高分辨率1号卫星影像几何定位精度评价与几何校正研究——以黑龙江省友谊县为例

提高卫星影像的几何定位精度可以挖掘影像在区域尺度的应用潜力。本文以黑龙江省友谊县及周边区域为研究区,根据地面实测几何控制点,评估高分辨率1号(GF-1)卫星PMS和WFV影像的几何定位精度,并比较手动和自动两种不同几何控制点选取方式的几何校正效果。结论如下:MUX影像、PAN影像和WFV4影像在校正前的平均几何位置偏差为45.06 m,44.60 m和110.26 m,手动几何校正后的平均几何位置偏差为13.97 m,6.35 m和13.56 m,基于哨兵2号(Sentinel-2)影像自动几何校正后的平均几何位置偏差为15.84 m,16.23 m和21.26 m。以上结果可以看出,经过几何校正后很大程度上消除了影像的系统误差,PMS影像通过手动选取地面控制点进行几何校正的效果更优,而WFV影像使用两种校正方法效果相近。

便捷式家用投影仪梯形几何校正系统的设计

针对家用投影仪没有正对成像平面而引发梯形畸变成像问题,设计一款基于DToF测距传感器模块、三轴加速度传感器模块和图像变换的便捷式梯形几何校正系统,实现无须人工干预的梯形畸变画面自动修正。同时引入基于顶点预标定的最大内接矩形算法,辅助畸变校正画面实现面积最大化和长宽比例不失真。实验结果表明,该系统能以低廉的硬件成本、便捷的操作方式完成投影仪在复杂空间姿态下梯形畸变成像的修正工作,增强观影舒适度。

锥束CT系统几何校正的偏差因素敏感性分析方法

目的提出锥束CT系统几何校正的偏差因素敏感性分析方法。方法本研究提出中心偏差的定义及其推导,并基于Noo解析方法计算几何校正参数及利用FDK重建算法进行图像重建分析模拟钢珠点三维空间中心、投影中心以及钢珠点大小的变化对几何参数偏差及重建图像结果产生的影响。结果当钢珠点半径在3 mm以内时,校正参数的中心偏差在[10-4]量级内,可忽略不计;钢珠点三维空间坐标单个像素的10%的高斯扰动会产生约为3个像素尺寸偏差,而钢珠点二维投影坐标的相同高斯扰动时会产生约为两个像素尺寸偏差。结论几何校正中对钢珠点三维空间坐标产生的偏差较为敏感,对钢珠点二维投影坐标产生的偏差敏感有限,直径较小的钢珠点的偏差敏感可忽略。

使用等效偏移角稀疏测量的面阵相机序贯图像几何校正

天基光学相机实际在轨对地观测成像的畸变需通过几何校正抑制。目前主流面阵相机对地观测获得的小尺寸、高帧频序贯图像很难满足传统几何校正方法逐帧解算对单帧图像控制点数量与空域分布的要求且计算量巨大。针对这一问题,提出一种使用等效偏移角稀疏测量的面阵相机序贯观测图像几何校正方法,将逐帧校正参数解算问题转化为时域稀疏测量条件下等效偏移角信号恢复问题,利用等效偏移角信号时频信息可有效降低对单帧图像控制点数量和空域分布要求。通过高分四号卫星面阵相机在轨实测图像数据验证了所提方法的可行性且其能大大降低序贯图像几何校正处理的计算量。

前斜视SAR成像中几何校正问题研究

前斜视合成孔径雷达(SAR)成像算法广泛应用于军用SAR系统,其中几何校正是前斜视SAR成像算法的一项重要内容。为此,以经典的chirp变标成像算法为例,研究了前斜视SAR成像中的几何校正问题,内容主要包括SAR目标位置偏移几何校正和用于评估目标成像品质的图像旋转校正。提出的几何校正方法简单实用,可为其它前斜视SAR成像算法的几何校正提供参考。

遥感影像三角网几何校正并行算法及优化研究

近年来随着遥感技术快速发展,遥感数据处理压力越来越大,科学的遥感影像处理并行算法能有效降低计算时间成本,提升成果时效性。以基于三角网遥感影像几何校正算法为对象,设计了多核CPU,GPU并行算法,并在算法实现过程中进行代码优化,获得了较为理想的加速效果,其中多核CPU算法获得了4.35x-6.43x的加速比,GPU算法获得了1.32 x-19.93x的加速比。结果表明,该算法能够为遥感影像几何校正处理效率改进提供有效途径。

