几何纠正的快速实现-IRSA-2遥感图像处理系统的发展之四

一、引言 几何纠正在遥感图像处理中占有非常重要的地位。利用地面控制点进行几何精纠正常用的方法是多项式逼近法。设几何畸变服从多项式:     

TM图像的SOMP几何纠正法

针对缺少地面控制点（GCP）的遥感影，探讨一种几何精纠正的新方法，就是把空间投影理论应用于遥感图像的几何精纠正中，利用空间斜墨卡托投影（SOMP）和少量地面控制点对遥感影像实施几何精纠正，该方法理论严密，算法速度快捷，适用性强，通过对广州地区的TM影像进行的几何精纠正实验，该方法十分有效，几何精纠正精度在一个像素左右。     

基于计算机视觉的专题图读取系统

本文提出了一种基于计算机视觉的专题图读取系统方案。该系统用CCD相机获取专题图影象,通过线划跟踪、弧段矢量化、拓扑结构形成、数据压缩、几何纠正与拼接等步骤,实现专题图的自动读取,继而进行各种几何量算和统计,建立专题信息库     

分片纠正的球面全景影像匹配方法研究

针对球面全景影像等矩形投影易带来非线性畸变,而直接将传统特征匹配方法应用于全景影像很难满足实际应用需求的问题,该文提出了一种基于分片纠正的球面全景影像匹配方法:先将等距形投影的全景影像按经纬度分成N个子影像块,对每个子块进行投影转换以得到畸变纠正后的影像,并对其做SIFT特征提取及描述,将N个子影像的SIFT特征进行坐标转换并合并即可获得整幅全景影像的特征集,进而完成多幅全景影像间的匹配。经过分片纠正后的影像在较大程度上保证了空间物体的几何属性,提高了特征匹配的质量。     

分片纠正的球面全景影响匹配方法研究

针对球面全景影像等矩形投影易带来非线性畸变,而直接将传统特征匹配方法应用于全景影像很难满足实际应用需求的问题,该文提出了一种基于分片纠正的球面全景影像匹配方法:先将等距形投影的全景影像按经纬度分成N个子影像块,对每个子块进行投影转换以得到畸变纠正后的影像,并对其做SIFT特征提取及描述,将N个子影像的SIFT特征进行坐标转换并合并即可获得整幅全景影像的特征集,进而完成多幅全景影像间的匹配.经过分片纠正后的影像在较大程度上保证了空间物体的几何属性,提高了特征匹配的质量.     

基于空间约束和结构特征的光学与SAR影像配准

针对光学和合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)影像间的几何形变和辐射差异造成的配准困难问题,提出一种基于空间几何约束和结构特征的光学影像与SAR影像自动配准方法.首先,利用分块的Harris算子在输入影像上提取分布均匀的特征点,根据有理函数模型对输入影像进行局部几何纠正,实现输入影像...     

基于观测角信息的HJ-1A/B卫星光学影像几何精纠正

现有国产环境卫星光学影像标准数据产品为二级影像,采用系统几何纠正的方法生成,未消除地形起伏引起的影像变形;而这种二级影像产品不包含严格成像模型信息,对地形起伏较大的区域,难以采用现有纠正方法可靠地进行几何精纠正。针对这一问题,提出一种基于观测角信息的几何纠正方法。采用标准影像产品附带的观测角数据恢复影像光束,建立近似成像几何模型,使该卫星光学影像标准数据产品可按正射纠正的方式进行几何精纠正,从而有效消除地形起伏的影响。实验表明,方法相对于现有精纠正方法,提高了中等空间分辨率卫星影像几何纠正的精度和稳定性。     

全景像片的几何纠正

本文研究了一种全景像片几何纠正方法。它采用带附加参数的光束法，在根据控制点进行全景像片的空间定位后，全景像片和所摄景物的投影变换关系得到恢复，然后引入三次多项式表示的附加参数，消除全景像片的系统误差。按文中的计算公式发展了一个实用的全景像片几何纠正程序包，并用全景像片进行几何纠正试验，精度是好的。     

