中国使用的地球椭球体
3）1975年I.U.G.G推荐椭球(国际大地测量协会1975) 西安80坐标系基准椭球
a=6378140m b=6356755.2881575m α=0.0033528131778
4）WGS-84椭球(GPS全球定位系统椭球、17届国际大地测 量协会) WGS-84 GPS 基准椭球 a=6378137m b=6356752.3142451m α=0.00335281006247
2）我国1：100万地形图采用了Lambert投影，其分幅原则 与国际地理学会规定的全球统一使用的国际百万分之 一地图投影保持一致；
3）我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也多 采用Lambert投影（正轴等角割圆锥投影）和属于同一 投影系统的Albers投影；
4）Lambert投影中，地球表面上两点间的最短距离表现为 近于直线，这有利于空间分析和信息量度的正确实施。
1）6度带是从0o子午线起，自西向东每隔经差6为一投 影带，全球分为60带，带号用自然序数1，2， 3，…60表示。即以东经0-6为第1带，其中央经线 为3E，其余类推。 2） 3度带，是从东经1度30分的经线开始，每隔3度为 一带，全球划分为120个投影带。
中央经线与带号的关系
• 六度带当地中央经线经度 = 来自°* 当地带号 - 3° 适用于1:5万，1:2.5万地形图 • 三度带当地中央经线经度 = 3°* 当地带号 适用于1:1万地形图
1）X坐标值在赤道以北为正，以南为负；Y坐标值在中 央经线以东为正，以西为负。我国在北半球，X坐标 皆为正值。Y坐标在中央经线以西为负值，为此将各 带的坐标纵轴西移500公里，即将所有Y值都加500公 里。 2）由于采用了分带方法，各带的投影完全相同，某一 坐标值（x，y），在每一投影带中均有一个，在全球 则有60个同样的坐标值。 因此，在Y值前，需冠以带号，这样的坐标称为通用 坐标。
高斯—克吕格投影
高斯投影是一种横轴等角切椭圆柱投影，其条件为： 1）中央经线和地球赤道投影成为直线且为投影的对 称轴； 2）等角投影； 3）中央经线上没有长度变形。
通用横轴墨卡托投影(Universal Transverse Mercator
Projection)
UTM投影与高斯—克吕格投影的异同，
（1）、卫星姿态引起的图像变形
位移变化
速度变化
高度变化
(dα)
侧翻变化
俯仰变化
(dω )
(dκ )
偏航变化
（2）、地形起伏的影响
由于高差的 原因，实际像点P距 像幅中心的距离相对 于理想像点P0距像幅 中心的距离移动了 △r。
高差引起的像点位移
（3）地球表面曲率的影响 地球曲率引起的像点位移类似于地形起伏引起 的像点位移。Δh看作是一种系统的地形起伏， 就可以利用像点位移公式来估计地球曲率所引 起的像点位移。 地球曲率的变形图示
投影的椭球体
• 地球是一个表面很复杂的球体，人们以假想的平均静 止的海水面形成的“大地体”为参照，推求出近似的 椭球体，理论和实践证明，该椭球体近似一个以地球 短轴为轴的椭园而旋转的椭球面，这个椭球面可用数 学公式表达。 • 世界上应用的椭球体很多，其中在ENVI软件中提供了 35种的椭球体 • 由于不同的地方，变形规律的特点，因此根据自己国 家的具体位置和采用的投影选择适合自己的椭球体。 例如我国。
中国地形图分幅与编号－旧标准（续2）
• 1：10万图的基础上 • 每经差15′纬差10′分成四幅1：5万地形图，编为A、B、 C、D，如 J-50-1-A • 1：5万图上每经差7′30″纬差5′分成四幅1：2.5万，编为 1、2、3、4，如 J-50-1-A-1 • 1：10万图上每经差3′45″纬差2′30″分成64幅1：1万地形 图，编为(1)、...(64)，如 J-50-1-(1) • 1：1万图上每经差1′52″纬差1′15″分成四幅1：5000地形 图，编为a、b、c、d，如 J-50-1-(1)-a
1、遥感影像变形的原因
1）遥感平台位置和运动状态变化的影响： 航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。 • 由于传感器自身的性能技术指标偏移标称数值 所造成的。 2）地形起伏的影响：产生像点位移。 3）地球表面曲率的影响：像点位置的移动 4）大气折射的影响：产生像点位移。 5）地球自转的影响：产生影像偏离。
• 大地投影制图的种类 1）以投影面划分为：圆锥投影、圆柱投影、方位投影（投 影面是平面） 2）以投影面与地球的关系划分为：正切，横切，斜切，正 割，横割，斜割等 各国投影制图种类选择取决于该国地理的具体位置以及 幅员大小，形状特点等，以制图投影误差最小为原则。
正轴切圆锥投影
正轴割圆锥投影
横轴切圆锥投影
地面点的坐标系统
高程系 大地坐标系/地理坐标系
首子午线
经线
地理坐标系 统示意图