广义控制点影像库构建与影像几何校正应用

传统控制点影像数据库控制点特征单一,在卫星影像几何校正应用中容易出现在待校正影像上控制点不易分辨与定位情况,无法为地物光谱信息多样化卫星影像提供相适应的控制信息。本文提出广义控制点影像概念,并提出三层C/S模式的广义控制点影像库构建方法,包括广义控制点影像检索,最后完成多源卫星影像几何校正应用。以某城市为例,利用三种类型卫星影像数据进行可行性实验。实验结果表明:本文方法可以为多源卫星影像几何校正检索出准确的广义控制点影像数据,检索结果最邻近指数总体大于1,且校正精度可达1像素以内。本文方法可以实现特征更高级的控制信息的存储与检索,以及多源卫星影像高效统一式几何校正。

高分二号卫星影像几何校正方法研究

在对影响几何校正精度的因素(校正模型、控制点分布、重采样方法等)进行分析的基础上,本文对吉林省洮南地区高分二号影像分别采用有理函数、多项式、RST、局部三角网4种模型进行校正并对比其精度。同时,基于有理函数模型,分别采用最邻近像元法、双线性内插法、三次卷积法进行重采样、比较不同重采样方法对几何校正精度的影响。

推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型及定向算法研究

提出推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型的概念,在推导推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型基础上,对RPC模型用于表示推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的3维几何模型的可行性进行分析,并用SPOT5HRG影像以进行验证。实验表明,RPC模型能够很好地用于表示推扫式光学卫星影像系统几何校正产品的高程起伏引起的变形规律,基于该模型的影像定向精度不低于推扫式光学卫星影像辐射校正产品的严密成像几何模型。

INS/DGPS支持的机载线阵推扫影像几何校正

论述了利用INS/DGPS系统的导航输出计算外方位元素的原理,介绍了行方位数据支持下机载线阵CCD影像直接和间接法几何校正的基本方法,重点分析并解决了直接法纠正中的目标定位、灰度重采样及间接法校正中最佳扫描行的确定问题。PH I高光谱影像的实验结果表明,文中的校正算法可达到优于1.5m的绝对定位精度及0.7m的相对精度。

SAR影像几何校正

SAR影像的几何校正是阻碍其应用的瓶颈问题 ,目前所用的方法都有其局限性。介绍描述SAR构像几何的坐标系统及距离 多普勒方程 ,同时 ,介绍卫星轨道及描述卫星轨道的参数。为提高几何校正的精度 ,提出一种由几个离散点的值内插整个弧段上卫星状态向量的轨道模拟算法。在此基础上 ,给出利用DEM进行SAR影像几何校正的方法。该方法以时间参数为自变量 ,迭代解算距离 多普勒方程 ,计算DEM中点每一点对应的影像坐标 ,最后进行了实验与讨论。

利用轨道参数修正的无控制点星载SAR图像几何校正方法

使用距离多普勒模型进行SAR图像几何校正时,卫星轨道误差、系统成像参数误差和DEM高程的误差会影响几何校正精度。本文提出了一种基于轨道参数修正的星载SAR图像几何校正方法。首先利用多项式对卫星轨道进行参数化,然后使用模拟SAR图像与真实SAR图像进行匹配得到控制点来修正轨道参数,最后利用修正后的参数进行几何精校正,从而提高几何校正精度。该方法无需地面控制点,适用于不易于人工测量获取地面控制点地区的SAR图像几何校正,与基于模拟SAR图像匹配并使用多项式改正的几何校正方法相比,本文方法具有更高的精度。使用Radarsat-2图像进行试验,并使用地面实测GPS控制点验证了本方法的有效性。

多投影显示系统结构光几何校正算法

针对带有非规则曲面显示墙的多投影显示系统的几何校正问题,提出一种基于结构光投影技术的自动非线性几何校正算法.该算法首先用结构光投影技术计算出每个投影机与显示墙的映射关系;其次使用相机拍摄显示墙上的经纬度点阵;最后通过提取拍摄的图像特征计算得到投影机帧缓存中每个像素点在全局坐标系下的经纬度值,并将其转换为纹理坐标,从而实现了非线性几何校正.模拟仿真实验和虚拟机场系统中的实际应用结果表明,文中算法能够有效地提高系统的几何校正精度,且无需进行相机的标定和具有显示墙解析式的先验知识,适用于任意光滑的曲面显示墙.

