几 何 畸 1变 2 3内 4涵 5 6与 7 影 响 因 素
几何校正的重要性
为了解决遥感图像与地图投影的匹配问题，其重要性如下：
只有进行校正后，才能对图像信息进行分析，制作满足测量和
定位要求的各类遥感专题图。 在同一地域，应用不同传感器、不同光谱范围及不同成像时间 的各种图像数据进行计算机自动分类、地物特征的变化监测或 其它应用处理时，必须进行图像间的空间配准，保证不同图像 间的几何一致性； 利用遥感图像进行地形图测图或更新时，要求图像具有较高的 地理坐标精度。
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遥感是通过对反映地物电磁波信息的处理分析与解译来进行地
1 2 3 4 5 6 7
遥 感 影 像 处 理
物识别和专题研究的。
理想的遥感图像：能如实、不扭曲地反映地物的辐射能量分布
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几何粗校正：这种校正是针对引起几何畸变的原因进行的，地
几 1何 2 3校 4正 5 6的 7 分 类
面接收站在提供给用户资料前，已按常规处理方案与图像同时
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框幅式成像时，单个外方位元素引起的图像变形
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由于全景相机的像距 保持不变，而物距随 扫描角的增大而增大， 因此出现两侧影像变 形较大的现象，使整 个影像产生全景畸变。
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几 斜距投影变形 何 y R p 2v f 畸 C H 1变 H R 2 cos 3内 H 4涵 y f cos cos 5 6与 在等效中心投影面oy’上的坐标为 7 影 y f tan 响 则斜距投影的变形误差为 因 f 1 dy y y f tan y 1 sin arccos cos 素 y
地形起伏的影响
地形起伏对中 心投影造成的 像点位移是远 离原点向外变 动，在雷达影 像上是向内变 动的。
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地球自转的影响
地球自转对于瞬时光学成像遥感方式没有影响，对于扫描 成像则造成图像平行错动。
YE teV
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传感器成像几何形态带来的畸变
传感器有中心投影，全景投影，斜距投影以及平行投影等 几种成像方式。地形平坦地区的中心投影和垂直投影没有 几何畸变，但对全景投影和斜距投影则产生图像变形。
常把中心投影和平行投影(正射投影)的图像视为基准图像，
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系统性畸变(内部)：是指遥感系统造成的畸变，这种畸变 一般有一定的规律性，并且其大小事先能够预测，例如扫 描镜的结构方式和扫描速度等造成的畸变。
随机性畸变(外部)是指大小不能预测，其出现带有随机性
质的畸变，例如地形起伏造成的随地形而异的几何偏差。
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ΔYE:图像错动量；te：扫描整景图像时间te=L /Rω；
Vφ：纬度为φ时该点地球自转线速度； L：像幅地面长度；R：地球平均半径6378km；
ω：卫星运行平均角速度。
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而全景投影和斜距投影变形规律可以通过与中心投影或正 射投影的影像相比较而获得。因此，航空像片的解译理论 是各种遥感图像的解译基础。
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遥感原理与应用
Remote Sensing Principle and Application
SOUTHWEST
JIAOTONG
UNIVERSITY
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遥 感 原 1理 2 3与 4应 5 6用 7课 程 框 架
影像处理基础
影像几何处理
影像辐射处理
遥感传感器
影像处理 遥 感 系 统 影 像 处 理 遥 感 应 用
确 定 工 作 范 围
选 择 地 面 控 制 点
地球曲率的影响
H r 2 r 3 2f R
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大气折光的影响
r2 r f 1 f 2 rf n n r 其中，rf 0 H n0 nH f
几何畸变：遥感图像上各种地物的几何位置、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，即说明遥感图
像发生了几何畸变。遥感图像的总体变形是平移、缩放、旋转、
偏扭、弯曲及其他变形综合作用的结果。 有两层含义： • 指卫星在运行过程中，由于姿态、地球曲率、地形起伏、地 球旋转、大气折射、以及传感器自身性能所引起的几何位置
传感器外方位元素变化的影响
外方位元素：传感器成像时的位置(Xs、Ys、Zs)和姿 态角(φ、ω、κ) 。6个自由度其中任何一个发生变化，都 会给遥感图像带来不同变形，这种畸变是成像瞬间的综
合影响。不同类型的传感器，外方位元素变化 p y r i g h t © 2 0 1 5, G u o l i n C a i & L i S h e n
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全景投影变形
全景面 ① 地物点P 在全景面上的像点 p y p f 的坐标 ②在中心投影平面上的坐标 yp f tan 等效的中心投影平面 ③则全景变形公式为：
dy y p yp f tan f arctan yp f yp
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几 何 畸 1变 2 3内 4涵 5 6与 7 影 响 因 素
全景投影和斜距投影两种成像方式对同一地物摄
影成像的变形结果：
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几何精校正
几 1何 2 3校 4正 5 6的 7 分 类
几何精校正是以基础数据集作为参照，选取控制点进行几何校
正。此校正不考虑引起畸变的原因。
若基础数据集是图像，该过程叫相对校正，即以一景图像作为 基础，是图像-图像校正。 若以地图为基础校正其他图像，则叫绝对校正，是图像－地图 校正，常用于GIS中。
接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气状态、太阳高 度角对该幅图像几何畸变进行了校正。 几何精校正：利用地面控制点进行的几何校正。它是用一种数 学模型来近似描述遥感图像的几何畸变过程，并利用畸变的遥
感图像与标准地图之间的一些对应点（即控制点数据对）求得
这个几何畸变模型，然后利用此模型进行几何畸变的校正。
地接近原始景物。
在遥感数字图像处理中，为了取得良好的处理效果，所处理的 图像必须经过几何校正（几何粗校正和几何精校正）、辐射校 正以及噪声抑制等处理后，才能根据实际待研究问题的需要进 行诸如图像增强、分类的处理 。
遥感图像的降质主要可以归结为两大类：几何畸变和辐射失真。