各单个外方位元素引起的图像变形
•dXs、dYs、dZs 、 dκ ——线性变化 •dφ、dω——非线性变形
外方位元素引起的动态扫描图像的变形
（三）地形起伏引起的像点位移
•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。
（四）地球曲率引起的图像变形
•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。
•在考虑遥感影像的图像变形时，地球曲率引 起的像点位移一般是不能忽略的。当利用共 线方程进行几何校正时，由于已知控制点的 大地坐标是以平面作为水准面的，而地球是 个椭球体，所以需按上述方法对像点坐标进 行改正，以解决两者之间的差异，使改正后 的像点位置，投影中心和地面控制点坐标之 间满足共线关系。
•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。 •内部误差：由于传感器自身的性能技术指标偏移标 称数值所造成的。 •外部变形误差：由传感器以外的各种因素所造成的 误差，如传感器的外方位元素变化，传感器介质不 均匀，地球曲率，地形起伏以及地球旋转等因素引 起的变形误差。
投影方式：中心投影、全景投影、斜距投影、平行投影
点中心投影（多中心投影，光机扫描） 中心投影 线中心投影（行中心投影，线阵CCD） 面中心投影（中心投影，画幅式相机）
讨论其它方式投影图像常以平坦地区，垂直摄影的 中心投影像片为标准。
全景投影变形dy y源自p y p f tg 遥感图像通用构像方程
•遥感图像的构像方程是指地物点在图像上的图像坐标 (x，y)和其在地面对应点的大地坐标(X、Y、Z)之间 的数学关系。根据摄影测量原理，这两个对应点和传 感器成像中心成共线关系，可以用共线方程来表示。 •这个数学关系是对任何类型传感器成像进行几何纠正 和对某些参量进行误差分析的基础。
构像方程中的坐标系
通用构像方程
•在地面坐标系与传感器坐标系之间建立 的转换关系称为通用构像方程
•中心投影构像方程 •全景摄影机的构像方程 •推扫式传感器的构像方程
•扫描式传感器的构像方程
•侧视雷达图像的构像方程
RS Image Geometric Distortion
遥感图像的几何变形
•遥感图像成图时，由于各种因素的影响，图像本身的 几何形状与其对应的地物形状往往是不一致的。 几何变形：原始图像上各地物的几何位置、形状、尺 寸、方位等特征与在参照系统中的表达要 求不一致时产生的形变。 研究遥感图像几何变形的前提是必须确定一个图像投 影的参照系统，即地图投影系统。
斜距投影变形
1 dy y p y f y tg p cos
（二）外方位元素变化引起的图像变形
•传感器的外方位元素，是指传感器成像时的位 臵（Xs,Ys,Zs）和姿态角（φ,ω, κ） •考虑到在竖直摄影条件下 , φ= ω=κ≈ 0
•外方位元素变化所产生的像点位移
遥感技术与应用
遥感技术与应用
第五讲遥感图像的几何处理
•遥感传感器的构像方程 •遥感图像的几何变形 •遥感图像的几何处理 •图像间的自动配准和数字镶嵌
遥感传感器的构像方程
•遥感图像通用构像方程 •中心投影构像方程 •全景摄影机的构像方程 •推扫式传感器的构像方程 •扫描式传感器的构像方程 •侧视雷达图像的构像方程
静态变形 (static distortion)
焦距变动 像主点偏移 镜头畸变 内部误差 不同波段相同扫描线成像时差 棱镜旋转速度不均匀 扫描线的非直线性或非平行性 采样的时间误差 扫描仪 摄影相机
静态变形 (static distortion)
外方位元素变化 传感介质的不均匀 外部误差 地形起伏
地球曲率
地球旋转
动态变形 (dynamic distortion)
扫描行首末点成像的时间差
每幅首末行（扫描行）的时间差
主要变形
（一）传感器成像方式引起的变形 （二）外方位元素引起的变形
（三）地形起伏引起的变形
（四）地球曲率引起的变形
（五）大气折射引起的变形
（六）地球自转引起的变形
（一）传感器成像方式引起的变形
（六）地球自转引起的图像变形
地球自转的影响
•在常规框幅摄影机成像的情况下，地球自转不会 引起图像变形，因为其整幅图像是在瞬间一次曝 光成像的。 •地球自转主要是对动态传感器的图像产生变形影 响，特别是对卫星遥感图像。当卫星由北向南运 行的同时，地球表面也在由西向东自转，由于卫 星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 像发生扭曲。
（五）大气折射引起的图像变形
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 传播时的折射率也随高 度而变化，使得电磁波 的传播路径不是一条直 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。
•大气折射对框幅式像片上像点位移的影响在量 级上要比地球曲率的影响小得多 •对侧视雷达图像，大气折射的影响体现在两方 向。第一是大气折射率的变化使得电磁波的传播 路径改变；第二是电磁波的传播速度减慢，而改 变了电磁波传播时间。 •大气折射引起的路程变化的影响极小，可忽略 不计。而时间变化的影响，不能忽略，需加以改 正。