——— 我国的大地坐标系 1954年北京坐标系 1980年国家大地坐标系（陕西泾阳县永乐镇为大地坐标原点）
我国常用坐标系如表：
椭球体描述 大地坐标系 赤道半径（米） 6 378 245 椭圆扁率
1954年北京坐标系 1980年国家大地坐 标系
◆ 最近邻法计算量最小，但处理后的图像的亮 度具有不连续性，线性地物易产生锯齿状。 ◆ 双线性内插法的精度和计算量适中，并带有 低通滤波（平滑）的效果，细节信息丢失， 边缘受到一定的平滑作用。 ◆ 三次卷积法内插精度高且带有边缘增强的效 果，缺点是运算量大。
几何校正实例
一幅遥感数据拿到手后，首先要做的常常是赋予遥 感图像的地理坐标系统。方法有地理校正和地理配准两种。 地理校正是在遥感图像上选取控制点，然后赋予控制点的 真实坐标达到校正图像和获取地理参考的目的。 地理配准是选取一个有相同覆盖范围的已有坐标系统和假 定没有变形的图像或图形为参考系，达到校正原始图像的 目的。第二种方法使用的最多。 图像校正后，由于关心的区域可能只是图像的一部 分获分布于几个图像，这时要对图像进行裁减和镶嵌。
中国地形图分幅与编号－旧标准（续1）
• 在1：100万图上，按经差3°纬差2°分成四幅1：50万地 形图，编为A、B、C、D，如 J-50-A • 按经差1°30′纬差1°分成16幅1：25万地形图，编为 [1]、...[16]，如 J-50-[1]。 • 按经差30′纬差20′分成144幅1：10万地形图，编为 1、...144，如 J-50-1。 • 这三种比例尺各自独立地与1：100万地图的图号联系。
1：50万
1：25万
地形图的分幅与编号
地形图的分幅与编号
4.2.3几何校正
思考 •为什么要进行图象的几何处理? •几何处理的内容是什么?
◆ 我们得到的图象一般是未经几何处理的图象，不能 直接应用，必须将其投影到需要的地理坐标系，对图象 进行几何纠正和我们所需要的坐标系一致。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。 ◆ 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。
第1讲 遥感影像预处理
地图投影
地图投影原理
——— 大地坐标 大地测量中以参考椭球面为基准面的坐标。 地面点P的位置用大地经度L、大地纬度B和大地高H表示 大地经度 是通过该点的大地子午面与起始大地子午面之 间的夹角 大地纬度 是通过该点的法线与赤道面的夹角 大地高 是地面点沿法线到参考椭球面的距离
例如： J-50-E-013020
中国地形图分幅与编号－新标准（续）
7.4.4 新旧标准的转换
旧标准图幅的序号/（百万分幅该比例尺行向上 图幅数）
Row = 商＋1 Col ＝ 余数
7.4.4 新旧标准的转换(续)
例如
• 1:50万 的图幅 旧： J-50-C 新： J-50-B-002001 • 1:25万 的图幅 旧： J-50-(11) 新： J-50-C-003003 • 1：10万的图幅 旧： J-50-13 新： J-50-D-002001
几何畸变校正
重采样的方法
1）最近邻法：距离实际位置最近的像元的灰度值作 为输出图像像元的灰度值
2）双线性内插：取采样点周围4个像元的值参与计算，先计算 X方向（或Y方向）上线性内插，所得到的两个内插值再进行Y 方向（X方向）上一次内插。
3）三次卷积内插：取采样点周围16个像元的值参与计算，先对 X方向上的像元值进行卷积运算，再对所得到的4个值进行Y方向 上的卷积运算。
中国使用的地球椭球体
1） 海福特椭球(1910) 我国52年以前基准椭球 a=6378388m
b=6356911.9461279m α=0.33670033670
2）克拉索夫斯基椭球(1940 Krassovsky) 北京54坐标系基 准椭球
a=6378245m b=6356863.018773m α=0.33523298692
——— 地图投影
将地球椭球面上的点投影到平面上的方法称为地图投影。 其实质是建立地球椭球面上的地理坐标 （经纬度）和平 面上直角坐标之间的函数关系。
• 基本思想：将地球看为透明，将光源（即 S 点）置于地球心， 光线（投影线）穿过地球球面上各个点，投影到地球外假想的 可展曲面上，如圆锥面、圆柱面或直接就是平面，然后将可展 曲面展开，并用理想中心投影的方法将其缩小，即制成不同比 例尺地图。
世界上广泛使用的是
1：298.3
6 378 140
1：298.257
WGS84
6 378 137
1:298.257 223 563
我国的高程系：
1956年黄海高程系 1985年国家高程基准
我国常用的地图投影配置与计算
1）我国基本比例尺地形图（1：100万、1：50万、1：25 万、1：10万、1：5万、1：2.5万、1：1万、1：5000万） 除1：100万外均采用高斯-克吕格投影为地理基础；