高分辨率雷达图像双视向几何纠正方法研究

针对山区高分辨率雷达卫星Terra SAR-X图像的严重几何变形,提出了一种新的双视向雷达图像几何纠正方法。实验证明,该方法可以有效去除地形引起的各种几何变形,防止后向散射系数的失真,特别是能够有效去除叠掩和阴影的影响,而这个问题是基于单幅雷达图像的传统几何纠正方法无法解决的。为SAR的应用,特别是林业遥感应用提供了重要手段。     

基于参考图像的行星遥感图像自动几何精纠正

针对行星多探测任务获取的海量遥感数据,提出一种基于现有参考图像匹配策略优化的自动几何精纠正技术方案。考虑到某些新传感器图像与已有参考图像的分辨率相差较大,提出了利用中间分辨率图像作为过渡的间接匹配策略;另外,针对月球和火星典型探测任务的遥感图像给出了相应参考图像的选取方法。选取嫦娥一号(CE-1)、嫦娥二号(CE-2)CCD图像和火星高解析度科学实验成像照相机(HiRISE)图像进行实验。针对CE-1和CE-2图像数据,选取月球侦察轨道飞行器宽角相机(LROC)图像作为参考;而针对HiRISE图像数据,选择以背景相机(CTX)图像为过渡、火星热辐射成像系统(THEMIS)图像为参考。利用自动匹配获取一定量的控制点,实现了行星遥感图像的自动几何精纠正。通过人工选取的检查点对纠正后图像进行精度评价的结果表明,所提出的自动几何精纠正方案是有效的,利用自动选取的控制点进行纠正后的图像定位精度明显提高,对月球和火星遥感图像的几何处理有实用价值。     

FY-2卫星S-VISSR数据几何纠正研究

提出了一种简单高效的FY-2卫星S-VISSR数据的几何纠正方法。该方法以FY-2标称投影图像（NOM）经纬度对照表作为参考图像,FY-2卫星S-VISSR数据作为输入图像,首先利用S-VISSR数据提供的简化格网数据在两幅图像间获取同名点,然后根据同名点寻找两幅图像间的几何变换模型,最后对S-VISSR数据进行几何纠正。实验表明,利用该方法能够快速地完成对FY-2E和FY-2D卫星S-VISSR数据的几何纠正,其精度达到了1个像素左右。     

基于影像匹配接边纠正的数字正射影像的镶嵌技术

传统镶嵌技术经常由于两幅影像的几何差异与辐射度差异，使得镶嵌结果影像出现模糊或假边界。该文介绍了一种数字正射影像的镶嵌技术，包括预处理技术、镶嵌技术、整个镶嵌流程以及应用前景。其中预处理技术包括色彩平衡、影像匹配与接边纠正技术，色彩平衡用于辐射度改正，影像匹配与接边纠正用于几何差异的改正。镶嵌技术包括自动镶嵌、镶嵌线镶嵌、基于灰度的镶嵌与基于彩色的镶嵌等技术，镶嵌线镶嵌用于接边区域比较复杂需要画镶嵌线来辅助镶嵌，基于灰度的镶嵌与基于彩色的镶嵌用于进一步消除影像几何差异与辐射度差异。     

基于五株采样提升算法的图像二叉分解与重构

提出了一种基于五株采样的提升算法，实现了一分为二的分解与重构。通过此算法可以构造非线性的形态小波变换，保持图像的几何信息。     

基于有理函数模型的“天绘一号”影像正射纠正

有理函数模型与具体的传感器无关,直接采用数学函数来描述地面点和相应像点之间几何关系。文中论述了基于有理函数模型的"依赖于地形"和"独立于地形"两种方案,以北京地区的"天绘一号"影像为例,在此基础上采用不同的有理函数模型纠正方案进行实验研究,得到一些有益的结论。     

MODIS 1B影像几何纠正方法研究及软件实现

MODIS影像是一种新型和重要的数据。对MODIS 1B影像几何畸变原因进行了深入分析，选择了一种合适的纠正方法。对于1km分辨率MODIS 1B影像，直接采用1km分辨率的空间坐标进行几何纠正；对于250m和500m分辨率的MODIS 1B影像，先用三次样条曲线对坐标进行插值生成同分辨率的坐标，然后利用坐标插值结果对其进行几何纠正。由于MODIS影像在空问分布上的特殊性，采用前向和后向映射相结合的方式确定纠正后某一像素点在原始影像中的位置。根据该位置的条带重叠度，可以确定参与计算像素个数、搜索窗口的大小以及窗口的精确位置；采用归一化反距离加权插值法计算纠正后像素点的属性值。上述优化算法不仅保证了纠正后影像的质量，而且提高了数据处理速度。作者在Visual C 6．0环境下开发实现了上述算法。从坐标插值和几何纠正结果分析，无论是数据处理速度还是纠正后的影像质量和精度均达到要求。     

