[发明专利]一种基于平均高程面的影像快速几何预处理方法

说明书

本发明涉及一种基于平均高程面的影像快速几何预处理方法。该方法将传感器校正和系统几何纠正两个步骤合二为一，仅输出一种基于平均高程面的系统几何纠正产品。该产品兼有传感器校正产品和系统几何纠正产品的特点，包括带地理定位信息的影像和有理多项式模型系数两部分。一方面，其影像包含有地理定位信息，可以直接作为系统几何纠正产品使用；另一方面，用户也可以利用其有理多项式模型系数对影像进行几何精加工，得到含有地理定位信息的影像产品。本发明提出的这种基于平均高程面的影像快速几何预处理系统，节约了CPU和I/O资源，提高了时效性，也增加了产品的易用性。

技术领域

本发明涉及一种预处理方法，尤其是涉及一种基于平均高程面的影像快速几何预处理方法。

背景技术

传统的地面预处理系统的生产流程包括传感器校正、系统几何纠正两个步骤，可分别输出传感器校正产品和系统几何纠正产品两种影像。其中，系统几何纠正产品包含地理定位信息，用户可以直接使用。传感器校正产品有理多项式模型系数，用户可以对影像进行几何精加工，得到含有地理定位信息的影像产品。由于这种传统的地面预处理系统需要输出两种产品，增加了I/O开销，导致时效性降低，难以适应地震、洪涝、森林火灾等应急场合。

发明内容

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种基于平均高程面的影像快速几何预处理方法，其特征在于，包括：

步骤1、由对地观测卫星光学传感器通过线阵推扫成像方式获取影像，且经过传感器校正处理；同时利用成像过程中的行时、姿态、轨道等辅助数据和相机定标系数计算了传感器校正影像对应的有理多项式模型系数；其中，传感器校正影像对应的有理多项式模型是指：传感器影像点的二维坐标(x,y)与地球表面点的三维坐标(L,B,H)之间的数学关系式，该数学关系式的具体形式是两个三次多项式之比，故称为有利多项式；

步骤2、将传感器校正影像对应的有理多项式模型系数转换成系统几何纠正影像对应的有理多项式模型系数；转换前的像方坐标对应于传感器校正影像坐标(x1,y1)，转换后的像方坐标对应于平均高程面上的系统几何纠正影像坐标(x2,y2)；这两种像方坐标之间存在如下关系；

x1＝Fx(L,B,H),y1＝Fy(L,B,H) 公式(1)

x1＝Fx(L,B,H),y1＝Fy(L,B,H) 公式(1)

其中：公式(1)右侧(L,B,H)表示对应的高程面H上的点的物方坐标是(L,B)，Fx,Fy是传感器校正影像对应的有理多项式模型系数；公式(2)中系统几何纠正影像对应于平均高程面H0，物方坐标是(L,B)，其中左上角点的物方坐标是(L0,B0)，两个方向上的采样间隔分别是(dL,dB)；

步骤3、对原始影像进行基于平均高程面上的系统几何纠正；系统几何纠正后的影像左上角点对应的物方坐标是(L0,B0)，在两个方向上的采样间隔是(dL,dB)，每个像点(x2,y2)的物方坐标(L,B)都是已知的；系统几何纠正后的影像同时也是平均高程面H0上的影像；因此，据原始影像的几何成像模型，由平均高程面H0上的物方坐标(L,B)反算其原始像方坐标，再进行灰度重采样，得到平均高程面上的系统几何纠正影像。

在上述的一种基于平均高程面的影像快速几何预处理方法，步骤2中，根据(x1,y1)求(x2,y2)的过程如下；

步骤2.1、根据公式(1)由(x1,y1)求平均高程面H0上的物方坐标(L,B)；

步骤2.2、求出物方坐标(L,B)的最大最小范围，得到左上角点坐标(L0,B0)；

步骤2.3、根据用户指定的采样间隔(dL,dB)，由公式(2)求得(x2,y2)。