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《IKONOS影像中地形起伏對投影差的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、104--106，2012地質(zhì)學(xué)千ll第36卷第1期doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2012．01．1041KONOS影像中地形起伏對投影差的影響趙小祥1。韋福彪2，狄群2。翟輝2(1．江蘇省測繪工程院，江蘇南京210013；2．江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018)摘要：利用航空攝影測量的共線方程式．可以計(jì)算由于地形高差導(dǎo)致的地物在航片上的投影差大小和方向，從而進(jìn)行修正，從投影的角度來分析IKONOS影像巾由于地形起伏帶來投影差的原閃和特點(diǎn)，給出了計(jì)算公式用以分析影像糾正所需的地形精度要求，并塒使用投影差和
2、地物陰影大小來估算建筑物高度進(jìn)行了嘗試。關(guān)鍵詞iIKONOS影像；成像高度角；投影差中圖分類號：TP79文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1674—3636(2012)01—0104—030引言航空攝影的像片均為中心投影，其投影光線是發(fā)射狀的，匯聚于相機(jī)主點(diǎn)。這就使得某一地物在航空像片上的影像隨著位置的差異引起投影不同，表現(xiàn)為投影方向不同以及投影量不同，只有像主點(diǎn)的投影差才為零。利用航空攝影測量的共線方程式，可以計(jì)算由于地形高差所導(dǎo)致的地物_在航片上的投影差大小和方向，從而進(jìn)行修正，這就是微分糾正，它是制作正射影像的基本原理(張祖勛等，2002)。對
3、于較高分辨率的衛(wèi)星遙感影像，由于傳感器的在軌高度很高，影像幅面相對過小，岡此影像獲取的視場角{E／b(王樹根，2009)。例如：IKONOS其地面分辨率為1nl，衛(wèi)星的設(shè)計(jì)高度是681km，而像幅1kmX1．3km，可以計(jì)算其視場角為0．10940(0．1909弧度)。而普通航空攝影的真彩航空像片(以成圖比例尺1：5000為例)，焦距一般為153．161lnln，像幅230mmX230mm，通過計(jì)算，得出視場角740。南此可見，兩者在投影方式方面存在明顯差異，IKONOS等高分辨率衛(wèi)星遙感影像的視場角很小，投影方式幾乎被認(rèn)為是平行投影；而航
4、空像片的視場角相當(dāng)大，一般在35。以上，顯然不能歸納到平行投影方式(趙英時(shí)等，2003)。IKONOS衛(wèi)星影像由于視場角小，不可能具有固定的傾斜角，否則影像獲取將受到極大的限制。例如，傾斜角固定在1。以內(nèi)的影像，需要140d才能獲取同一地區(qū)的重復(fù)數(shù)據(jù)，而傾斜角增大為100，則可以在11d左右時(shí)間得到重復(fù)數(shù)據(jù)。因此，所設(shè)計(jì)的傳感器需靈活調(diào)整其傾斜角，這樣可以保證在短期內(nèi)能獲取所需的影像，滿足對影像地面分辨率和時(shí)間分辨率的需要，還能實(shí)現(xiàn)不同方位重復(fù)觀測，用于立體觀測和地形分析建模。所以，用戶所得到的影像資料，其傾斜角度也各不相同。由于IKONO
5、S影像是傾斜攝影的，必然存在由于地形起伏建筑物高度造成的影像投影差。筆者主要從數(shù)學(xué)分析的角度討論IKONOS影像中地形起伏對影像像素的影響，以便在IKONOS影像的糾正中，選擇適當(dāng)精度的DEM，為實(shí)現(xiàn)微分糾正精度提供理論依據(jù)。1IKONOS影像中地形起伏對投影的影響和應(yīng)用相對于航空攝影，搭載衛(wèi)星傳感器的遙感衛(wèi)星，成像高度非常高，通常在600km以上，但并不意味著投影差隨之變小。航空像片雖然視場角較大。但一般是垂直攝影，只有像主點(diǎn)附近的投影差接近于零；而IKONOS影像一般都有一定的傾斜角度，傾斜收稿日期：201l—06—08；修回日期：20
6、1l—07—22；編輯：侯鵬飛作者簡介：趙小祥(1976～)，男。T程師，測繪專業(yè)，E—mail：jsnj2002cn@yahoo．eom．cn第36卷趙小祥等：IKONOS影像中地形起伏對投影差的影響導(dǎo)致地物投影的產(chǎn)生，傾斜度越大，投影差越大；傾斜度越小，投影差越小。只有當(dāng)影像的傾斜角為00時(shí)，即垂直攝影，地形變化才不會(huì)因?yàn)榈匦味鹜队安?。以下詳?xì)描述IKONOS影像的各種角度，以及與投影差的影響。在研究IKONOS影像的時(shí)候，通常會(huì)使用到太陽方位角、太陽高度角和衛(wèi)星成像方位角、成像高度角的概念(圖1)。通常所說的衛(wèi)星影像的傾斜角與這里
7、的成像高度角其實(shí)是同一概念，它們之間是余角關(guān)系，即如果傾斜角為10。，成像高度角即為80。。用戶獲取IKONOS影像數(shù)據(jù)的時(shí)候，同時(shí)還需要獲取元數(shù)據(jù)文件，文件記錄了影像獲取時(shí)的太陽方位角、太陽高度角、傳感器的成像方位角和成像高度角。太陽方位角和太陽高度角是有關(guān)太陽方位的描述，而成像方位角和成像高度角是傳感器方位的描述。從圖1可以看出，太陽方位角影響了地物陰影的方向，太陽高度角影響了地物陰影的大小，它們不會(huì)導(dǎo)致投影差，只影響成像的亮度；而成像方位角影響地物投影的方向，成像高度角影響投影差的大小，它們都是導(dǎo)致地物位移的主要原因(周家香等，200
8、4)。太陽方位角圖1各種成像角度參數(shù)間的相互關(guān)系示意圖IKONOS影像接近于平行投影，所以單景影像的所有地物陰影方向一致，所有地物投影方向也一致，地物陰影和地物高度比例系數(shù)一致，
