遙感圖像數據的級別
遙感圖像數據是分級別的。其中，
零級：對應原始數據；一級：經過了初步的輻射校正；二級：經過了系統的幾何校正。
1 幾何畸變
遙感成像過程中，傳感器生成的圖像像元相對於地面目標物的實際位置發生了擠壓、拉伸、扭曲和偏移等問題。
幾何畸變產生的原因：1）傳感器內部因素；2）遙感平臺因素；3）地球因素。
因爲存在幾何畸變所以我們提出了幾何校正這一應對策略。
2 幾何校正
2.1 幾何校正的必要性
Q：那爲什麼幾何畸變存在就要幾何校正呢？
這是因爲幾何畸變會給基於遙感圖像的定量分析、變化檢測、圖像融合、地圖測量或更新等處理帶來誤差，所以需要針對圖像的幾何畸變進行校正，也就是幾何校正。
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幾何校正說到底就是爲了使畸變圖像中像元點的位置和基準圖像對應的像元在同一個位置，這是最理想的了。但是這個過程一般都會有誤差，也就是隻能尋求畸變圖像大致同基準圖像中對應像元的位置一致。
2.2 幾何校正的類型
幾何精校正需要用到地面控制點做精密校正。
遙感圖像的幾何校正分爲幾何粗校正和幾何精校正。
幾何粗校正是根據產生畸變的原因，利用空間位置變化關係，採用計算公式和取得的輔助參數進行的校正，又稱爲系統幾何校正。
幾何精校正是指利用地面控制點做的精密校正。幾何精校正不考慮引起畸變的原因，直接利用地面控制點建立起像元座標與目標物地理座標之間的數學模型，實現不同座標系統中像元位置的變換。
2.2.1
根據地面控制點來源的不同，幾何精校正可分爲圖像到圖像的幾何校正、圖像到地圖的幾何校正和具有已知幾何信息的幾何校正。
其中圖像到圖像的幾何校正是最常用的一種方式。如圖爲圖像到圖像幾何校正前的地面控制點的選取，地面控制點在2幅不同的圖像上要選在同一個地方。
正如前面描述的幾何校正的目的一樣，這裏選好了地面控制點以後，從該圖的實際出發，就是要把畸變圖像旋轉成基準圖像那個樣子。
2.3 幾何校正的過程
幾何校正涉及2個過程：1）空間位置的變換（座標變換）；2）灰度值的重採樣。
2.3.1 幾何校正——座標變換的方式
座標變換中間接法最爲常用
座標變換有直接法和間接法，直接法是通過原始圖像依次計算出每個像元在輸出圖像中的座標。雖然直接法輸出的像元值大小不會發生變化，但是輸出圖像中的像元分佈不均勻。所以一般正向的推導並不合適。直接法的示意圖如下：
而間接法是由輸出圖像出發，依次計算其中各像元在原始圖像中的位置，然後計算原始圖像中該位置的像素值。這時可能會出現，計算出的像元點的位置並不是整數，其灰度值可利用其鄰近的點的加權來求得。間接法的示意圖如下：
該方法能保證校正後圖像的像元在空間上均勻分佈，但需要進行灰度重採樣，間接法最爲常用。
總結一下，座標變換的直接法是原始圖像到輸出圖像，而間接法是輸出圖像到原始圖像。
2.3.2 座標變換——重採樣
重採樣的原因正如上面使用間接法提到的那樣，因爲從輸出圖像的某像元的位置（行列都是整數的）推導到其在原始圖像的位置（行列未必是整數），因爲圖像中只有行列爲整數的時候纔有灰度值，這是由圖像的本質決定的。而正因爲推導時出現如圖中紅色圈出來的點，我們需要爲之賦灰度值。所以纔有了灰度重採樣來解決這個問題。
2.3.3 地面控制點的選擇
座標變換中地面控制點的選擇：1）地面控制點在圖像要很明顯，2）地面控制點上的地物不隨時間而變化，3）在沒有做過地形校正的圖像上選擇控制點就應該在同一地形高度上進行，4）地面控制點應當均勻地分佈在整幅圖像內，且要有一定的數量保證。
幾何校正的結果一般通過地面控制點座標變換前後的歐氏距離（RMS）來評價。
2.3.4 重採樣方法
最近鄰法，雙線性插值，三次卷積法，依次能產生更加平滑的圖像，視覺效果好，但是對於圖像光譜信息的保持，會依次減弱。所以如果後續還需要使用重採樣之後的圖像，比如說用於分類，植被覆蓋度計算等，建議使用最近鄰法保持光譜信息。
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具體來說，
最近鄰法的優點是方法簡單，處理速度快，不會改變原始柵格的值，但處理後的圖像不夠平滑。
雙線性插值法比最近鄰法的結果更加光滑，但是會改變原來的柵格值，且會丟失一些微小的特徵。適用於表示某種現象分佈、地形表面的連續數據。
三次卷積法能使圖像變得平滑，視覺效果好，但是會破壞圖像的光譜信息，當不需要再進行基於光譜分析的數據處理，而只是用於製圖表達可採用此方法。
正射校正
正攝校正不僅能夠實現常規的幾何校正的功能，還能通過測量高程點（即點的高度）和DEM來消除地形起伏引起的圖像幾何畸變，提高圖像的幾何精度。正射校正的圖像具有精確的空間位置。
正射校正的模型如下：
