当前课程知识点:遥感数字图像处理理论与方法 > 第四章 遥感图像几何纠正 > 第二讲 > 4.2.6 多中心投影构像模型
我们来看一下多中心投影构像模型
航天遥感图像大部分
都是靠扫描器对地面一点
或一线的连续扫描
同时平台向前移动
因而每个像点或扫描线
是相对各自摄影中心的中心投影
由于存在多个摄影中心
因此被称为多中心投影
如扫描式成像和推扫式成像
它们是典型的多中心投影
多中心投影图像具有动态特征
各个像点或扫描线之间
都有不同的外方位元素
它们的几何关系比较复杂
本小节简要介绍
多光谱扫描仪和CCD
直线阵列推扫式传感器的构像模型
我们来看看多光谱扫描仪
多中心投影图像的构像模型
多光谱扫描仪
利用光学系统的机械转动
和飞行器向前飞行的
两个方向相垂直的运动
形成对地物目标的二维扫描
建立多中心投影构像模型的思路是
首先
每个像元的瞬间位置
其成像方式为中心投影
可以按照中心投影建立构像方程
然后
对于其它不同像元
可根据时间先后顺序
确定不同像元的具体位置
这样就可以把中心投影构像模型
拓展到多中心投影了
因此
对于每个像元的瞬间位置
设定为坐标原点
此时
图像坐标x和y值为零
瞬时构像方程为
可以表达为
矩阵方程的形式
在这个方程当中
多光谱扫描仪的摆动角度
有关的矩阵
由于多中心投影具有多个投影中心
瞬时构像方程
只对一个像元有效
对于不同的像元
瞬时构像方程中的多光谱扫描仪的
摆动角度θ及6个外方位元素
都是不相同的
所以而需要对原先的构像模型进行拓展
假定传感器飞行平台稳定
它们可以表示为时间t的函数
在整景图像上
某像元的坐标位置用xi yi表示
它们是时间t和速度v的函数
如果从时间t0算起
我们可以用公式表示为
在这个公式当中
H为遥感器的高度
V为遥感器飞行的地面速度
t0为对应于整景图像
坐标原点的扫描时间
对应于多光谱扫描仪的摆动角度
等于0时刻
为摆动的角速度
联立xi yi的方程式
和瞬时构像方程
可建立多中心构像模型
我们来看看
CCD线阵推扫式传感器的构像模型
像
法国的SPOT卫星使用的传感器HRV
就是一种CCD线阵传感器
其中
全色HRV
用6000个CCD元器件组成一排
线阵列方向与飞行方向垂直
在某一瞬间得到的是一条线影像
一幅影像由若干条线影像拼接而成
由于推扫过程扫描成像中
整条线阵上的构像条件一致
但是飞行方向上
随着遥感器的位置移动产生变化
若设定传感器平台的飞行方向为x
每条线阵的瞬间位置为初始位置
则图像坐标x值为零值
那么
瞬时的构像方程
就可以用矩阵方式表示出来
确定了瞬时构象模型以后
需要针对x值进行拓展构像模型
由于组成整景图像的多个线阵列
具有多个投影中心
瞬时构像模型确定的构像方程
只对一条线阵有效
对于不同的线阵
上式中的外方位元素都有可能不同
所以需要拓展构像方程
怎么来拓展呢
假定传感器飞行平台稳定
线阵可以表示为时间t的函数
在整景图像上
某条线阵的坐标位置用xi表示
它是时间t的函数
如果从时间t0算起
其值为
可以表示为公式
在这个公式当中
t0位对应于
整景图像坐标原点的扫描时间
联合这个公式和瞬时构像模型
即可建立遥感图像坐标系统
和地图坐标系统之间的变换函数
我们来看看
多中心投影遥感图像的几何纠正
将共线方程纠正法
应用于多中心投影遥感图像的几何纠正
由于传感器位置
和姿态角的动态性
其外方位元素
在扫描运行过程中的变化规律
只能取近似表达
因而
多数情况下
多中心投影构像模型
具有一定的局限性
总体说来
共线方程纠正法
相对于多项式纠正法的精度
提高并不明显
因此
当二者之间的差别不大时候
可以选用多项式校正法进行几何纠正
另外
给大家介绍一下
面阵传感器构像模型
什么是面阵传感器呢
若将若干个CCD元器件
排列在一个矩形区域中
即可构成面阵列传感器
每个CCD元器件对应于一个像元素
目前
长线阵
大面阵
CCD传感器已经广泛应用
每个像元素的地面分辨率可达到2~3m
甚至小于1m
面阵列CCD传感器获取图像的方式
与框幅式摄影机相似
某一瞬间获得一幅完整的影像
因而可视为单中心投影
其构像方程
可直接使用框幅式中心投影的
航空相片的构像关系式
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--4.1.1 概述
--最小二乘法原理
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