基于DEM数据的SPOT影像几何精校正

论文摘要

高分辨率卫星影像的出现使得在较小的空间尺度上观察地表的细节变化、进行大比例尺遥感制图以及变化检测成为可能,具有广阔的应用前景。但是高分辨率卫星影像的信息是复合的、多样的,更是复杂的,这就给相关领域的应用带来一系列问题,而对影像的几何校正则是首先要解决的问题。目前不依赖传感器的广义模型算法趋向完善,几何校正后的精度也得到显著提高。但是,通用的几何校正模型都是不考虑空间成像的几何过程,直接对图像变形的本身进行数字模拟。而当实际地形起伏很大时,将影像近似看作平坦地区而采用一个平均高程进行几何变换,其校正后影像的精度很难得到保证。故对于地形起伏较大的地区,需考虑用数字高程模型(DEM)来实现影像的高精度校正。本文利用SPOT 10m影像数据,航拍2m数据进行校正,为了加强对比性,对SPOT影像进行裁剪,分为平原地区和山区进行研究,在无地面高程信息的情况下分别对其进行基于二次多项式模型、三次多项式模型、TIN格网校正模型、有理函数模型的几何校正,对校正后的精度做一对比分析。同时与DEM辅助下的几何校正做一横向和纵向对比,研究结论如下:1.在模型的横向对比上,可以看出,三次多项式模型和TIN格网校正模型对校正精度的影响程度相当,而有理函数模型是这四种模型中最理想的模型。2.由于地形的复杂性等原因,山区的校正控制点精度明显低于平原地区,无DEM辅助数据的山区影像校正后的精度也低于平原地区。3.无论是平原地区还是山区,DEM辅助数据的二次多项式校正、三次多项式校正、TIN格网校正、有理函数模型校正,精度都有一定的提高,特别是三次多项式校正和TIN格网校正,精度提高的更为明显。4.在考虑了实际的地形起伏,即在DEM数据的辅助校正下,平原地区和山区的校正精度都有了大幅度的提高,提高的幅度最大分别达到80%和88%,对山区校正精度的提高明显优于平原。由此看出,在某些应用中,忽略实际的地形起伏,给地面点高程一个均值,校正后的精度是不符合精度要求的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 研究背景与研究目的
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究方法与技术路线
• 2 遥感影像几何精校正原理
• 2.1 引言
• 2.2 高分辨率卫星影像几何特性
• 2.3 遥感影像几何精校正流程
• 2.4 高分辨率遥感影像几何精校正模型
• 2.4.1 多项式模型
• 2.4.2 TIN 格网校正模型
• 2.4.3 有理函数模型
• 3 精度评定方法
• 3.1 概述
• 3.2 遥感影像的采集
• 3.3 控制点的选取原则与点位的精度评定
• 3.3.1 控制点的选取原则
• 3.3.2 精度评定
• 4 无DEM 数据辅助的几何校正精度分析
• 4.1 平原地区几何校正精度分析
• 4.1.1 二次多项式校正模型精度分析
• 4.1.2 三次多项式校正模型精度分析
• 4.1.3 TIN 格网校正模型精度分析
• 4.1.4 有理函数校正模型精度分析
• 4.2 山区几何校正精度分析
• 4.2.1 二次多项式校正模型精度分析
• 4.2.2 三次多项式校正模型精度分析
• 4.2.3 TIN 格网校正模型精度分析
• 4.2.4 有理函数校正模型精度分析
• 5 基于DEM 数据的几何校正精度分析
• 5.1 平原地区几何校正精度分析
• 5.1.1 二次多项式校正模型精度分析
• 5.1.2 三次多项式校正模型精度分析
• 5.1.3 TIN 格网校正模型精度分析
• 5.1.4 有理函数校正模型精度分析
• 5.2 山区几何校正精度分析
• 5.2.1 二次多项式校正模型精度分析
• 5.2.2 三次多项式校正模型精度分析
• 5.2.3 TIN 格网校正模型精度分析
• 5.2.4 有理函数校正模型精度分析
• 6 结论与讨论
• 6.1 结论
• 6.2 讨论
• 致谢
• 参考文献
• 附录