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基于验后补偿的三线阵航测数码相机ADS40几何校准技术
基于验后补偿的三线阵航测数码相机ADS40几何校准技术
摘要：航测数码相机在现代航空遥感领域中应用广泛，为了确保高质量和高精度的遥感影像产品，数码相机的几何校准至关重要。本文介绍了一种基于验后补偿的三线阵航测数码相机ADS40几何校准技术，该技术通过对图像进行像点坐标和影像模型参数的校正，提高了数码相机的几何精度。实验证明，该技术能够有效提升数码相机的几何校准精度。
关键词：数码相机；几何校准；ADS40；验后补偿；影像模型；
引言：
航测数码相机是现代航空遥感领域中广泛使用的重要仪器设备，其具有快速、高效、高精度的特点，已经取代了传统的航空相机成为主流设备。然而，由于航测数码相机的几何特性（例如相机姿态，畸变等）对获取的影像产品质量有着重要影响，因此几何校准技术至关重要。在众多几何校准方法中，基于验后补偿的方法被广泛应用，其能够校准图像的像点坐标和影像模型参数，提高相机的几何精度。本文以三线阵航测数码相机ADS40为例，详细介绍了基于验后补偿的几何校准技术。
1.几何校准原理
数码相机的几何校准主要包括两个方面：像点坐标的校准和影像模型参数的校准。像点坐标校准是通过标定像点坐标与世界坐标之间的转换关系，纠正图像中的畸变。影像模型参数校准是通过计算相机姿态、焦距、主点位置等参数来优化影像模型。基于验后补偿的几何校准方法即根据已知的控制点和影像对之间的误差，对像点坐标和影像模型参数进行校正。
2.ADS40相机几何模型
ADS40相机是一种三线阵数码相机，其几何模型由姿态测量模型，畸变模型，光轴模型和主点位置模型组成。姿态测量模型通过航向角、横滚角和俯仰角来描述相机的姿态。畸变模型主要考虑径向畸变和切向畸变。光轴模型描述相机光轴与传感器之间的关系。主点位置模型定义了相机主点在传感器上的位置。
3.基于验后补偿的几何校准技术
基于验后补偿的几何校准技术包括以下几个步骤：
（1）控制点标定：选择一组具有已知世界坐标的控制点，在图像中测量其像点坐标。通过像点坐标与世界坐标的转换关系，计算出相机的畸变参数。
（2）影像对检校：在同一地区内采集多对重叠影像对，通过匹配特征点，计算出相机姿态和影像模型参数的初值。
（3）几何模型优化：将控制点坐标和影像模型参数的初值输入最小二乘法中，通过最小二乘法优化相机姿态和影像模型参数。
（4）影像对调整：为了进一步提高几何精度，对步骤（3）中优化过的参数进行细微调整，使得控制点在影像中的投影误差最小。
（5）影像模型误差校正：根据步骤（4）中的调整结果，纠正影像模型参数的误差，提高几何精度。
4.实验与结果分析
本文采用一组ADS40航测数码相机的影像数据进行实验验证，选取典型地区，通过基于验后补偿的几何校准技术对影像进行校准。实验结果显示，经过校准后的影像坐标与控制点世界坐标之间的误差显著减小，几何精度得到明显提高。
结论：
本文介绍了一种基于验后补偿的几何校准技术，该技术通过分析影像中的像点坐标和影像模型参数，校正了航测数码相机的几何特性，提高了影像的几何精度。实验证明，该技术有效地提升了ADS40航测数码相机的几何校准精度。随着遥感技术的不断发展，基于验后补偿的几何校准技术有望在航测数码相机领域得到广泛应用。
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