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(xué)技術(shù)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(huì)經(jīng)濟(jì)等信息，提供了諸多的資料。面對(duì)遙線陣遙感影像及其相關(guān)產(chǎn)品廣泛應(yīng)用，有針對(duì)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(duì)應(yīng)的地物位置信息發(fā)生變化的影響;又可以在面對(duì)地表地形不同復(fù)雜程度時(shí)進(jìn)行幾何處理模型優(yōu)選并優(yōu)解，為快捷高效地對(duì)線陣遙感影像幾何處理提供借鑒和參考。本文主要研究?jī)?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(duì)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(gè)中心投影成像條帶，并生成一個(gè).PNG格式條帶圖片，將每一個(gè)條帶看成為一個(gè)二維數(shù)組，不斷向第一個(gè)二維數(shù)組追加后面的二維數(shù)組，實(shí)現(xiàn)全圖控制格網(wǎng)區(qū)域的無(wú)縫拼接圖像處理。
　　2)無(wú)高程控制控制下線陣影像幾何處理

3、　　在實(shí)際進(jìn)行幾何校正操作時(shí)，為了消除山區(qū)遙感影像的變形差異，提出了一種在無(wú)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(zhǔn)方法。對(duì)柵格影像進(jìn)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(diǎn)，按照全局粗配準(zhǔn)和局部精配準(zhǔn)的原則，逐級(jí)加密控制點(diǎn)分布，迭代配準(zhǔn)，并利用最小平方中值法(Least median of squares，LMedS)評(píng)估匹配誤差，LMedS法對(duì)錯(cuò)誤匹配具有良好的魯棒性，可以剔除粗差

4、控制點(diǎn)，從而減小總體均方根誤差，提高匹配精度。區(qū)域逐級(jí)迭代配準(zhǔn)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(duì)山區(qū)地形校正處理方法的有益補(bǔ)充。
　　3)有高程控制下線陣影像幾何處理
　　對(duì)有理多項(xiàng)式函數(shù)模型（Rational Function Model，RFM，一般也稱為RPC模型，Rational Polynomial Coefficient）進(jìn)行研究，結(jié)合線陣衛(wèi)星遙感影像幾何位置關(guān)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(guò)程中出現(xiàn)病態(tài)矩陣和過(guò)度參數(shù)化的問(wèn)題，利用偏最小二乘法進(jìn)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(duì)其進(jìn)行糾正精度評(píng)價(jià)，探討不同的RPC模型形式適用范圍，對(duì)RPC模型優(yōu)選優(yōu)解展開(kāi)探索;以優(yōu)選結(jié)果先驗(yàn)知識(shí)，分析在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中的誤差來(lái)源和系統(tǒng)誤差補(bǔ)償探討。在誤差處理的基礎(chǔ)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(jì)求解參數(shù)各自的特點(diǎn)，對(duì)不同求解算法下RPC模型糾正進(jìn)行精度對(duì)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(shí)驗(yàn)與結(jié)論
　　根據(jù)本文算法和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行試驗(yàn)，考慮到RPC模型有9種特殊的模型形式并且應(yīng)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(shí)影像數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行不同的地形形式下開(kāi)展RPC模型優(yōu)選并優(yōu)解的研究。試驗(yàn)結(jié)果顯示，帶有分母形式的RPC模型