影像的图像变形时，地球曲率引起的像点位移一般是不能忽略的。当利用共线方程进行几何校正时，由于已知控制点的大地坐标是以平面作为水准面的，而地球是个椭球体，所以需按上述方法对像点坐标进行改正，以解决两者之间的差异，使改正后的像点位置，投影中心和地面控制点坐标之间满足共线关系。
22、（5）大气折射引起的图像变形：对侧视雷达图像，大气折射的影响体现在两方向。第一是大气折射率的变化使得电磁波的传播路径改变；第二是电磁波的传播速度减慢，而改变了电磁波传播时间。大气折射引起的路程变化的影响极小，可忽略不计。而时间变化的影响，不能忽略，需加以改正。也就是对侧视雷达在时间上的影响是不可忽略的。 23、（6）地球自转主要是对动态传感器的图像产生变形影响，特别是对卫星遥感图像。 24、遥感图像的几何处理：概念：遥感图像作为空间数据，具有空间地理位置的概念。在应用遥感图像前，必须将其投影到需要的地理坐标系。因此，遥感图像几何处理是遥感信息处理过程中的一个重要环节。? 重要性：随着遥感技术的发展，来自不同空间分辨率、不同光谱分辨率和不同时相的多源遥感数据，形成了空间对地观测的影像金字塔。当处理、分析和综合利用这些多尺度的遥感数据、进行多源遥感信息的表示、融合及混合像元的分解时，必须保证各不同数据源之间几何的一致性，进行影像间的几何配准。同时高分辨率遥感影像的出现对几何处理提出更高要求。
25、遥感图像的粗加工处理：也称为粗纠正，它仅做系统误差的改正。当已知图像的构像方式时，就可以把与传感器有关的测定的校正数据，如传感器的外方位元素等代入构像公式对原始图像进行几何校正。粗纠正处理对传感器内部畸变的改正很有效，但处理后图像仍有较大的残差（偶然误差和系统误差）。
26、根据构像方程，要进行纠正需要知道成像时投影中心的大地坐标[X,Y,Z],扫描姿态角，扫描角?，焦距f。（1）投影中心坐标的计算：通过卫星星历法或者GPS测定卫星的坐标然后推算传感器的坐标（2）扫描姿态角：使用姿态量测仪如红外姿态量测仪、星相机、陀螺仪。（3）扫描角：扫描周期T，扫描视场?确定扫描速度然后解求时刻t的扫描角。 27、遥感图像的精纠正处理：消除图像中的几何变形，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新图像。两个环节：像素坐标的变换，即将图像坐标转变为地图或地面坐标；坐标变换后的像素亮度值进行重采样。目前的纠正方法有多项式法，共线方程法和有理函数模型法等
28、遥感图像纠正处理过程：? 根据图像的成像方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模
型。? 根据所采用的数学模型确定纠正公式。? 根据地面控制点和对应像点坐标进行平差计算变换参数，评定精度。? 对原始影像进行几何变换计算，像素亮度值重采样。 29、基于多项式的遥感图像纠正：多项式纠正回避成像的空间几何过程，直接对图像变形的本身进行数字模拟。利用地面控制点的图像坐标和其同名点的地面坐标通过平差原理计算多项式中的系数，然后用该多项式对图像进行纠正。常用多项式有一般多项式、勒让德多项式、双变量分区插值多项式。
x?a0?(a1X?a2Y)?(a3X2?a4XY?a5Y2)?(a6X3?a7X2Y?a8XY2?a9Y3)??? y?b0?(b1X?b2Y)?(b3X2?b4XY?b5Y2)?(b6X3?b7X2Y?b8XY2?b9Y3)???
