遥感影像几何精校正实施流程与关键技术探讨

　　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。几何变形是指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的差异,消除这种差异的过程称之为几何校正。几何变形主要表现为位移、旋转、缩放、仿射、弯曲和更高阶的歪曲。利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。校正空间在我国为高斯——克吕格投影空间。

　　1 利用ERDAS IMAGINE软件进行几何精校正的步骤

　　ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的遥感图像处理系统。它的特点是在视窗系统上进行显示和操作处理速度快,功能强大,使用方便。几何校正是它的基本功能之一。

　　ERDAS IMAGINE进行校正的基本步骤是打开文件和几何纠正工具、设置投影方式、选择几何纠正方法、选取地面控制点、构筑转换矩阵、对影像进行重采样、检验纠正精度。

　　2 纠正的准备工作

　　2.1 地形图的准备

　　比例尺的选取是所用地形图的比例尺应大于遥感影像成图的比例尺。对5m及5m以上的影像制图,应采用1∶5万的地形图纠正;对5m以下的影像制图,采用1∶1万的地形图纠正。对于扫描获得的地形图,先要对其进行高精度的分块多项式纠正。

　　2.2 校正图像的准备

　　对待纠正的影像进行必要的增强、合成或融合处理,以有利于控制点的选取。

　　3 几何精纠正流程

　　流程如图1所示

　　4 控制点的选择

　　几何精校正是利用地面控制点(GroundControl Point,以下简称GCP)进行的。它通过GCP数据对原始遥感影像的几何畸变过程进行数学模拟,建立原始影像与大地平面之间的对应关系,然后利用这种对应关系把原始影像中的全部像元重排,实现几何精校正。

　　4.1 GCP 的选择

　　GCP的选择是几何精校正的最重要问题。其选择依据是要均匀分布在整个校正区域、特征要固定而明显、数量要足够。GCP应是在原始影像中均匀分布并能正确识别和定位、在地形图上可精确定位的特征点、特征线(取其中点)。如固定的地形地物交叉点、河流拐弯处或交叉处、小岛、塔、桥梁、机场跑道、铁路、水坝和交叉路口等。其具体数量应根据纠正方法的要求而定。对于卫星影像的纠正,每景应在20～30个。

　　4.2 GCP 的定位

　　GCP的大地坐标可以从大比例尺地形图中直接量测出来。GCP在原始影像中的坐标就是像元行号和像元列号。为了提高GCP的选择速度 ,可以对原始影像进行图像增强等预处理。