線陣衛(wèi)星遙感幾何成像模擬、處理與優(yōu)化.pdf

1、隨著遙感科學技術的發(fā)展，線陣衛(wèi)星遙感影像能夠充分發(fā)掘著地表覆蓋、生態(tài)環(huán)境、社會經(jīng)濟等信息，提供了諸多的資料。面對遙線陣遙感影像及其相關產(chǎn)品廣泛應用，有針對性的探索建立一種幾何模型，既能夠減少線陣衛(wèi)星遙感系統(tǒng)內(nèi)外因素造成影像像元相對應的地物位置信息發(fā)生變化的影響;又可以在面對地表地形不同復雜程度時進行幾何處理模型優(yōu)選并優(yōu)解，為快捷高效地對線陣遙感影像幾何處理提供借鑒和參考。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　1)高斯曲面地形函數(shù)與衛(wèi)星線陣成

2、像模擬仿真
　　以高斯曲面地形函數(shù)生成不同地表起伏程度的六種山地地形，并結(jié)合該地形獲取理論地面控制信息真值。以不同的X，Z軸方位角模擬衛(wèi)星傳感器成像姿態(tài)，對仿真的3D地形采用垂直中心投影成像方式掃描?？紤]到每完成一個中心投影成像條帶，并生成一個.PNG格式條帶圖片，將每一個條帶看成為一個二維數(shù)組，不斷向第一個二維數(shù)組追加后面的二維數(shù)組，實現(xiàn)全圖控制格網(wǎng)區(qū)域的無縫拼接圖像處理。
　　2)無高程控制控制下線陣影像幾何處理

3、　　在實際進行幾何校正操作時，為了消除山區(qū)遙感影像的變形差異，提出了一種在無高程控制信息下的利用矢量數(shù)據(jù)與柵格影像相結(jié)合的區(qū)域加密迭代模型配準方法。對柵格影像進行幾何校正，利用“矢-柵”數(shù)據(jù)的地物屬性與典型幾何特征，獲得同名點，按照全局粗配準和局部精配準的原則，逐級加密控制點分布，迭代配準，并利用最小平方中值法(Least median of squares，LMedS)評估匹配誤差，LMedS法對錯誤匹配具有良好的魯棒性，可以剔除粗差

4、控制點，從而減小總體均方根誤差，提高匹配精度。區(qū)域逐級迭代配準模型在消除山區(qū)影像變形差異大、降低幾何校正難度上，有顯著效果，是對山區(qū)地形校正處理方法的有益補充。
　　3)有高程控制下線陣影像幾何處理
　　對有理多項式函數(shù)模型（Rational Function Model，RFM，一般也稱為RPC模型，Rational Polynomial Coefficient）進行研究，結(jié)合線陣衛(wèi)星遙感影像幾何位置關系與RPC模型參數(shù)解

5、算方法，探討在有高程控制信息下線陣影像幾何處理方法，為了避免在參數(shù)求解過程中出現(xiàn)病態(tài)矩陣和過度參數(shù)化的問題，利用偏最小二乘法進行RPC模型參數(shù)求解，將六種模擬仿真地形形式和SPOT5影像數(shù)據(jù)都分為五種高程分層，利用9種RPC模型形式對其進行糾正精度評價，探討不同的RPC模型形式適用范圍，對RPC模型優(yōu)選優(yōu)解展開探索;以優(yōu)選結(jié)果先驗知識，分析在數(shù)據(jù)處理過程中的誤差來源和系統(tǒng)誤差補償探討。在誤差處理的基礎上，分析歸納了逐步回歸、偏最小二乘法

6、、正交距離回歸、譜修正最小二乘和嶺估計求解參數(shù)各自的特點，對不同求解算法下RPC模型糾正進行精度對比，獲得不同地形起伏程度下的最優(yōu)RPC模型參數(shù)解法。
　　4)實驗與結(jié)論
　　根據(jù)本文算法和實驗進行試驗，考慮到RPC模型有9種特殊的模型形式并且應用的范圍環(huán)境有所區(qū)別，結(jié)合MATLAB模擬仿真3D地形掃描成像與SPOT5真實影像數(shù)據(jù)實驗，進行不同的地形形式下開展RPC模型優(yōu)選并優(yōu)解的研究。試驗結(jié)果顯示，帶有分母形式的RPC模型