

tan

)ppy大学遥感信息其图像斜距变形大学遥感信息其2.传感器外方位元素变化的影响传感器外方位元素是指传感器成像时的位置(XS

YS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。ZS)和姿态角

(,,

)。大学遥感信息其像点位移公式xs

s)]d

(xy

/

f

)d

yddx

(

f

/

H)dXs

(x

/

H

)dZs

[

f

(1/

fdy

(

f

/

H)dY

(y

/

H)dZ

(xy

/

f

)d

[

f

(1

y2

/

f

2)]d

xd

22大学遥感信息其2.传感器外方位元素变化的影响大学遥感信息其大学遥感信息其一条图像线与中心投影相同，但x=0，推扫式成像仪的像点位移公式：yHdYs

dy

HfH)dwdZs

f

(1y2f

2dx

f

dXs

fd

ydk不同的行，其外方位元素是不同的，随时间变化，因而产生很复杂的动态变形。推扫式成像仪图像大学遥感信息其外方位元素对图像的影响为x→0,y=tgθ*f时的误差方程式，得到像点位移公式。dx

dxcos

dy

dycos2

扫描式成像仪图像式中:θ为对应于某像点的扫描角。dy

(

f

/

H

)

cos

dYs

(

f

/

H

)

sin

cosdZs

fddx

(

f

/

H

)

cosdXs

f

cosd

f

sin

dk2扫描式成像仪图像像点位移公式大学遥感信息其2.传感器外方位元素变化的影响大学遥感信息其2.传感器外方位元素变化的影响真实孔径侧视姿态变化的影响d

d

dkd

0dk

0大学遥感信息其中心投影：投影误差是由地面起伏引起的像点位移，当地形有起伏时，对于高于或低于某一基准面的地面点，其在像片上的像点与其在基准面上垂直投影点在像片上的构像点之间有直线位移。垂直成像时地形起伏的影响3.

地形起伏引起的像点位移大学遥感信息其对中心投影，在垂直摄影的条件下，地形起伏引起的像点位移为：h

r*

h

/HhHHyx

hhx

hy

在像片坐标系中，在x、y两个方向上的分量为：3.地形起伏引起的像点位移大学遥感信息其对于推扫式成像仪，由于x=0，所以＝０，而在y上方有：hy

y

*

h/H即投影差只发生在y方向（扫描方向）。3.地形起伏引起的像点位移大学遥感信息其对于逐点扫描仪成像，因地形起伏引起的图像变形发生在y方向，得到地形起伏引起的逐点扫描仪图像的投影差公式：H

Hhy

hx

0cos2

y

/

H

cos2h

ftg

cos2h

f

sin

cos

hhy

03.地形起伏引起的像点位移汉大学遥感信息其大学遥感信息其0pP

R

R2

h2

2HhδhδhPΔhP0S侧视

成像高差产生的投影差亦与中心投影图像投影差位移的方向相反，位移量也不同

。投影差h

Rp

Rp3.地形起伏引起的像点位移由于所以取当△h>0时，也大于0为正值，反之为负值。投影差改正时用加法：

h

Rpp

2Hh

h2R2

h

Rp

Rp

hRp0大学遥感信息其地球曲率引起的像点位移与地形起伏引起的像点位移类似。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作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。关键要求得Δh。4.地球曲率引起的图像变形大学遥感信息其地球曲率的影响大学遥感信息其根据圆的直径与弦线交割线的数学关系可得：

h)h

(2R0D2因为上式可简化为h

2R0.h

D2

/

2R0地球曲率的影响大学遥感信息其地球曲率对中心投影图像的影响有：

y

fh

hx

hx

2

22

1y

hy

2R

D

y

2R01

D

x2

H

2

x2

其中：Dx

Xp

Xs

Dy

YP

-

YS,

H

-(ZP

-

ZS)地球曲率对多光谱扫描仪图像的影响有：22tg

y

()f2)'//2R0Hf

2H

2hx

0hx

y2

/(

R0其中：y是等效中心投影图像坐标，y¹为全景图像坐标。地球曲率对侧视 图像的影响有：202222(tg

)

H

f

y

2R0

2R

H

hyhx

0地球曲率的影响大学遥感信息其大气层不是一个均匀的

介质，它的密度是随离

地面高度的增加而递减，因此电磁波在大气层中时的折射率也随高度而变化，使得电磁波的路径不是一条直线而变成了曲线，从而引起像点的位移，这种像点位移就是大气层折射的影响。5.大气折射引起的图像变形大学遥感信息其在常规框幅摄影机成像的情况下，整幅图像是在瞬间一次成像，地球自转不会引起图像变形。地球自转主要是对动态传感器的图像产生变形影响，特别是对遥感图像。当由北向南运行的同时，地球表面也在由西向东自转，由于图像每条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，最终使得图像发生。6.

地球自转的影响大学遥感信息其地球自转的影响地球自转的影响大学遥感信息其图像底边中点的坐标位移△x和△y，以及平均航偏角θ