機(jī)載三線陣ADS40影像的幾何校正及其平差研究
本文關(guān)鍵詞:機(jī)載三線陣ADS40影像的幾何校正及其平差研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:摘要:機(jī)載數(shù)字傳感器ADS40是一種推掃式三線陣CCD傳感器,采用線中心投影方式成像,可以直接獲得高輻射分辨率、高空間分辨率的數(shù)字影像,極大地提高了攝影測(cè)量圖像處理的效率。但是由于采樣期間ADS40裝載的GPS/IMU(POS)受飛行平臺(tái)運(yùn)動(dòng)等因素的影響,導(dǎo)致位置和姿態(tài)角發(fā)生變化,使得獲取的ADS40影像存在著較大的形變,不僅影響目視解譯,更嚴(yán)重的影響后續(xù)影像匹配及立體觀測(cè);同時(shí),雖然ADS40可以獲取很高的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度,可以滿足小比例尺成圖的需要,但是無(wú)法滿足大比例尺成圖的需要,尤其是城市測(cè)圖,如1:1000,1:500等,因此,對(duì)ADS40影像數(shù)據(jù)進(jìn)行平差,是必不可少的一步。因此,進(jìn)行原始影像糾正和平差對(duì)現(xiàn)代航空攝影測(cè)量來(lái)說(shuō),具有十分重要的意義。 本文在介紹了ADS40機(jī)載數(shù)字傳感器的組成、系統(tǒng)參數(shù)、工作原理的基礎(chǔ)上,做了如下具體工作: 1、針對(duì)幾何糾正問(wèn)題,本文重點(diǎn)研究ADS40航空線陣影像幾何變形的校正方法。在此基礎(chǔ)上,建立ADS40成像數(shù)學(xué)模型,ADS40坐標(biāo)系間的相互轉(zhuǎn)換,這是進(jìn)行影像數(shù)據(jù)幾何處理的基礎(chǔ),也是進(jìn)行數(shù)字糾正的關(guān)鍵。然后闡述了采用直接法和間接法進(jìn)行數(shù)字糾正的具體方法。 2、在間接法校正過(guò)程中,地面反投影需要進(jìn)行最佳掃描行的搜索,本文論述了二分法和順序搜索算法,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),提高了搜索效率。此外,為了提高影像讀取和處理的速度,本論文對(duì)ADS40影像采用了分塊糾正的處理方法; 3、針對(duì)平差問(wèn)題,本文重點(diǎn)研究了適用于ADS40的平差模型,主要闡述了三種平差數(shù)學(xué)模型:低階多項(xiàng)式模型、分段多項(xiàng)式模型和定向片模型的具體實(shí)現(xiàn)方法。 根據(jù)上述原理和方法,本文采用C++編程語(yǔ)言編制了糾正和平差程序。對(duì)幾何糾正采用直接法和間接法兩種糾正方案,對(duì)ADS40原始影像進(jìn)行數(shù)字糾正,并對(duì)糾正結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)論;對(duì)平差問(wèn)題,本文采用了低階多項(xiàng)式模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn),并與原始數(shù)據(jù)的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,進(jìn)而得出相應(yīng)的結(jié)論。圖37幅,表3個(gè),
【關(guān)鍵詞】:ADS40 POS 數(shù)學(xué)模型 共線條件方程 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 數(shù)字微分糾正 平差數(shù)學(xué)模型
【學(xué)位授予單位】:中南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:P231.5
【目錄】:
- 摘要4-6
- Abstract6-8
- 目錄8-11
- 1 緒論11-16
- 1.1 研究背景11
- 1.2 課題的研究意義11-12
- 1.3 線陣傳感器研究現(xiàn)狀12-14
- 1.3.1 傳感器的發(fā)展12-13
- 1.3.2 研究現(xiàn)狀13-14
- 1.4 課題的研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排14-16
- 2 ADS40機(jī)載數(shù)字傳感器16-29
- 2.1 ADS40的系統(tǒng)構(gòu)成、成像原理及其性能16-19
- 2.1.1 系統(tǒng)構(gòu)成16-17
- 2.1.2 主要技術(shù)參數(shù)17
- 2.1.3 成像原理17-19
- 2.2 ADS40傳感器的特點(diǎn)19
- 2.3 線陣影像與框幅式影像的區(qū)別19-21
- 2.4. 坐標(biāo)系統(tǒng)21-23
- 2.4.1 Level 0級(jí)影像坐標(biāo)系統(tǒng)21-22
- 2.4.2 焦平面坐標(biāo)系統(tǒng)22-23
- 2.4.3 Level 1級(jí)影像坐標(biāo)系統(tǒng)23
- 2.4.4 物方空間坐標(biāo)系統(tǒng)23
- 2.5 坐標(biāo)變換23-26
- 2.6 ADS40成像數(shù)學(xué)模型26-27
- 2.7 ADS40數(shù)據(jù)的應(yīng)用27-29
- 3 ADS40影像幾何預(yù)處理29-34
- 3.1 ADS40影像變形分析29-30
- 3.1.1 平臺(tái)左右擺動(dòng)產(chǎn)生的形變29
- 3.1.2 平臺(tái)前后擺動(dòng)產(chǎn)生的形變29-30
- 3.2 ADS40影像幾何預(yù)處理原理30
- 3.3 ADS40影像幾何處理方法30-32
- 3.3.1 直接法糾正30-31
- 3.3.2 間接法糾正31-32
- 3.4 影像糾正分塊32-34
- 4 ADS40 L0級(jí)影像最佳掃描行快速搜索算法34-40
- 4.1 地面到Level 0級(jí)影像的反投影變換34
- 4.2 二分迭代搜索算法34-35
- 4.3 順序搜索迭代算法35-36
- 4.4 基于位置傳播的ADS40 L0級(jí)影像最佳掃描行快速搜索算法36-40
- 4.4.1 機(jī)載三線陣ADS40影像成像原理36-37
- 4.4.2 穩(wěn)定情況下的成像規(guī)律37
- 4.4.3 異常情況下的成像規(guī)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 平差數(shù)學(xué)模型回顧40
- 5.2 低階多項(xiàng)式模型40-42
- 5.3 分段多項(xiàng)式模型42-43
- 5.4 定向片模型43-45
- 5.5 本章小結(jié)45-46
- 6 ADS40影像的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析46-55
- 6.1 直接法與間接法糾正影像實(shí)驗(yàn)46-50
- 6.1.1 糾正參數(shù)計(jì)算46-48
- 6.1.2 內(nèi)插像點(diǎn)在原始影像中的位置48-49
- 6.1.3 灰度重采樣49-50
- 6.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析50
- 6.2 二分法掃描行搜索與改進(jìn)二分法實(shí)驗(yàn)對(duì)比50-54
- 6.2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果51-52
- 6.2.3 結(jié)果分析52-54
- 6.3 低階多項(xiàng)式模型平差實(shí)驗(yàn)54-55
- 6.3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果54
- 6.3.2 實(shí)驗(yàn)分析54-55
- 7 總結(jié)與展望55-57
- 7.1 本文的主要貢獻(xiàn)及其創(chuàng)新之處55-56
- 7.2 待進(jìn)一步研究解決的問(wèn)題56-57
- 參考文獻(xiàn)57-62
- 攻讀學(xué)位期間主要的研宄成果62-63
- 致謝63
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本文關(guān)鍵詞:機(jī)載三線陣ADS40影像的幾何校正及其平差研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號(hào):331348
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