遙感圖像成圖時(shí)，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(dá)要求不一致。為了使所有的遙感影像數(shù)據(jù)都在核實(shí)的位置，于是對(duì)圖像進(jìn)行輻射校正和幾何校正。本文針對(duì)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(duì)其進(jìn)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(duì)影像進(jìn)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(diǎn)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(duì)造成畸變的原因進(jìn)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(diǎn)進(jìn)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(zhǔn)圖像和畸變的遙感圖像之間的一些對(duì)應(yīng)點(diǎn)（地面控制點(diǎn)數(shù)據(jù)）確定幾個(gè)幾何畸變模型，然后利用此模型進(jìn)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(shí)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(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)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(shí)別內(nèi)外部誤差源以及他們是系統(tǒng)誤差還是隨機(jī)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(cè)的，外部誤差引起的畸變通常是隨機(jī)的。系統(tǒng)誤差通常比較容易改正，方法簡(jiǎn)單，而隨機(jī)誤差相對(duì)復(fù)雜，所以本文主要是討論隨機(jī)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(duì)于地球自轉(zhuǎn)引起的偏差，通常進(jìn)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(diǎn)越遠(yuǎn)，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(diǎn)左右各35%）。
在星下點(diǎn)曝光瞬間，垂直航攝相片僅有一個(gè)位于飛行器正下方的像主點(diǎn)，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(huì)出現(xiàn)從像主點(diǎn)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(diǎn)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(gè)軸發(fā)生了壓縮。離星下點(diǎn)地面分辨單元越遠(yuǎn)，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(jī)上，從而獲取精確的航線坐標(biāo)，這對(duì)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(shí)飛機(jī)或航天器的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)，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(huì)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(huì)靠近或遠(yuǎn)離遙感系統(tǒng)）。影像中會(huì)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(tái)一般較為穩(wěn)定，因?yàn)樗鼈儾皇艽髿馔牧骰蝻L(fēng)的影響，但亞軌道飛行器在采集遙感數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)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(tái)距地高度保持不變，但它仍然可能分別沿著三軸隨機(jī)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(jī)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(zhǔn)。
（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(zhǔn)平面圖。2.采集地面控制點(diǎn)。3.確定輸入下像元坐標(biāo)（（行，列）=（x,y））和該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的地圖坐標(biāo)之間的幾何關(guān)系。通過地面控制點(diǎn)對(duì)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(gè)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(duì)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(zhǔn)
從影像到影像的配準(zhǔn)是平移和旋轉(zhuǎn)過程的結(jié)合，通過兩幅影像中的同名點(diǎn)進(jìn)匹配，使同名地物出現(xiàn)配準(zhǔn)后影像的相同位置。若不需要使每個(gè)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(zhǔn)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(zhǔn)地圖投影的地圖，而在從影像到影像的配準(zhǔn)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(shí)，可以按成像模型精確或近似精確地恢復(fù)圖像上像點(diǎn)的正確位置，進(jìn)而得到校正圖像。這種按成像模型進(jìn)行遙感圖像精確幾何校正的方法稱為嚴(yán)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(shí)候，可以用假定的數(shù)學(xué)模型作為成像模型對(duì)圖像實(shí)施幾何校正。這種按假定數(shù)學(xué)模型進(jìn)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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