N?多项式系数个数N与阶数n关系：
(n?1)(n?2)2
30、多项式系数ai,bj(i ,j =0，1，2，?(N－1))一般由两种办法求得：用可预测的图像变形参数构成；利用已知控制点的坐标值按最小二乘法原理求解。? 选用一次项纠正时，可以纠正图像因平移、旋转、比例尺变化和仿射变形等引起的线性变形。? 选用二次项纠正时，则在改正一次项各种变形的基础上，改正二次非线性变形。? 选用三次项纠正则改正更高次的非线性变形。
31、多项式纠正步骤：（1）用已知地面控制点求解多项式系数（2）遥感图像的纠正变换（3）遥感图像亮度（灰度）值的重采样（4）纠正结果评价
32、利用已知地面控制点求解多项式系数：列误差方程式、构成法方程、计算多项式系数、精度评定。
33、遥感图像的纠正变换：（1）把原始图像的四个角点a、b、c、d按纠正变换函数投影到地图坐标系统中去，得到8个坐标值（2）对这8 个坐标值按X 和Y两个坐标组分别求其最小值X1，Y1和最大值X2,Y2，并令X1，Y1 ，X2,Y2为纠正后图像范围四条边界的地图坐标值。（3）划分格网：根据精度要求确定输出像素的地面尺寸?X,?Y，再确定图像总的行列数M和Ｎ（４）由于图像纠正变换函数一般只表达原始图像坐标(x,y)和地面坐标( X,Y)之间的关系，为了进一步表达原始图像与输出图像坐标间的关系，则需要把地面坐标转换为输出图像坐标 （
x?p,y?p）??在输出图像边界及其坐标系统确立后，就可以按照选定的纠正变换
函数把原始数字图像逐个像素变换到图像贮存空间中去。这里有两种可供选择的纠正方案：直接纠正方案和间接纠正方案。
34、直接纠正方案：从原始图像阵列出发，按行列的顺序依次对每个原始像素点位求其在地面坐标系(也是输出图像坐标系) 中的正确位置：同时，把该像素的亮度值移置到由上式算得的输出图像中的相应点位上去；间接纠正方案：从空白的输出图像阵列出发，亦按行列的顺序依次对每个输出像素点位反求原始图像坐标中的位置：然后把由上式所算得的原始图像点位上的亮度值取出填回到空白图像点阵中相应的像素点位上去。
35、数字图像亮度值的重采样：就是根据一类象元的信息内插出另一类象元信息的过程。图像亮度重采样时，周围像素亮度对被采样点贡献的权可用重采样函数来表达，理想的重采样函数是辛克（SINC）函数。常用的重采样算法有：最邻近像元采样法、双线性内插法、双三
Ip?Wx?I?W次卷积重采样法。
Ty?I11,I12??Wy1???Wx1,Wx2????W?I,I?2122???y2??
36、三种方法的优缺点：最邻近像元采样法最简单，辐射保真度较好，但它将造成像点在一个像素范围内的位移，其几何精度较其他两种方法差；双线性内插法的计算较为简单，并且具有一定的亮度采样精度，所以它是实践中常用的方法，但图像略变模糊；双三次卷积的内插精度较高，但计算量大。
37、基于共线方程的遥感图像纠正：共线方程纠正是建立在图像坐标与地面坐标严格数学变换关系的基础上的，是对成像空间几何形态的直接描述。该方法纠正过程需要有地面高程信息( DEM) ，可以改正因地形起伏而引起的投影差。因此当地形起伏较大，且多项式纠正的精度不能满足要求时，要用共线方程进行纠正。在动态扫描成像时，由于传感器的外方位元素是随时间变化的，因此外方位元素在扫描过程中的变化只能近似表达，此时共线方程本身的严密性就存在问题。所以动态扫描图像的共线方程纠正与多项式纠正相比精度不会有大的提高。但是像SPOT卫星运行平稳还是可以的。
38、基于有理函数的遥感图像纠正：（1）最小二乘求解RFM参数算法（2）与地形无关的最小二乘法求解RFC：当严格成像模型参数已知，用严格成像模型建立地面点的立体空间格网和影像面之间的对应关系作为控制点来解求RFC，该方法求解RFC而不需要详细的地面控制信息，仅仅需要该影像地区的最大高程和最小高程，因此称之为与地形无关的方法。过程：（1）建立空间格网：在高程方向上以一定的间隔分层，在平面上，以一定的格网大小建立地面规则格网。（2）RFC解算：利用控制点来估计RFC（ai,bi,ci,di）(3)精度检查：用求解的RFC来计算检查点对应的影像坐标，通过严格成像模型计算的检查点影像坐标的差值来评定解算RFC参数的精度。
39、图像间的自动配准：目的：多源数据进行比较和分析，如图像融合、变化检测、统计模
式识别、三维重构和地图修正等，都要求多源图像间必须保证在几何上是相互配准的。实质：遥感图像的几何纠正，根据图像的几何畸变特点，采用一种几何变换将图像归一化到统一的坐标系中。方式：图像间的匹配：即以多源图像中的一幅图像为参考图像，其他图像与之配准，其坐标系是任意的。；绝对配准：即选择某个地图坐标系，将多源图像变换到这个地图坐标系以后来实现坐标系的统一。
