【遥感影像处理与分析】遥感影像校正详解-辐射校正、⼏何校正流程与⽅法⽐ 较搪瓷标牌
⼀、辐射校正
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遥感影像校正内容分为系统级以及⽤户级的，系统级主要解决使⽤光学透镜中产⽣的边缘减光现象、光电转换的系统产⽣的误差、条纹、斑点的校正以及灰度⼀致化的校正，相关具体知识如表⼀归纳所⽰：物理除垢
表⼀：系统辐射误差校正知识归纳
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⽤户级的主要解决辐射定标、⼤⽓影响产⽣的误差和地⾯辐射产⽣的影响，⼤⽓和地⾯辐射对图像产⽣的影响主要是出在辐射传输过程中。辐射校正的⽬的在于消除因传感器⾃⾝条件、薄雾等⼤⽓条件、太阳⽅位等条件引起的传感器测量值与⽬标的光谱反射率或光谱幅亮度等物理量之间的差异，以及为遥感图像识别、解译、分析等后续⼯作奠定基础。辐射校正的⽬标是利⽤已建⽴的地物反射率与遥感图像像素之间的关系，通过遥感图像的像素值计算传感器的像素反射率，简单的来说就是将灰度级别值转换为有意义的辐亮度或者反射率。 ⽤户级的校正过程中⾸先是辐射定标，辐射定标解决的问题是不同传感器间、同⼀传感器不同⽇期产
⽣的图像中灰度级可能存在偏差， 需要进⾏定标校正后才能相互⽐较。定标有两种确定⽅法，⼀种是线性公式法，它计算出朗伯体或⾮朗伯体的幅亮度并根据线性模型幅亮度与探测器对应的输出信号的数字量⽐值得出最后定标结果；另⼀种是根据不同传感器提供的定标参数（Gains、Bias）计算幅亮度。有了幅亮度也可以根据公式计算反射率值。
⼤⽓校正的⽬的在于消除由于⼤⽓散射引起的辐射误差的处理过程以得到更加精确的地物辐射值。⼤⽓校正有三种⽅法，分别是统计学法、辐射传递法、波段对⽐法，如表⼆是对⼤⽓校正⽅法的总结，表三是对统计学⽅法三种⽅法的⽐较：
⾄于波段对⽐法中两种⼦⽅法：回归分析法和直⽅图法，他们不同在于，回归分析法选⽤的参考⽬标是最不受⼤⽓影响的某⼀波段图像中最⿊区域的⼀系列⽬标，直⽅图法选⽤的参考⽬标是存在最⿊⽬标时该⽬标受⼤⽓影响⽽产⽣的最⼩亮度值；然后回归分析法是将每个⽬标的两个待⽐较的波段亮度值提取出来进⾏回归分析，回归⽅程为B1=b0*B7+a0，⽽直⽅图是直接从各个波段中减去其最⼩亮度值。
圆极化天线这两种⽅法的共同点在于，如果⼯作地区的图像不到最⿊区域，那么两种⽅法都不能⽤。
⽬前，遥感图像的⼤⽓校正⽅法很多。这些校正⽅法按照校正后的结果可以分为2种，绝对⼤⽓校正法和相对⼤⽓校正法
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⾄于如何选择⼤⽓校正⽅法，这⾥总结了三点：1、精细定量研究，选择基于辐射传输模型的⼤⽓校正⽅法；2、动态监测，选择相对⼤⽓校正或者较简单的⽅法；3、参数缺少，选择较简单的⽅法
【不是所有遥感影像的处理都需要⼤⽓校正，⽐如我要对⽐多时相同⼀地区的影像，这个时候我需要⼤⽓校正，⽽如果我只对单幅影像进⾏解译或者其他操作，其实可以不⽤做⼤⽓校正】
⽤户级的辐射校正最后⼀步是地⾯辐射的校正，这其中包括了太阳辐射校正和地形辐射校正，太阳辐射校正的⽬的是校正由太阳⾼度⾓导致的辐射误差，主要有公式法和波段⽐值法两种⽅法；地形辐射校正的⽬的是校正地表坡度造成的从地表反射到传感器的太阳辐亮度的辐射误差，地形辐射校正需要DEM数据的参与，可采⽤地表法线向量和太阳⼊射向量之间的夹⾓校正，在多波段的情况下也可以采
⽤波段⽐值法消除地表坡度影响。
⼆、⼏何校正
图像校正的另⼀⼤部分内容就是对图像位置的纠正，内容主要包括系统纠正（遥感数据接收部门处理），投影变形（传感器研制部门提供）和⼏何精纠正（⽤户完成），我们主要是关注了⼏何精纠正的内容。
⾸先我们了解了图像⼏何误差的⼀下⼏个来源：
1.静态误差：成像过程中，传感器相对地球表⾯呈静⽌状态时所具有的各种误差。
（1）内部误差：传感器⾃⾝的性能、技术指标偏离标准数值
（2）外部误差：由传感器意外的因素造成的误差，⽐如传感器位置、姿态的变化，传感介质不均匀等
2.动态误差：成像过程中地球的旋转所造成的图像误差，例如陆地资源卫星多光谱扫描仪，卫星由北向南运⾏，地球表⾯由西向东⾃传，由于扫描线的成像时间差异，最终图像发⽣扭曲
后了解了⼏何精纠正的步骤：对输⼊的原始数字图像选择⼯作范围，然后选择GCP以及地⾯投影，然后匹配地⾯控制点与像元的位置，选择纠正函数和相关的参数，最后重采样就可以输出纠正后的图像了。
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根据⼏何精纠正的步骤进⾏了学习，其中GCP的选取是很重要的步骤，结合书本和相关实验，GCP选取应该遵循以下⼏点：①.选择前需要对图像进⾏处理（锐化、降噪、彩⾊合成等）②.应选在容易分辨、相对稳定、特征明显的位置③.尽可能避免控制点之间构成直线关系，避免仅分布在狭长范围⾥④.图像边缘部分⼀定要选取控制点⑤.尽可能满幅均匀选取。
匹配地⾯控制点与像元位置采⽤的⽅法是多项式纠正法，对于简单的变换变形可以使⽤最基本的仿射变换公式，⽽复杂地形可以采⽤多项式纠正⽅程，多项式纠正法的优点在于原理直观、计算简单并且对地⾯相对平坦的图像具有⾼的纠正精度，我认为多项式纠正法的准确性与否还是在于GCP点的选取。
最后⼀步重采样包括两步：像素位置变换和像素值变换，像素位置变换有两种⽅法，直接成图法和间接成图法，它们的区别在于：①、直接成图法中，像素的坐标位置发⽣了变化，但是像素值不变，所得到的数据⽆法⽤规则矩阵表⽰。②、间接成图法⼜称为灰度重采样⽅法，产⽣新的像素值，得到的数据可以⽤规则矩阵表⽰，便于进⾏处理，在实践经常采⽤。
下表是对像素值变换的四种⽅法的总结
最后对于多图像的⼏何配准，基本流程如下：
