影像位移與影像幾何糾正

影像位移可分為影像內波段位移和影像間位移，前者指多光譜影像感測器設計，形成影像 波段與波段間有位移量；後者則因拍攝時間不同，拍攝時衛星軌道、姿態、位置略有不同，造 成取像後所記錄影像幾何位置偏移。所有的位移量都須經過影像幾何糾正將位移量修正至最小，

以增進影像品質。

福衛二號遙測望遠鏡的焦距面上裝置了5 條線形電荷耦合陣列(Linear CCD Array)，其排列

21

方向與衛星前進方向垂直。其多光譜感測器非分光鏡設計⁴，而採用分離式CCD Array，由各 波段CCD 專司其職紀錄所指派波長，同類型設計之多光譜(MS)感測器中各波段(紅光波段(Red), 綠光波段(Green), 藍光波段(Blue), 近紅光波段(Near Infrared Red))感測 CCD Array 間存極細微 空間造成MS 影像內各波段位移，當衛星位處距地表 891 公里高空並疾速運行執行遙測感任務

而欲執行套疊之影像稱為感測影像(Sensed Image)，其操作程序基本上可分為三步驟(如圖 12)：

(1)在二張共軛影像上，選取適當分佈且數目足夠的像片控制點，或稱為共軛點(Tie point)，

並量測其影像坐標；

(2)利用控制點來決定兩張影像的映射函數(Mapping Function)；

(3)坐標轉換及重新取樣。

4 分光鏡設計採用二色性鏡（Dichroic mirror）或稜鏡（Prism），利用不同波長光進入不同介質會產生不同 程度折射，將所接收光源區分為藍光、綠光或紅光等。（Jensen, 2000, p. 184）

22

圖12 影像糾正示意圖

影像幾何糾正正確性影響到影像幾何品質。衛星接收到最原始資料，初步僅經幅射校正後 製作成原始影像產品。經幅射校正處理外，加入衛星飛行軌道參數計算，幾何糾正並投影到指 定之地理坐標上系統之過程稱之為系統校正。經系統校正後影像，僅能將影像轉向接近正北(如 下圖13)，若需將影像至於正確坐標則必須輔以精密幾何糾正影像。

圖13 原始影像與經系統校正後影像空間方位差異

衛星影像需經精密幾何糾正影像方可與其它空間資料進行整合，此處理包含兩等級：精密 幾何糾正影像與正射影像。前者在製作精密幾何糾正影像時，利用台灣地面控制點資料庫來點 選相對應之影像控制點，求解得到精確之方位；後者除採地面控制點外，同時利用數值地形模 型(Digital Elevation Model, DEM)資料進行高差位移修正，消除因地形起伏導致的視差，並將成 果投影在設定之地圖坐標系統，產生正射影像(Ortho-Image)，是影像地圖級產品的最高級別。

除此之外，正射級產品按標準製圖圖幅輸出，加入圖例等元素，便是影像地圖。

衛星影像應用於台灣時，受到地形起伏較劇烈之影響，影像校正後於平地時並無太大差異，

F

23

但位於山地區域的影像，則受到影像拍攝時衛星姿態的不同，而有所非線性之變形，致使山地 區域部分影像於校正時誤差無法減少。為減輕此一現象，應將所有高解析度衛星影像進行正射 化幾何糾正，以減少非平地地區衛星影像之幾何變形(圖 14，左採控制點進行幾何糾正，右為 控制點加上數值地形模型修正高差位移結果)。上述條件為影像成像時自然或機具的限制，而 人工進行影像處理時也具有許多不確定性，即使藉由相同遙測軟體、影像控制點及其他外在條 件的控制下，影響影像處理精確度最重要為人的因素，同一人重複對相同影像、電腦設備、軟 體、地面控制點亦難有相同的結果，較佳的方式為自動化輔佐利用影像特徵找尋共軛點進行影 像匹配，則可減少諸多不確定性的產生。

圖14 右圖為精密幾何糾正與左圖正射糾正套疊道路圖比較