遙感圖像成圖時，由于受到大氣傳輸效應(yīng)和遙感成像特征的影響，導(dǎo)致圖像本身的幾何位置、形狀、方位等特征與在參照系統(tǒng)中的表達要求不一致。為了使所有的遙感影像數(shù)據(jù)都在核實的位置，于是對圖像進行輻射校正和幾何校正。本文針對遙感圖像的各種幾何變形總結(jié)出遙感圖像的變形誤差，并對其進行分類、總結(jié)誤差產(chǎn)生原因、得出解決方案。本文主要側(cè)重于對影像進行幾何校正的方法的討論，得出如何選擇最適合的校正方法。
 
 
一、         引言（INTRODUCTION）
圖像校正主要是指輻射校正和幾何校正。輻射校正包括傳感器的輻射校正、大氣校正、照度校正遺跡條紋和斑點的判定和消除。幾何校正就是校正成像過程中造成的各種幾何畸變，包括幾何粗校正和幾何精校正。幾何粗校正是針對造成畸變的原因進行的校正，我們得到的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)一般都是經(jīng)過幾何粗校正處理的。幾何精校正是利用地面控制點進行的幾何校正，它是用一種數(shù)學(xué)模型來接近描述遙感圖像的幾何畸變過程，并利用標(biāo)準圖像和畸變的遙感圖像之間的一些對應(yīng)點（地面控制點數(shù)據(jù)）確定幾個幾何畸變模型，然后利用此模型進行幾何畸變的校正，這種校正不考慮畸變的具體形成原因，而只考慮如何讓利用畸變模型來校正遙感圖像
由于幾何校正后的影像可以用于提取精卻的距離、多邊形面積以及方向等信息，同時可以建立遙感提取的信息與地理信息系統(tǒng)（GIS）或空間決策支持系統(tǒng)（SDSS）中其他專題信息之間的聯(lián)系，所以對遙感數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，消除幾何畸變是十分重要的。
 
