Korekcja geometryczna wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych

Abstract

This paper is a comparative study of the geometrical correction of high-resolution satellite imagery. In the last few years, the dynamic development system of satellites has made the registration of high resolution imagery below 1m. possible. However, these low accuracy images require geometrical correction. Geometrical correction is basically a mathematical relationship between object point coordinates and image pixel coordinates. Initially, corrections used to be made using 2D polynomial models. These models were defected as they required a large number of ground control points, sensitivity onto irregular distribution of these points and numerical instability. In addition, in last time appear solution problems of geometrical correction with utilization of rational function model. This article introduces the theoretical basis of the rational function model. It gives a detailed description of methods used to specify polynomial coefficients as well as the practical results obtained when correcting satellite images using the two methods of correction - the direct and indirect method. Analysis of empirical results indicate that the geometrical correction method of the rational function model is much more accurate.

Artykuł jest opracowaniem syntetycznym dotyczącym korekcji geometrycznej wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych. W ostatnich latach nastąpił dynamiczny rozwój systemów satelitarnych umożliwiających rejestrację obrazów o wysokiej rozdzielczości, poniżej 1 m. Mankamentem tego rodzaju zobrazowań jest niska dokładność pomiarowa, która wymaga etapu wstępnego przetworzenia obrazów - tzw. korekcji geometrycznej. Podstawą korekcji geometrycznej jest określenie matematycznego związku między współrzędnymi terenowymi punktów a współrzędnymi tłowymi. Początkowo korekcje były przeprowadzone w oparciu o modele typu 2D. Modele te posiadają jednak istotne wady, związane z wymaganą dużą liczbą punktów dostosowania, czułością na nierównomierny rozkład tych punktów oraz niestabilnością numeryczną. W związku z tym w ostatnim czasie pojawiły się próby rozwiązania problemu korekcji geometrycznej, z wykorzystaniem metody wielomianu ilorazowego (RFM). Opracowany artykuł przedstawia podstawy teoretyczne modelu wielomianowego RFM, szczegółowy opis metod określenia współczynników takiego wielomianu oraz praktyczne wyniki korygowania obrazów satelitarnych przy wykorzystaniu dwóch metod korekcji - metody bezpośredniej i pośredniej. Analiza wyników empirycznych ujawnia wysoką dokładność korekcji geometrycznej metodą wielomianów ilorazowych.