40、图像配准的过程：（1）在多源图像上确定分布均匀，足够数量的图像同名点：特征点的提取、特征点的匹配（2） 通过所选择的图像同名点解算几何变换的多项式系数，通过纠正变换完成一幅图像对另一幅图像的几何纠正。多源图像间同名点的确定是图像配准的关键，图像同名点的获取可以用目视判读方式和图像自动配准方式。
41、通过图像相关的方法自动获取同名点：首先取出以待定点为中心的小区域中的图像信号，然后在搜索区搜索同名点。图像匹配的一些算法：相关系数测度、差分测度、相关函数测度。
42、数字图像的镶嵌：当感兴趣的研究区域在不同的图像文件时，需要将不同的图像文件合在一起形成一幅完整的包含感兴趣区域的图像。要求图像之间要有一定的重复度。 43、数字图像镶嵌的关键：（1）几何连接：实质是几何纠正，将所有参加镶嵌的图像纠正到统一的坐标系中，去掉重叠部分将多幅图像拼接起来形成一幅更大幅面图像。（2）接缝消除：保证拼接后的图像反差一致，色调相近，没有明显的接缝。
44、图像向前的过程：（1）图像的几何纠正（2）搜索镶嵌边：先以重叠区的1/2为镶嵌边，然后搜索最佳镶嵌边，即该边为左右图像上亮度值最接近的连线（3）亮度和反差调整（4）平滑边界线
第六章 遥感图像辐射处理
1、辐射定标和辐射校正是遥感数据定量化的最基本环节。
2、辐射定标：指传感器探测值的标定过程方法，用以确定传感器入口处的准确辐射值。手段是测定传感器对一个已知辐射目标的响应。辐射校正：指消除或改正遥感图像成像过程中附加在传感器输出的辐射能量中的各种噪声的过程。
3、遥感图像的辐射误差主要包括：（1）传感器本身的性能引起的辐射误差——光谱响应系数；（2）地形影响和光照条件的变化引起的辐射误差——太阳和地面；（3）大气的散射和吸收引起的辐射误差。
4、绝对定标：对目标作定量的描述，要得到目标的辐射绝对值。绝对定标要建立传感器测量的数字信号与对应的辐射能量之间的数量关系，即定标系数，在卫星发射前后都要进行。
绝对定标方法有：传感器实验室定标、遥感器星上内定标、遥感器场地外定标
5、相对定标：相对定标只得出目标中某一点辐射亮度与其他点的相对值。又称为传感器探测元件归一化，是为了校正传感器中各个探测元件响应度差异而对卫星传感器测量到的原始亮度值进行归一化的一种处理过程。由于传感器中各个探测元件之间存在差异，使传感器探测数据图像出现一些条带。相对辐射定标的目的就是降低或消除这些影响。 6、大气校正：消除大气影响的校正过程称为大气校正。
7、大气校正方法：（1）基于辐射传输方程的大气校正（2）基于地面场数据或辅助数据进行辐射校正：假设地面目标的反射率与遥感探测器的信号之间具有线性关系，通过获取遥感影像上特定地物的灰度值及其成像时相应的地面目标反射光谱的测量值，建立两者之间的线性回归方程式，在此基础上对整幅影像进行辐射校正。（3）利用某些波段来对其他波段进行大气校正。
8、太阳高度角引起的辐射畸变校正是将太阳光线倾斜照射时获取的图像校正为太阳光垂直照射时获取的图像。太阳高度角的影响会在图像上产生阴影现象。
9、地形影响引起的辐射校正需要知道各坡面的倾角，需要已知该地区的DEM。此外，可以通过比值图像来消除或部分减小其影响。
10、利用遥感图像的灰度值可以反算地物的反射率或地物温度：利用可见光波段可以计算反射率；利用热红外波段计算地物的温度。
11、地面辐射校正场：当遥感数据进行辐射定标和辐射校正后，如何评价其精度，需要通过地面辐射校正场来对计算结果进行验证和修正。意义：（1）建立地面辐射校正场符合遥感数据定量化的需要；（2）建立地面辐射校正场可以弥补星上定标的不足；（3）满足多种传感器和多时相遥感资料的应用需要。我国根据需要选择了敦煌西戈壁作为可见光和红外波段的辐射校正场，青海湖作为热红外波段和红外低发射率的辐射校正场。
12、遥感图像增强：为特定目的，突出遥感图像中的某些信息，削弱或除去某些不需要的信息，使图像更易判读。实质是增强感兴趣目标和周围背景图像间的反差。它不能增加原始图像的信息，有时反而会损失一些信息。它也是计算机自动分类的一种预处理方法。 13、分类：空间域处理：直接对图像进行各种运算以得到需要的增强结果。基于直方图的处理、图像平滑、图像锐化等。频率域处理是指先将空间域图像变换成频率域图像，然后在频率域中对图像的频谱进行处理，最后再反变换回空间域，以达到增强图像的目的。 14、图像灰度直方图反映了一幅图像中灰度级与其出现概率之间的关系。灰度直方图可以看成是一个随机分布密度函数，其分布状态用灰度均值和标准差两个参数来衡量。用灰度均值