关于GIS中的几何变换及使用的探讨.doc文档23页全文免费阅读

多光谱多时相影像配准和遥感影像制图，必须经过上述几何校正。

由于人们已经习惯了用正射投影地图，所以多数遥感影像的几何校正以正射投影为基准进行。

些小比例尺遥感影像专题制图，可采用不同地图投影作为几何校正基准，主要是用来解决投影变换问题，但是些畸变不能完全得到消除。

例如由于摄像机的扫描偏转系统有定的非线性，会出现所谓桶形失真枕形失真。

低级处理涉及初级操作，如降低噪声的图像预处理，对比度增强和图像尖锐化等，低级处理是以输人输出都是图像为特点的处理。

中级处理涉及分割把图像分为不同区域以及缩减对目标物的描述，进而使其更适合计算机处理及对不同目标的分类识别，中级图像处理是以输人为图像，但输出是从这些图像中提取的特征如边缘轮廓及不同物体的标识等为特点的。

最后，高级处理涉及在图像分析中被识别物体的总体理解，以及执行与视觉相关的识别函数。

几何畸变和几何校正几何畸变当在不同摄入和显示条件下得到正几何畸变当在不同摄入和显示条件下得到图像时，物体图像常会出现歪斜现象，就是所谓几何畸变或几何失真。

，高级处理涉及在图像分析中被识别物体的总体理解，以及执行与视觉相关的识别函数。

是以输人为图像，但输出是从这些图像中提取的特征如边缘轮廓及不同物体的标识等为特点的。

最后部分内容简介学科。

低级处理涉及初级操作，如降低噪声的图像预处理，对比度增强和图像尖锐化等，低级处理是以输人输出都是图像为特点的处理。

中级处理涉及分割把图像分为不同区域以及缩减对目标物的描述，进而使其更适合计算机处理及对不同目标的分类识别，中级图像处理是以输人为图像，但输出是从这些图像中提取的特征如边缘轮廓及不同物体的标识等为特点的。

最后，高级处理涉及在图像分析中被识别物体的总体理解，以及执行与视觉相关的识别函数。

几何畸变和几何校正几何畸变当在不同摄入和显示条件下得到图像时，物体图像常会出现歪斜现象，就是所谓几何畸变或几何失真。

例如由于摄像机的扫描偏转系统有定的非线性，会出现所谓桶形失真枕形失真。

由于地球表面呈球形，而卫星摄取的地球表面图像往往覆盖了较大面积，这样的平面图像就有较大的几何失真。

几何畸变的复原或校正以幅图像为基准，去校正另种摄取方式得到的图像的几何畸变。

几何畸变按照畸变的性质划分，几何畸变可分为系统性畸变和随机性畸变。

系统性畸变是指遥感系统造成的畸变，这种畸变般具有定的规律性，而且其大小能够提前预测，例如扫描镜的结构方式和扫描速度等造成的畸变就可以提前预测。

随机性畸变是指其大小不能预测，其出现带有随机性质的畸变，例如地形起伏造成的随地区变换而不同的几何偏差。

几何校正几何校正是指消除或改正遥感影像的几何误差的过程。

遥感影像的几何误差，大体分为两类内部畸变引起的误差，由传感器性能差异引起，主要有比例尺畸变，可通过比例尺系数计算进行校正歪斜畸变，可经次方程式变换加以校正中心移动畸变，可经平行移动改正扫描非线性畸变，必须获得每条扫描线的校正数据才能改正辐射状畸变，经次方程式变换后即可校正正交扭曲畸变，经次以上方程式变换才可加以改正外部畸变，由运第页共页载工具的姿态变化和目标物变化引起。

包括由运载工具姿态变化偏航俯仰滚动等引起的畸变，如因倾斜引起的投影畸变，可用投影变换加以校正因高度变化引起的比例尺不致，可用比例尺系数加以校正由目标物引起的畸变，如地形起伏引起的畸变，需要逐点校正若因地球曲率引起的畸变，则需经次以上高次方程式变换才能加以改正。

多光谱多时相影像配准和遥感影像制图，必须经过上述几何校正。

由于人们已经习惯了用正射投影地图，所以多数遥感影像的几何校正以正射投影为基准进行。

些小比例尺遥感影像专题制图，可采用不同地图投影作为几何校正基准，主要是用来解决投影变换问题，但是些畸变不能完全得到消除。

遥感影像的几何校正可应用光学电子学或计算机数字处理技术来实现。

几何校正方法图像几何校正的基本方法是先建立几何校正的数学模型其次利用已知条件确定模型参数最后根据模型对图像进行几何校正。

通常分两步图像空间坐标变换首先建立图像的点坐标行列号和物体或参考图对应点坐标间的映射关系，解出映射关系中的未知参数，然后根据映射关系对图像各个像素坐标进行校正确定各像素的灰度值灰度内插值。

