4.2.6 多中心投影构像模型在线视频

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