基于FAST测点的大幅宽HJ星图像几何精纠正方法

针对环境与灾害监测预报小卫星(HJ)图像存在较大整体几何误差,且无规律可循,难以使用全局模型模拟整景图像几何变形,而基于手动方式选取控制点的全局模型和局部模型都不适合于HJ图像几何精纠正的问题,提出一种基于加速分段测试特征(features from accelerated segment test,FAST)算法测点并用局部模型进行几何精纠正的优化方法。首先以FAST算法获取大量地面控制点(ground control point,GCP);再使用多项式模型对GCP的均方根误差阈值、潜在不匹配和实际不匹配GCP数量进行相关分析,据此修正FAST参数,筛查GCP误点;最后使用局部模型完成几何精纠正。此外,使用散点图和空间插值等方法建立适合于HJ图像几何精纠正结果的评价指标。检验结果表明,该方法能使纠正误差控制在1.5个像元内,纠正后的图像能满足中分辨率尺度的应用要求。     

地性线的山地区域的卫星影像几何精纠正

提出了一种山地区域基于DEM地性线的控制纠正新方法,该方法以数字地形模型DEM为无几何变形的控制基准纠正卫星影像。阐述了提取沟谷、山脊、山峰和凹地区域的地性线的原理和算法,给出了山地区域基于地性线进行卫星图像几何精纠正实施步骤,进一步讨论了地性线提取、控制点采集存在的问题,以及解决问题的途径。实验结果表明,对于山地区域,地性线的空间数量数倍于水系、道路等常规地图层;地性线来源于DEM,其空间稳定性和可靠性更高,可以用于山地区域的卫星影像的严格控制纠正。用该方法进行几何纠正处理,几何误差能控制在一个像元的水平上。     

基于最佳扫描行快速搜索策略的线阵推扫式影像微分纠正算法

线阵推扫式影像的几何纠正是当前海量遥感影像数据处理的难点与性能瓶颈。基于严密几何模型对线阵影像进行微分纠正是生成各级影像产品的基础,其核心是地面点的反投影,即确定地面点对应的最佳扫描行。传统的最佳扫描行搜索算法基于像方的共线方程迭代计算,效率低,实用化程度不高。本文基于严密几何模型提出一种适用于大数据量线阵影像微分纠正的最佳扫描行快速搜索策略,利用扫描行投影面进行物方几何约束,通过判断物方点到扫描行投影面的距离定位最佳扫描行。由于线阵列CCD像元并非严格按照一条直线排列,笔者讨论了CCD线阵的分段处理以及分段投影面的确定方法。利用机载ADS40、火星快车HRSC线阵影像进行试验。结果表明,本文方法仅需少量几次物方空间解析几何迭代计算即可精确定位最佳扫描行,计算效率相比基于像方的搜索方法提高了8倍以上,线阵影像微分纠正速度提升了6倍以上。     

遥感图像几何纠正后局部变形改正

本文对纠正后的遥感图像存在的局部变形，提出了一种采用将多边形的内部变形分解为多个三角形的变形，从而按照三角形几何变形纠正原理进行改正，可以做到遥感图像的进一步精纠正，提高成图质量。     

一种基于网格的数码相机数字化图像纠正拼接算法

随着数码相机的不断普及和数字化图书馆建设步伐的加快,利用数码相机对文档文件进行数字化成为一种趋势,但采用数码相机进行数字化时,由数码相机的镜头造成的几何畸变给数字化后的图像拼接带来一定的困难。为了纠正这种几何畸变,提高数码相机数字化的质量,本文提出一种基于网格的图像纠正拼接算法。该算法首先通过计算每个网格的变形参数来纠正图像的几何畸变,再逐个网格来进行图像拼接。试验表明,该算法能对数码相机数字化的文档类图像进行批量的纠正拼接,并且计算速度快,精度高,拼接效果好等优点,为文档类文件用数码相机进行数字化提供了一定的技术支持。