第页共页第章几何畸变及几何校正综述引起几何畸变的原因分析由于成像系统本身具有非线性特征或摄象时视角不同，在图像生成的过程中，都会使生成的图像产生几何失真。

虽然对于卫星遥感图像，其产生几何失真的因素很多很复杂，但是总体而言般可以分为系统失真和非系统失真两种。

系统失真般是指由多光谱扫描镜线速不匀，检测器采样延迟造成的各波段间不配准，同波段扫描行间的错动以及卫星前进运动造成的扫描歪斜等产生的失真，它们般具有规律性和能预测性。

非系统失真是指由于卫星飞行姿态的变化侧滚，俯仰，偏航，飞行高度和速度的变化以及自地球转等引起的失真，如图。

图中虚线为非失真原图，实线为失真图。

非系统失真是随机的。

第页共页多种类型的几何畸变空间坐标变换方法归纳实际工作中常以幅图像为基准，去校正几何失真的图像。

通常设基准图像，是利用没有畸变或畸变较小的摄像系统获得的，而有较大几何畸变的图像则用表示，下图是种畸变情形。

设两幅图像几何畸变的关系能用解析式第页共页来描述。

三角形线性法图像的几何失真般是讲非线性的，但在个局部小区域内可近似认为是线性的。

基于这假设，将标准图像和被校正图像之间的对应点对应划分成系列小三角形区域。

二元多项式法此方法是将标准图像的空间坐标，和被校正图像的空间坐标，之间的关系用个二元次多项式来描述。

第页共页第章灰度级插补算法灰度级插补的定义前面节讨论的方法遍历坐标，的整数值得到复原图像，。

然而，根据系数的值能产生非整数的，值。

因为失真图像是数字的，它的像素值只定义在整数坐标，因此，对，用非整数值会，我们只要了解这两者之间的关系，校正图像就不困难了。

现在知道四点坐标，则点坐标为同理点坐标为因为所以根据点坐标得到点坐标为第页共页算法的实现及结果第页共页第页共页第页共页失真图像校正后图像第页共页第章总结与展望观察图像是人类获取和交换信息的主要方式，因此，图像处理的应用领域必然涉及到人类生活工作中的各个方面。

随着人类活动范围的不断扩大，图像处理的应用领域也将随之不断扩大。

几何校正是图像处理中的重要内容，本文对几何畸变的原因做了简单的解说，并对几何校正的几种算法和灰度级插补算法进行了详细的描述。

我的方法是在的基础上完成的，使用的是梯形矩形逼近算法及双线性插值法，此方法能对网格图形进行恢复，而且精度较高。

第页共页参考文献，美国出版社，百度百科数字图像，百度百科数字图像处理，百度百科几何校正，沈庭芝，方子文数字图像处理及模式识别北京理工大学出版社，章毓普图像处理与分析北京清华人民出版社，廖士巾，高培焕，苏艺种光学镜头摄像机图像几何畸变的修正方法中国图像图形学报，数字图像处理美卡斯尔曼，著朱志刚等译北京电子工业出版社，数字图像处理美卡纳特，著邓普华等译北京机械工业出版社，王亚东，丁明跃，彭嘉雄种基于摄像机模型的畸变图像校正方法自动化学报毕业论文设计题目关于中的几何变换及使用的探讨完班级学制专业地理信息系统指导教师完成日期第页共页摘要由于成像系统本身具有非线性或摄像时视角不同，在图像生成的过程中，都会使生成的图像产生几何失真。

对于卫星遥感图像，其产生几何失真的因素很多很复杂，般可以分为系统失真和非线性失真。

多项式坐标变换法是进行几何修正的有数方法，但是当次数较高的时候，运算量太大，难以应用。

为此本文提出了梯形矩形逼近法，能很好的对网格图像进行复原，并对导致几何畸变的原因及校正方法作了归纳和分析，然后利用投影变换的方法建立了梯形失真的校正模型，并应用双线性插值算法对校正的图像进行灰度级插补。

关键词几何失真线性失真非线性失真梯形矩形逼近法双线性插值第页共页摘要第章数字图像处理与几何畸变数字图像及数字图像处理数字图像处理的概念几何畸变和几何校正几何畸变几何校正第章几何畸变及几何校正综述引起几何畸变的原因分析多种类型的几何畸变空间坐标变换方法归纳第章灰度级插补算法灰度级插补的定义最邻近插值法双线性插值算法立方卷积插值算法三种灰度插值算法的对比第章几何校正算法多项式逼近几何校正算法梯形矩形逼近校正算法梯形失真校正的数学模型算法的实现及结果第章总结与展望参考文献第页共页第章数字图像处理与几何畸变数字图像及数字图像处理数字图像是指以二维数字组形式表示的图像，其数字单元为像元。

数字图像处理又称为计算机图像处理，是指将图像信号转换成数字信号并利用的过程。