二、         研究方法
遙感影像一般存在內(nèi)部誤差和外部誤差，識別內(nèi)外部誤差源以及他們是系統(tǒng)誤差還是隨機誤差非常重要。一般來說，內(nèi)部誤差引起的畸變通常是系統(tǒng)性的、可預(yù)測的，外部誤差引起的畸變通常是隨機的。系統(tǒng)誤差通常比較容易改正，方法簡單，而隨機誤差相對復(fù)雜，所以本文主要是討論隨機誤差的幾何校正。
1，內(nèi)部誤差的產(chǎn)生原因及消除方法
內(nèi)部誤差引起的幾何畸變主要包括：地球自轉(zhuǎn)引起的偏差、掃描系統(tǒng)引起的標(biāo)稱地面分辨率變化、掃描系統(tǒng)一維高程投影差、掃描系統(tǒng)切向比例畸變。
對于地球自轉(zhuǎn)引起的偏差，通常進行偏差校正，偏差校正就是將影像像幅中的像元向西做系統(tǒng)的位移調(diào)整，改正衛(wèi)星傳感器系統(tǒng)的角速度和地表線速度的相互作用。
掃描系統(tǒng)引起的標(biāo)稱地面分辨率變化主要是指亞軌道多光譜掃描系統(tǒng)，由于距星下點越遠，地面分辨率就越低，所以大多數(shù)科學(xué)家主要使用橫向掃描數(shù)據(jù)·幅中央70%的區(qū)域（星下點左右各35%）。
在星下點曝光瞬間，垂直航攝相片僅有一個位于飛行器正下方的像主點，這種透視幾何關(guān)系使得所有高于周圍地面的目標(biāo)地物會出現(xiàn)從像主點向外放射狀分布的不同程度的平面維系。這就產(chǎn)生了掃描系統(tǒng)一維高程投影差。由于掃描鏡勻速旋轉(zhuǎn)，傳感器掃描星下點的地理距離要比影像邊緣區(qū)域的短，這就使垂直于軌道方向的一個軸發(fā)生了壓縮。離星下點地面分辨單元越遠，影像壓縮的比例就越大，這就是切像比例畸變。然而，現(xiàn)在大多數(shù)商業(yè)數(shù)據(jù)提供者把GPS安裝到飛機上，從而獲取精確的航線坐標(biāo)，這對于糾正航攝MSS數(shù)據(jù)有很大的幫助。
1、              外部誤差的產(chǎn)生原因
遙感數(shù)據(jù)幾何誤差的主要外部因素是數(shù)據(jù)采集時飛機或航天器的隨機運動，主要包括：高度變化、姿態(tài)變化（翻轉(zhuǎn)、俯仰和偏航）。
在理想的情況下，遙感系統(tǒng)距地面的飛行高度應(yīng)該不變，以保持影像比例尺沿飛行方向不變。然而，即使遙感系統(tǒng)距離水平面飛行高度固定不變，影像比例尺也會變化，這種情況發(fā)生是由于地面起伏變化（也就是說地面會靠近或遠離遙感系統(tǒng)）。影像中會存在比例尺變化，常通過幾何糾正算法盡量減小這些影響。
衛(wèi)星平臺一般較為穩(wěn)定，因為它們不受大氣湍流或風(fēng)的影響，但亞軌道飛行器在采集遙感數(shù)據(jù)時會受到向上氣流、向下氣流、頂風(fēng)、順風(fēng)和側(cè)風(fēng)等的沖擊。即使遙感平臺距地高度保持不變，但它仍然可能分別沿著三軸隨機旋轉(zhuǎn)，這通常稱為翻滾、俯仰和偏航。
2、              幾何校正,
目前，許多商用遙感數(shù)據(jù)都已經(jīng)消除了大多數(shù)系統(tǒng)誤差。除非另外處理，否則遙感影像中依然存在非系統(tǒng)性隨機誤差，使影像未平面化（即，像元沒有位于其正確的平面地圖位置）。本文集中討論兩種常見的幾何校正方法，分別是：從影像到地圖的校正、從影像到影像的配準。
（1）從影像到地圖的校正
從影像到地圖的校正過程通常包括步驟：1.選擇合適的基準平面圖。2.采集地面控制點。3.確定輸入下像元坐標(biāo)（（行，列）=（x,y））和該點對應(yīng)的地圖坐標(biāo)之間的幾何關(guān)系。通過地面控制點對建立幾何轉(zhuǎn)換關(guān)系，然后，將待校正輸入影像的像元坐標(biāo)校正或填充到輸出影像中。這個過程稱為空間插值。4.確定像元亮度值。然而，輸入像元值和輸出像元值之間沒有直接的一一對應(yīng)關(guān)系。校正后的輸出影像像元需要填充一定的亮度值，但改像元柵格并非剛好落在規(guī)則行列坐標(biāo)上，因此必須采用某種方法來確定校正后輸出像元的亮度值。這一過程稱為亮度插值。
（2）從影像到影像的配準
從影像到影像的配準是平移和旋轉(zhuǎn)過程的結(jié)合，通過兩幅影像中的同名點進匹配，使同名地物出現(xiàn)配準后影像的相同位置。若不需要使每個像元都具有待定的地圖投影坐標(biāo)，就可以使用這種集合糾正方法。
 
三、         結(jié)論（RESULTS）
影像校正和配準所用的基本原理是相同的。他們的區(qū)別是：在從影像到地圖的校正中，參考的是具有標(biāo)準地圖投影的地圖，而在從影像到影像的配準中，參考的是另一景影像。很顯然，如果采用已校正······十分有用。
當(dāng)已知遙感圖像的成圖模型和有關(guān)輔助數(shù)據(jù)時，可以按成像模型精確或近似精確地恢復(fù)圖像上像點的正確位置，進而得到校正圖像。這種按成像模型進行遙感圖像精確幾何校正的方法稱為嚴格幾何校正。假如應(yīng)用要求不高，或者缺少輔助數(shù)據(jù)而無法確定成像模型中的參數(shù)，或者根本不知道圖像幾何類型的時候，可以用假定的數(shù)學(xué)模型作為成像模型對圖像實施幾何校正。這種按假定數(shù)學(xué)模型進行遙感圖像近似幾何校正的方法稱為近似幾何校正。在近似幾何校正中，假定的數(shù)學(xué)模型應(yīng)盡量反映遙感圖像的幾何變現(xiàn)規(guī)律，否則無法取得理想的校正效果.

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