引起影像几何变形一般分为两大类:系统性和非系统性。系统性一般有传感器本身引起的,有规律可循和可预测性,可以用传感器模型来校正;非系统性几何变形是不规律的,它可以是传感器平台本身的高度、姿态等不稳定,也可以是地球曲率及空气折射的变化以及地形的变化等。
在做几何校正前,先要知道几个概念:
地理编码:把图像矫正到一种统一标准的坐标系。
地理参照:借助一组控制点,对一幅图像进行地理坐标的校正。
图像配准:同一区域里一幅图像(基准图像)对另一幅图像校准
影像几何精校正,一般步骤如下,
(1)GCP(地面控制点)的选取
这是几何校正中最重要的一步。可以从地形图(DRG)为参考进行控制选点,也可以野外GPS测量获得,或者从校正好的影像中获取。选取得控制点有以下特征:
1、GCP在图像上有明显的、清晰的点位标志,如道路交叉点、河流交叉点等;
2、地面控制点上的地物不随时间而变化。
GCP均匀分布在整幅影像内,且要有一定的数量保证,不同纠正模型对控制点个数的需求不相同。卫星提供的辅助数据可建立严密的物理模型,该模型只需9个控制点即可;对于有理多项式模型,一般每景要求不少于30个控制点,困难地区适当增加点位;几何多项式模型将根据地形情况确定,它要求控制点个数多于上述几种模型,通常每景要求在30-50个左右,尤其对于山区应适当增加控制点。
(2)建立几何校正模型
地面点确定之后,要在图像与图像或地图上分别读出各个控制点在图像上的像元坐标(x,y)及其参考图像或地图上的坐标(X,Y),这叫需要选择一个合理的坐标变换函数式(即数据校正模型),然后用公式计算每个地面控制点的均方根误差(RMS)
根据公式计算出每个控制点几何校正的精度,计算出累积的总体均方差误差,也叫残余误差,一般控制在一个像元之内,即RMS<1。