遥感图像几何校正算法研究

论文摘要

遥感图像的几何校正是遥感信息处理中一个十分重要的环节。该几何校正过程包括两部分。一是建立原始畸变图像空间与校正后的图像空间的某种对应关系,实现遥感图像像元的几何定位,即地理经纬度的校正。二是利用这种对应关系把原始畸变图像空间中全部像素变换到校正后的图像空间中的对应位置上,完成校正后的图像空间中每一像元亮度值的计算,即对原始遥感图像数据进行重采样。本文对几何校正的这两部分工作分别做了仔细的研究。首先,一般遥感图像中有上万行列的像素,所含信息量大,因此对其进行的传统重采样需要花费大量的时间,本文设计了一种基于局部搜索快速重采样算法,该算法通过设置搜索半径,将搜索区域限制在以待求灰度值像元点为中心的一小块区域内,这样避免了对整幅图像的搜索,减少了大量的重复性工作。其次,以成都市二环路区域内的遥感影像为研究对象,使用有理函数为校正模型,以局部搜索法进行快速重采样,完成了该影像的几何校正,并且将本文提出的重采样算法与传统重采样算法做了分析比较,验证了采用这种局部搜索重采样算法对图像进行校正时,在保证图像质量的同时能在一定程度上提高采样速度。最后,针对地理定位算法,一般常用多项式模型校正法,该类算法的校正精度与地面控制点的选取有很大关系,并且地面控制点的选取难度也较大,Mahmut O. Karslioglu提出的一种微分几何校正算法则不需要使用控制点进行几何校正,本文将微分几何校正法与局部搜索快速重采样算法结合,设计了一种基于微分几何和快速重采样的几何校正方法,并使用人工合成的仿真图片对算法进行仿真,验证了算法的有效性。另外,MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectra radiometer）数据现在实行全球免费接收的政策,以及其数据产品中包含有地理定位信息,使其迅速成为全球研究热点,本文针对微分几何校正算法在MODIS 0级数据地理定位中应用的可行性进行了初步探索性研究,以期能提高MODIS 0级数据地理定位的精度。本文涉及到的算法全部都采用VC++编程实现。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 遥感图像几何校正概况
• 1.2 国内外现状
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 本文的组织结构
• 第二章 遥感图像几何校正
• 2.1 遥感图像的几何变形
• 2.2 遥感图像几何校正方法
• 2.2.1 地理定位
• 2.2.2 重采样
• 2.3 本章小结
• 第三章 一种遥感图像快速重采样方法
• 3.1 概述
• 3.1.1 局部搜索重采样提出背景
• 3.1.2 块操作快速重采样法
• 3.2 局部搜索重采样
• 3.2.1 搜索半径r
• 3.2.2 搜索区域D
• 3.3 局部搜索重采样法的具体实现
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于快速重采样的遥感图像几何校正
• 4.1 地理定位
• 4.1.1 有理函数校正法概述
• 4.1.2 有理函数模型形式
• 4.2 成都市二环路内区域遥感图像地理坐标校正
• 4.2.1 校正模型确定
• 4.2.2 地面控制点选取
• 4.2.3 校正模型未知系数求解
• 4.2.4 地理坐标校正求解
• 4.3 局部搜索重采样及实验结果
• 4.3.1 局部搜索重采样
• 4.3.2 实验结果分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 一种基于微分几何与快速重采样的遥感图像几何校正
• 5.1 微分几何遥感图像几何校正算法
• 5.1.1 算法提出背景
• 5.1.2 具体算法
• 5.2 一种基于微分几何与快速重采样的遥感图像几何校正
• 5.2.1 基于微分几何与快速重采样图像几何校正算法
• 5.2.2 算法仿真
• 5.3 微分几何校正算法在MODIS 0 级数据中的应用
• 5.3.1 地球观测系统EOS
• 5.3.2 MODIS 传感器
• 5.3.3 MODIS 数据特点及其0 级数据
• 5.4 MODIS 0 级数据地理定位
• 5.5 本章小结
• 第六章 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间的研究成果