遥感卫星影像数字纠正方法的技术分析

摘要：随着科技的不断发展，许多类型的高分辨遥感卫星不断出现，为人们提供了更加高速、快捷的图像与数据信息。本文分析了遥感图像几何畸变、几何校正的原理与方法以及高分二号卫星多光谱影像配准纠正的有关内容，以供参考。

关键词：遥感卫星;影像数字;纠正方法;技术

1遥感图像几何畸变

遥感图像几何畸变来源有以下几种：第一，由于我国古代关于地球形态的假设“天圆地方”被否定，随着现代技术的不断发展，我们都知道地球是一个中间略鼓、两端略扁的不规则球体，那么是球体就会受到球体曲率的影响，如果在星下点视场角比较小的情况下，那么这时地球曲率我们可以忽略不计，但是当产生误差的情况下可以将其近似于航空像片像点位移的原因，从而影响遥感图形的精确性。第二，由于传感器几何形态的不同也会产生一定程度上的畸变，通常传感器有全影投影、中心投影以及平行投影等多种不同的形式，而形式的不同也会在实际成像的过程中产生差异。第三，因为传感器方位元素的变化所导致的。第四，地球的自传速度对于扫描成像会造成一定影响，产生图像平行错动，但是瞬时光学成像遥感是不受地球自转限制的。

2几何校正的原理与方法

2.1选择控制点

在遥感图像和地形图上分别选择同名控制点，以建立图像与地图之间的投影关系，这些控制点应该选在能明显定位的地方，如河流交叉点等。同名控制点选取的用途就是利用有限的控制点的已知坐标，解求多项式的系数，确定变换函数。然后将各个像元带人多项式进行计算，得到纠正后的坐标。

2.2建立整体映射函数

可以根据地面控制点的数量及图像的几何畸变性质来进行校正模型的确定，这样才能对地图和图像的空间变换关系进行确认，其中可用的方法有很多，如多项式法、有理函数法等。摇杆影像的数字纠正是利用计算机技术，对图像中的各个像元进行纠正处理，处理的过程一般包含两个方面，即像元灰度值重新计算与采样以及像元坐标交换。

2.2.1进行坐标交换的两种方法

进行坐标交换必须要在已经确定好原始图与校正图之间的坐标关系基础之上，其主要确定方法有以下两种：第一，直接法。从原始图像阵列出发，依次对其中每一个像元分别计算其在输出（纠正后）图像的坐标，即：           式中，x，y为P点原始图像的行数和列数;X，Y为P在新图像中的坐标（即地面坐标系），并把P（x，y）的灰度值重新计算后送到P（X，Y）位置上去。第二，间接法：从空白图像阵列出发，依次计算每个像元P（X，Y）在原始图像中的位置P（x，y），然后把该点的灰度值计算后返送给P（X，Y）。其纠正公式为：            ，两则的区别如图1所示。

2.2.2遥感图像的灰度重新采样内插

为充分保障校正后输出的图像中的像元能够与输入的未校正图像进行对应，由此依据具体选用的校正公式來对输入图像进行重新排序。通常有双线性内插法、近邻法等方法，目前运用最多的就是第二种方法。最近邻域法具体是运用离投影点最近的像元中的灰度值来进行像元灰度的输出。

2.3遥感图像数字纠正方法

在进行纠正的过程中，可采用的函数类型有很多中，如刚才提到过的多项式法、有理函数法等，一般采用最多的就是多项式方法，在此针对高分辨率卫星的纠正中，拥有较高精度的共线方程纠正方法进行讨论。在运用共线方程模型的过程中，要对卫星传感器参数以及星历参数等数据来对卫星飞行瞬间成像的地面与影像坐标关系进行分析，是一种精确的物理模型，而在正射校正中所运用的物理模型是保障各类卫星影像的严格物理模型，但物理模型会根据卫星数据的不同而产生差异。在影响测试角度较大或地区地势起伏较大的地区，都能在卫星严格轨道模型数据的基础上，参照卫星传感器参数以及轨道参数等进行较为严密的物理模型纠正。

3高分二号卫星多光谱影像配准纠正

影像配准方法主要有自动配准方法和纠正后配准方法，自动配准方法采用区域灰度相关或空间特征匹配同名点自动提取，并采用薄板样条插值技术实现影像间自动配准;纠正后配准方法主要对经过几何纠正后的影像进行配准。本试验通过自动匹配与人工交互编辑相结合的方式，两个试验区各匹配控制点150个，通过人工检查删除误差超限控制点，分别保留了141和144个，试验区1配准中误差为0.69像素，约合0.55m，试验区2配准中误差0.66像素，约合0.53m，配准最大误差为1.3像素，约合1m，满足影像融合所需的配准精度要求，结果如表1所示。

4结语

综上，对遥感卫星影像数字进行纠正有多种方法，但是应根据实际要求选用作为合适的方法有效提升校正的精准性，提升图像数据的可靠性。

参考文献：

[1]三维地质建模中的多源数据融合技术与方法[J].吴志春，郭福生，林子瑜，侯曼青，罗建群.吉林大学学报（地球科学版）.2016

[2]高分遥感卫星影像的预处理技术[J].王晨巍，王晓君.电子技术与软件工程.2016

（作者单位：广西自然资源信息中心）

作者简介：刘金屏（1981.12.1），女;广西田东县;汉族;本科;助理工程师; 530023。