机载三线阵ADS40影像的几何校正及其平差研究

发布时间：2017-04-27 20:11

  本文关键词：机载三线阵ADS40影像的几何校正及其平差研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：摘要：机载数字传感器ADS40是一种推扫式三线阵CCD传感器,采用线中心投影方式成像,可以直接获得高辐射分辨率、高空间分辨率的数字影像,极大地提高了摄影测量图像处理的效率。但是由于采样期间ADS40装载的GPS/IMU(POS)受飞行平台运动等因素的影响,导致位置和姿态角发生变化,使得获取的ADS40影像存在着较大的形变,不仅影响目视解译,更严重的影响后续影像匹配及立体观测；同时,虽然ADS40可以获取很高的数据精准度,可以满足小比例尺成图的需要,但是无法满足大比例尺成图的需要,尤其是城市测图,如1：1000,1：500等,因此,对ADS40影像数据进行平差,是必不可少的一步。因此,进行原始影像纠正和平差对现代航空摄影测量来说,具有十分重要的意义。 本文在介绍了ADS40机载数字传感器的组成、系统参数、工作原理的基础上,做了如下具体工作： 1、针对几何纠正问题,本文重点研究ADS40航空线阵影像几何变形的校正方法。在此基础上,建立ADS40成像数学模型,ADS40坐标系间的相互转换,这是进行影像数据几何处理的基础,也是进行数字纠正的关键。然后阐述了采用直接法和间接法进行数字纠正的具体方法。 2、在间接法校正过程中,地面反投影需要进行最佳扫描行的搜索,本文论述了二分法和顺序搜索算法,并在此基础上进行了改进,提高了搜索效率。此外,为了提高影像读取和处理的速度,本论文对ADS40影像采用了分块纠正的处理方法； 3、针对平差问题,本文重点研究了适用于ADS40的平差模型,主要阐述了三种平差数学模型：低阶多项式模型、分段多项式模型和定向片模型的具体实现方法。 根据上述原理和方法,本文采用C++编程语言编制了纠正和平差程序。对几何纠正采用直接法和间接法两种纠正方案,对ADS40原始影像进行数字纠正,并对纠正结果进行对比分析,进而得出相应的结论；对平差问题,本文采用了低阶多项式模型进行实验,并与原始数据的结果进行对比,进而得出相应的结论。图37幅,表3个,
【关键词】：ADS40 POS 数学模型 共线条件方程 坐标转换 数字微分纠正 平差数学模型
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P231.5
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 1 绪论11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 课题的研究意义11-12
• 1.3 线阵传感器研究现状12-14
• 1.3.1 传感器的发展12-13
• 1.3.2 研究现状13-14
• 1.4 课题的研究内容及结构安排14-16
• 2 ADS40机载数字传感器16-29
• 2.1 ADS40的系统构成、成像原理及其性能16-19
• 2.1.1 系统构成16-17
• 2.1.2 主要技术参数17
• 2.1.3 成像原理17-19
• 2.2 ADS40传感器的特点19
• 2.3 线阵影像与框幅式影像的区别19-21
• 2.4. 坐标系统21-23
• 2.4.1 Level 0级影像坐标系统21-22
• 2.4.2 焦平面坐标系统22-23
• 2.4.3 Level 1级影像坐标系统23
• 2.4.4 物方空间坐标系统23
• 2.5 坐标变换23-26
• 2.6 ADS40成像数学模型26-27
• 2.7 ADS40数据的应用27-29
• 3 ADS40影像几何预处理29-34
• 3.1 ADS40影像变形分析29-30
• 3.1.1 平台左右摆动产生的形变29
• 3.1.2 平台前后摆动产生的形变29-30
• 3.2 ADS40影像几何预处理原理30
• 3.3 ADS40影像几何处理方法30-32
• 3.3.1 直接法纠正30-31
• 3.3.2 间接法纠正31-32
• 3.4 影像纠正分块32-34
• 4 ADS40 L0级影像最佳扫描行快速搜索算法34-40
• 4.1 地面到Level 0级影像的反投影变换34
• 4.2 二分迭代搜索算法34-35
• 4.3 顺序搜索迭代算法35-36
• 4.4 基于位置传播的ADS40 L0级影像最佳扫描行快速搜索算法36-40
• 4.4.1 机载三线阵ADS40影像成像原理36-37
• 4.4.2 稳定情况下的成像规律37
• 4.4.3 异常情况下的成像规律37-38
• 4.4.4 算法原理及流程38-40
• 5 ADS40影像平差模型研究40-46
• 5.1 平差数学模型回顾40
• 5.2 低阶多项式模型40-42
• 5.3 分段多项式模型42-43
• 5.4 定向片模型43-45
• 5.5 本章小结45-46
• 6 ADS40影像的实验结果及分析46-55
• 6.1 直接法与间接法纠正影像实验46-50
• 6.1.1 纠正参数计算46-48
• 6.1.2 内插像点在原始影像中的位置48-49
• 6.1.3 灰度重采样49-50
• 6.1.4 实验结果及其分析50
• 6.2 二分法扫描行搜索与改进二分法实验对比50-54
• 6.2.1 实验结果51-52
• 6.2.3 结果分析52-54
• 6.3 低阶多项式模型平差实验54-55
• 6.3.1 实验结果54
• 6.3.2 实验分析54-55
• 7 总结与展望55-57
• 7.1 本文的主要贡献及其创新之处55-56
• 7.2 待进一步研究解决的问题56-57
• 参考文献57-62
• 攻读学位期间主要的研宄成果62-63
• 致谢63

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