[发明专利]一种遥感影像在线正射纠正方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种遥感影像正射纠正方法，更具体而言涉及一种在国际互 联网上对遥感影像进行正射纠正的方法。

背景技术

随着遥感技术的发展，特别是遥感传感器技术的不断发展，通过遥感技 术所获得的遥感影像或数据的用途越来越广。目前，遥感数据的应用范围已 经扩展到社会信息服务领域，例如，被广泛应用于测绘、农业、林业、地质 矿产、水文与水资源、环境监测、自然灾害、区域分析与规划、军事、土地 利用等方面。具有精确地理编码的遥感影像可以为土地、规划、环保、农业、 林业、海洋等不同的领域提供各自需要的地物特征和信息。

卫星或航空平台所获取遥感影像或数据时会受到天气、阳光、遮挡等外 界因素的影响，并且遥感影像或数据也会由于在数据采集时候飞行平台(如 卫星平台、航空平台)的高度、姿态变化等原因造成图像平移、旋转、缩放 等问题。另外，根据光学成像原理，相机成像时是按照中心投影方式成像的， 因此地面上的高低起伏在像片上就会存在投影差。上述问题，造成遥感影像 就会存在各种误差(主要包括：倾斜误差、投影误差等)将导致所获得的遥 感影像或数据不正确或精确，使这些影像不能适用于各种具体的用途。为此， 在使用这些影像之前需要对所获得原始遥感影像进行正射纠正。

针对上述问题，传统的遥感影像正射纠正一般包括下面两个步骤：首先 通过外业测量或者从已有的地形图资料采集GCP(地面控制点Ground Control Point)及DEM(数字高程模型Digital Elevation Model)信息；然后将上述资 料导入专业的遥感或者数字摄影测量系统完成影像正射纠正。在遥感影像正 射纠正过程中，GCP获取是最关键的步骤，GCP的精度直接影响成果的几何 精度。然而，采用传统的GCP采集方式存在采集成本高、效率低下、不可重 复利用等问题。如利用外业测量方式采集的GCP虽然精度较高，但采集周期 长，作业成本高；通过地形图资料获取的GCP则存在地形图现势性、人工判 读误差等问题。

随着国民经济的迅猛发展，各种稳定运行的卫星对地观测系统的搭建， 每天生产的遥感影像的数量急剧增加。同时，随着遥感影像在国民经济各行 业中广泛应用，对遥感影像的需求精度也越来越高，为了能够快速准确地对 这些遥感影像原始数据进行正射纠正，人们提出了一种通过建立影像控制点 数据库(ICPDB，Image Control Point Database)并应用该数据库来提高遥感影 像数据正射纠正效率的方法。在《测绘通报》2000年第1期“图形图像控制 点库及应用”一文中就提出了建立大型图形影像控制点数据库以及对GCP控 制点进行有效管理的理念，并介绍了控制点影像库建立的原理和方法，以及 如何从这样的数据库中提取控制点进行自动匹配，寻找待纠正影像与影像控 制点块上的同名点建立控制点对，实现影像的正射纠正。

已有的利用影像控制点数据库中的影像控制点(ICP，Image Control Point)提供遥感影像正射纠正服务，需要服务端将全部或者部分的ICP信息 传递给客户端，在客户端建立待纠正影像和ICP的对应关系并计算纠正模型 参数。而对于正射纠正，还需要将DEM(数字高程模型)传输到客户端，辅 助建立正射纠正模型。要提供正射纠正服务，首先要建立影像控制点数据库， 并在保证控制点影像安全的情况下，向服务需求方提供待纠正影像范围内的 控制点影像。为了遥感影像几何纠正而建立构成影像控制点数据库的影像控 制点。影像控制点以某一特征点为中心，由围绕该中心的一定范围截取的附 有精确地理编码的影像块构成。简言之，影像控制点就是一个具有地理坐标 和显著特征的一个小影像块，其数据源一般是经过正射纠正后具有某一投影 的航空或卫星遥感图像。图6就是一个影像控制点的实例，其为一个255× 255像素的影像控制点。

但是，由于影像控制点数据库的建立会耗费所有者大量的财力，因此， 影像控制点数据库的所有者一般不愿意向原始遥感影像的所有者提供相关的 影像控制点数据库，而是要求原始遥感影像的所有者提供需要纠正的原始遥 感影像，并在影像控制点数据库所有者的本地计算机或者其局域网内部基于 该影像控制点数据库对原始遥感影像进行正射纠正，并将正射纠正后的遥感 影像返回给原始遥感影像的所有者。这种方式能够保证了影像控制点数据库 不会泄露给其他人，从而确保了影像控制点数据库的安全。