基于光谱精确采样的高光谱相机转扫成像几何校正

作     者：王书民 张爱武 胡少兴 王京萌 孟宪刚 段乙好 孙卫东 WANG Shu-min;ZHANG Ai-wu;HU Shao-xing;WANG Jing-meng;MENG Xian-gang;DUAN Yi-hao;SUN Wei-dong

作者机构：首都师范大学三维信息获取与应用教育部重点实验室北京100048 中国地震局地震预测研究所北京100036 北京航空航天大学机械及自动化学院北京100083 清华大学电子工程系北京100084 

出 版 物：《光谱学与光谱分析》 (Spectroscopy and Spectral Analysis)

年 卷 期：2015年第35卷第2期

页      面：557-562页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 09[农学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0903[农学-农业资源与环境] 0816[工学-测绘科学与技术] 081602[工学-摄影测量与遥感] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家科技支撑计划项目(2012BAH31B01) 北京市自然科学基金重点项目(B类)(KZ201310028035) 国家自然科学基金项目(41071255)资助 

主　　题：高光谱相机 转扫 几何校正 老司城遗址 

摘      要：针对转扫式光谱成像系统在数据采集过程中,由于转台转速过快造成校正后的影像存在有数据漏洞,以及获取的原始影像数据存在有严重几何形变,影响影像上地物信息的分类与识别等问题,介绍了转扫式光谱成像系统的组成并给出数据采集一般过程,根据数据采集时单帧影像的覆盖范围和系统采集影像的速率等信息,在数据采集时对转台速度进行控制;结合影像获取时的起始与终止角度以及传感器距离前视点的距离等信息,详细推导了转扫式光谱成像空间定位模型,并对定位后影像进行格网划分和光谱重采样,给出了影像畸变校正的一般流程;鉴于影像空间定位后相邻帧间影像空间分辨率不一致,同时为保证获取最大的影像分辨率,采用最小空间采样间隔作为坐标定位后影像格网划分单元;考虑到新生成均匀格网与不均匀格网叠加进行光谱取值时,采用直接光谱采样可能造成的光谱混叠失真问题,提出了基于位置分布的光谱精确采样方法,以张家界老司城获取的高光谱影像数据为例进行畸变的校正,校正后影像上地物保持了原有的几何特征,验证了算法的正确性,同时抽取不同地物点的光谱数据进行相关系数计算,结果表明改进的光谱采样算法优于直接光谱采样,为同类产品的地面应用提供参考。