[發明專利]基于GPS的高光譜遙感圖像幾何精校正方法

有效

• 申請號: 201410620489.2
• 申請日: 2014-11-06
• 公開（公告）號: CN104361563B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 馮燕;王麗;徐超
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種基于GPS的高光譜遙感圖像幾何精校正方法，其特征在于包括下述步驟：

A.數據導入；

(A1)讀取成像光譜儀獲取的bil格式的高光譜遙感圖像數據；

(A2)讀取GPS記錄的成像平臺的姿態信息數據，包括經緯度、俯仰角ψ、橫滾角ω、偏航角κ和航高H；

(A3)檢查GPS記錄的姿態信息數據的記錄數是否與成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時的掃描線數一致，如果不一致則對GPS記錄的姿態信息數據進行重采樣處理，使兩者匹配；

(A4)將GPS記錄的姿態信息數據中的俯仰角ψ、橫滾角ω和偏航角κ轉換為弧度單位；

B.將GPS記錄的成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時掃描線對應的經緯度轉換為高斯平面直角坐標；

(B1)計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線中心點經緯度向高斯平面直角坐標轉換時的中間變量，初值取m＝1；計算第一個中間變量α＝a×B+b×sin(2B)+c×sin(4B)+d×sin(6B)；其中，常系數a＝6367558.5，b＝-16036.48，c＝16.828，d＝-0.022，B為GPS記錄的第m條掃描線中心點的緯度，計算第二個中間變量β＝6399698.902-21562.267×cos²B+108.973cos⁴B-0.612cos⁶B；計算第三個中間變量η＝0.0067385254×cos²B；計算第四個中間變量L＝L₁-L_c；其中，L₁為GPS記錄的第m條掃描線中心點的經度，L_c為GPS記錄的所有掃描線形成的投影帶的中央經度；

(B2)計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線中心點在南北方向上的高斯平面直角坐標X=α+L2×β×sinB×cosB/2+L4×β×sinBcos3B×(5-tan2B+9η2+4η4)/24+L6×β×sinBcos5B×(61-58tan2B+tan4B)/720;]]>

(B3)計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線中心點在東西方向上的高斯平面直角坐標Y=L×β×cosB+L3×β×cos3B(1-tan2B+η2)/6+L5×β×cos5B×(9-18tan2B+tan4B)/120+500000;]]>

(B4)計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線的方向角γ＝κ+π/2；

(B5)計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線中心點到對應地面掃描線中心點的距離D＝H/cosψ，其中，H是GPS記錄的成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線的航高；

(B6)計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線第i個像元對應的橫滾角ω_i＝ω-(N-1)×IFOV/2+i×IFOV，其中，i是每一行左起的像元數，初值取i＝1；N是成像光譜儀線陣列的探測元數；IFOV是成像光譜儀的瞬時視場角；

(B7)計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線第i個像元到第m條掃描線中心點的距離S_i＝D×tan(ω_i)及其在南北和東西方向上的高斯平面直角坐標分量Δx_i＝S_i×cos(γ)和Δy_i＝S_i×sin(γ)；

(B8)計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線第i個像元對應的高斯平面直角坐標x_i＝X+Δx_i、y_i＝Y+Δy_i，式中，X、Y是成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線中心點在南北和東西方向上的高斯平面直角坐標；

(B9)重復(B6)～(B8)，令i加1，計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時第m條掃描線上所有像元對應的高斯平面直角坐標；

(B10)重復(B1)～(B9)，令m加1，計算成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時所有掃描線所有像元對應的高斯平面直角坐標；

C.圖像校正

(C1)計算像元分辨率其中，是成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時所有掃描線的平均航高；

(C2)計算校正圖像在南北方向的尺寸xsize＝(x?max-x?min)/GR，其中，x?max表示成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時所有像元對應的高斯平面直角坐標在南北方向的最大值，x?min表示成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時所有像元對應的高斯平面直角坐標在南北方向的最小值；

(C3)計算校正圖像在東西方向的尺寸ysize＝(y?max-ymin)/GR，其中，y?max表示成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時所有像元對應的高斯平面直角坐標在東西方向的最大值，y?min表示成像光譜儀獲取高光譜遙感圖像時所有像元對應的高斯平面直角坐標在東西方向的最小值；

(C4)計算成像光譜儀獲取的高光譜遙感圖像第一個像元在校正圖像中對應的行數xindex＝(x?max-x)/GR，其中，x是第一個像元對應南北方向的高斯平面直角坐標；循環執行本步驟計算所有像元在校正圖像中對應的行數；

(C5)計算成像光譜儀獲取的高光譜遙感圖像第一個像元在校正圖像中對應的列數yindex＝(y-y?min)/GR，其中，y是第一個像元對應東西方向的高斯平面直角坐標；循環執行本步驟計算所有像元在校正圖像中對應的列數；

(C6)根據成像光譜儀獲取的高光譜遙感圖像所有像元在校正圖像中對應的行數和列數，將成像光譜儀獲取的高光譜遙感圖像的第k個波段的所有像元的灰度值賦給校正圖像對應像元，初值取k＝1；

(C7)采用最近鄰域插值法消除由于校正前后圖像尺寸不一致造成的校正圖像數據的像元缺失；

(C8)重復(C6)～(C7)，令k加1，完成所有波段圖像校正。