基于规划需求的遥感影像正射纠正处理方法探讨

马莉莎

（河北省第三测绘院 河北省石家庄市 050000）

引言

地球是一个特殊的球体，它不是规矩的圆形，所以在实际测量的过程中我们要考虑到地球曲率、地球自传以及卫星姿态等影响因素对于图像产生的几何畸变影响，由此就需要我们采用合适的方式进行几何校正，从而能够消除这些影响因素而导致的图像几何畸变，这样才能够让标准图像或含有特定投影与坐标系统的地图能够符合有关配套要求，并保障其具有的空间参数特性涵盖空间像素坐标的变化与计算，这其中含有遥感图像的处理工作以及数字微分与光学纠正。光学矫正采用的时间比较靠前，该技术能够用于遥感图像的早期处理上，其主要目的就是对框幅式的胶片航空影像进行必要的纠正，但现阶段已经很少使用了。现在很多由动态方式得到的遥感影像能够达到完全纠正的效果，只能保障其近似性，如何提升纠正的精准性这是有关人员应该思考的问题。

1 图像几何校正

几何校正是指由装载遥感装置的遥感平台的运动方式（通常指的飞行姿态）产生的差异性，以及地球曲率与自传等因素而导致的图像几何畸变。如果想要对这种畸变进行校正，有效提升原始图像的精准性，就要将遥感图像投影到一个已经既定好的地理坐标系中，这样才能为校正工作提供基础工作面，之后在采用相应的校正多项式以及共线方程等公式，并在图中计算出地理坐标，从而保障校正的精准性。

正射校正的方法有很多中，但最为重要的两种还是严格物理模型以及通用经验模型。第一种严格物理模型最具有代表性的就是共线方程，但为了保障共线方程的精度，就需要有更多的数据支持，如传感器的轨道参数等；而第二种经验模型在实际应用的过程中就显得比较灵活，只要确保控制点的数量满足需要则可以获得正射影像，但是拥有这些优点的同时，这种方法还存在着很多局限性，其精度常常会受到很多因素的控制与影响。现阶段应用最多的还是基于立体像对的数字摄影测量方法。但在实际工作的过程中，立体像对遥感影像获取成本较高，且技术要求更高，现阶段针对这方面的研究中，对于算法差异的研究较少，不能很好的保障纠正遥感成像的速度与精准度。

2 正射校正的主要算法

2.1 共线方程模型

在摄影测量之中，最为基础的就是共线方程，也是现阶段研究数量最多、使用面最广的几何模型。对于共线方程的校正方法是基于传感器成像时遥感平台的飞行姿势与位置来的计算与模拟之上，对成像瞬间的像方空间与物方空间的关系进行设定，因此，该方法普遍被认为是现代校正方式里精准度最高的。在共线方程中，通常情况下有两种情况，即姿态参数与轨道参数的已知与未知。现阶段对于共线方程的研究主要在计算方位元素的过程中，并针对其中的问题提出了诸多算法，如合并相关项、阻尼最小二乘法，虽然这些方法在研究的过程中很难呈现出满意效果，但却能满足正射校正的诸多要求。

2.2 基于仿射变换的严格几何模型

现阶段，高分辨率遥感影像研究已经成为一个焦点话题，出现了很多服务于高分辨率遥感影像的处理技术，这其中基于仿射变换的几何模型以及有理函数模型就是一种较为突出的代表。

高分辨率卫星传感最主要的特点就是窄视场角与长焦距，通过各种方法我们发现，在这种成像关系中，如果采用共线方程来进行描述，则会加强定向参数之间的关联性，从而对其成像的精准度与稳定性造成很大的影响。

2.3 改进型多项式模型

这种改进型多项式的传感器模型是一种相对较简易的通用成像传感模型，其运行原理较为主观，且计算相对简单，尤其是在地面状况较好，高低起伏不大的情况下，成像的精准度会大大提升。改进多项式模型的基本方法是采用运用影像自身的变形规律对其进行数字模拟，而不是利用成像几何过程。我们可以把这类遥感图像看成是对图像的扭曲、旋转、弯曲以及平移等方式及更高层次的基本变形作用到一起的方式。

2.4 有理函数模型

这种模型是近些年才得到更多有关人员的注意，特别是当IKONOS卫星发射成功之后，对该理论方法的建设与研究提供了强有力的实际保障，对此，国际摄影测量与遥感协会专门成立了有关该项目的研究单位，专门来研究RFM校正的稳定性与精确性等问题。有理函数是指将各类不同的传感几何模型用一种更为广义的方法进行阐述与表达，这种表达方式更为精准，该项技术可适用于各类传感器之上，有着很强的适用性，还能够服务于最新型的航天航空传感器。该技术虽然有着能提升模拟精准度的多种参数，但它也存在一定弊端，即它的模型结算过程比较复杂，在实际操作的过程中会有着庞大的运算，并且对控制点的数量有着相对较高的要求，需要控制点分部位置均匀，否则在实际运行的过程中就会出现问题。

2.5 神经网络校正法

通过数学函数为基础得到的原始畸变图像的校正空间与像方空间的坐标关系是组成神经网络校正法的重要原理。通常情况下我们所得到的遥感图像正射校正函数有着很强的非线性与不确定性，由此想用精确的数学模型进行表达有着一定的难度，而神经网络校正法的主要特点就是能够通过模拟来接近任何非线性复杂对应关系，据此来说，该方法的可行性十分高，但是现阶段该方法缺少系统性的研究。

3 结束语

综上所述，遥感影像正射校正方法是解决现实问题的必要手段，当控制点与已有数据相同的状态下，采用有理函数模型能够得到更为精准的效果；神经网络校正方法虽然自身还存在一定缺陷，但如果我们能够把握好控制点的数量，多测验几次，依然能够得到精准性较高的遥感图像。由此我们在实际操作的过程中要考虑到多种因素的不同而产生的差异，采用科学、适用的算法来确保正射图的制作质量。

[1]李卫国，高飞.基于QuickBird卫星遥感影像的几何纠正方法对比[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2012，35（2）.

[2]李爽，李小娟，孙英君，等.遥感制图中几何纠正精度评价[J].首都师范大学学报：自然科学版，2008，29（6）：89～92.