线阵推扫式影像近似几何校正算法的精度比较

线阵推扫式影像严格几何校正需要轨道星历参数和传感器参数 ,但在实际应用中有时无法得到这些数据 ,此时一般采用直接线性变换、一般多项式、改进多项式、有理函数等模型进行近似几何校正。在简要介绍了几种近似算法的数学模型后 ,重点讨论了利用SPOT和IKONOS图像所进行的各种实验分析和精度比较。结果表明 :有理函数模型精度最高 ,可达到子像素级 ;直接线性变换模型的精度在控制点分布状态良好时可达到 2个像素 ;一般多项式模型的精度 ,对于平坦地区的影像大约在 1个像素左右 ,但受地形起伏的影响较大 ;改进多项式模型的精度随多项式的阶数变化而变化 ,几乎不受地形起伏的影响 ,选择适当阶数的改进多项式模型可以获得较高的几何校正精度。此外 ,在选择某一种方法进行线阵推扫式影像近似几何校正的时候 ,还应该综合考虑精度、算法复杂性、对已知数据的要求等多种因素。实验表明 :对于线阵推扫式影像的近似几何校正 ,改进多项式模型精度较高、计算量较小、对控制点要求较低 。

一种多通道曲面投影系统的几何校正方法

几何失真校正技术是虚拟现实投影系统中的关键技术之一,文章针对曲面多通道大屏幕投影显示系统,提出了一种在极坐标系中基于纹理贴图的几何校正方法。该方法采用角等分原则将二维纹理网格化后在三维坐标系中进行贴图从而实现几何校正,可以适用于投影面为柱面、球面、极坐标参数曲面以及投影机非正投影等情况。试验结果表明该方法能够快速的完成几何畸变校正和通道间的拼接融合,具有良好的实际应用价值。

通用遥感图像系统几何校正算法设计与实现

针对多卫星多传感器系统几何校正的通用可扩展性问题,提出了一种基于设计模式的系统几何校正算法。该算法运用模板方法和简单工厂方法,解决了多卫星多传感器在系统几何校正过程中的差异性问题,实现不同卫星不同传感器的系统几何校正处理。通过规范辅助数据的输出格式解决多卫星多传感器校正参数不统一的问题;抽象出系统几何校正功能的一般执行过程,在模板方法中确定该功能的执行逻辑;运用简单工厂方法,用卫星和传感器标识作为参数,选择具体的实现算法,完成相应的处理功能。实验结果表明,该算法能够在保证定位精度的情况下实现对多卫星多传感器的校正处理,并在不改变原有代码的情况下实现对新增卫星传感器的系统几何校正功能的扩展。

一种新的机载SAR图像几何校正和定位算法

机载合成孔径雷达常采用时域子孔径成像,所得到的图像是地面散射单元到成像平面的一种空变映射.通过联立求解等距离方程和等多普勒方程得到了这种映射的解析表达式,提出了一种新的图像无参考点几何校正和像素点定位的距离一多普勒算法,并用点阵仿真和外场试验验证了算法的有效性.

GCP分布对海岸带TM影像几何校正精度的影响研究

选择江苏省沿海辐射沙洲区南部为试验区,以Landsat TM影像为研究对象,详细分析了面状分布的地面控制点(area-distributed ground control points,AGCP)和沿海堤走向的线状分布的地面控制点(linear-distributed GCP,LGCP)对海岸带遥感影像几何校正精度的影响,对潮间带99个独立的GPS验证点进行了几何校正的精度评价,得到影像无GCP点控制区域几何校正误差的传播规律及残差的空间分布形态,并给出残差随GCP点距离变化的定量参考范围.研究结果表明,在有GCP点控制的区域,应用AGCP法和LGCP法均可获得好的校正精度,而在潮间带无GCP点控制的区域,两种方法的误差均有不同程度的增大,但LGCP法的误差明显小于AGCP法的.在误差传播的方向性上,随着距离的增加,AGCP法在东向的残差呈稳定而尖锐的上升(R2=0.827),在北向呈变振幅的振荡上升(R2=0.517);LGCP法在与控制线垂直的方向上,残差呈缓慢的线性增加(R2=0.877),在平行方向,距离的远近对残差变化几乎没有影响.在误差传播的数值上,LGCP法在离海堤30 km内几何校正的误差小于20 m,而AGCP法在相同的距离范围内仅能得到100 m的精度.该结论可为海岸带无GCP点区域TM影像几何校正误差的传播规律提供定量参考依据.

线阵推扫成像光谱仪几何校正误差的理论分析

针对本课题组研制的线阵推扫成像光谱仪和GPS/INS组合定位的集成系统,分析了姿态位置参数、焦距测量和安装角测量引入的几何校正误差,并利用航空试验数据计算出了定量化的误差结果.

Landsat 7图像快速几何校正方法研究

Landsat7采用双向扫描的方式,由于扫描非线性及卫星姿态和轨道的波动,使得建立卫星视线的计算量增大。引入一种求视线的快速方法,将图像上的扭曲分解为标称扫描镜及卫星运动引起的和7个偏离标称运动的微扰量引起的两个部分,详细分析了各个微扰量造成的影响,建立了一个新的视线求解方程。最后用实际的数据验证了方法的速度和精度。