[发明专利]一种基于物方投影面的星载非共线TDI CCD影像拼接方法

说明书

技术领域

本发明涉及测绘科学与技术领域，尤其是涉及一种基于物方投影面的星载非共线TDI CCD影像拼接方法。

背景技术

时间延时积分电荷耦合元件(TDI CCD)能在不降低成像空间分辨率的同时，有效地提高空间相机的成像灵敏度和信噪比，因而正逐步取代常规CCD器件成为高分辨率光学推扫式相机的主流传感器。由于单片TDI CCD的像元个数有限，在空间相机的设计上，为了保证获取较高空间分辨率和一定幅宽的影像，需要将多片TDI CCD连接排列以获得较大的成像视场。然而，由于TDI CCD在物理结构上是一个小面阵，加上受器件外壳包装等物理因素的限制，多片TDI CCD在焦面上很难直接按照一条直线进行物理排列，而是通常采用非共线TDI CCD焦面视场拼接或光学拼接的成像系统设计方式。目前，IKONOS、QuickBird等高分辨率商业卫星以及我国资源三号、资源一号02B/02C、遥感二号等卫星上的光学相机均采用了非共线TDI CCD成像系统设计。

非共线TDI CCD相机所获取的非共线TDI CCD影像(即原始影像)是按照每片TDI CCD成像单独记录的，受传感器焦面摆放位置关系、偏流角控制、卫星姿态角、地面高程以及行积分时间等因素的影响，无法直接形成一幅完整的扫描景影像。

针对非共线TDI CCD影像拼接的现有技术，公开号为CN101799293A的中国专利申请公开了一种基于分段仿射变换的星载三片非共线TDI CCD影像拼接方法，公开号为CN101827223A的中国专利申请公开了一种基于行频归一化的非共线TDI CCD成像数据内视场拼接方法。这两种非共线TDI CCD影像拼接方法都是基于片间匹配的像面平移拼接。

然而，这些传统的基于片间匹配的像面平移拼接方法不仅在理论上缺乏严密性，而且也没能充分考虑非共线TDI CCD相机的成像特点，因而在积分时间跳变、地形起伏剧烈和大侧摆等复杂成像条件下并不适用。多片TDI CCD影像的高精度和高可靠拼接是保证成像数据后期处理和应用质量的基础，因此，围绕该类相机成像数据的严格拼接理论和方法展开研究，具有重要的意义和应用价值。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出一种基于物方投影面的星载非共线TDI CCD影像拼接方法。

本发明提出的技术方案如下：

一种基于物方投影面的星载非共线时间延时积分电荷耦合元件(TDI CCD)影像拼接方法，包括以下步骤：

(a).利用非共线TDI CCD相机获取非共线TDI CCD影像，建立所述非共线TDI CCD影像的传感器几何模型；

(b).定义物方投影面；

(c).根据所述的传感器几何模型和所定义的物方投影面建立拼接影像与所述非共线TDI CCD影像之间的像点坐标映射关系；

(d).根据所述的像点坐标映射关系对非共线TDI CCD影像进行重采样，生成重采样的拼接影像；

(e)构建所述重采样的拼接影像的有理函数模型。

本发明基于物方空间地物分布的连续性，沿卫星推扫成像地面目标轨迹方向，对物方投影面上的成像覆盖区域划分等间隔格网，格网大小与非共线TDI CCD影像的地面分辨率相一致，首先，将拼接影像的像点与物方投影面格网点一一对应，然后，基于非共线TDI CCD影像的传感器几何模型便可建立起拼接影像与非共线TDI CCD影像的像点坐标映射关系，最后，采用间接法影像纠正的方式对非共线TDI CCD影像进行重采样生成拼接影像。本发明理论严密，具有良好的适应性。拼接影像的生成过程等效于沿卫星推扫成像的地面目标轨迹方向对非共线TDI CCD影像进行了一次准系统几何校正。当非共线TDI CCD片间几何定位精度一致性时，拼接影像上每个像点灰度信息具有唯一可确定性，满足无缝拼接的要求。

附图说明

图1为本发明的基于物方投影面的星载非共线TDI CCD影像拼接方法的原理示意图；

图2为本发明的基于物方投影面的星载非共线TDI CCD影像拼接方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步的说明。