Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography (한국측량학회지)

Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography (한국측량학회)
권호 표지

Line-of-Sight (LOS) Vector Adjustment Model for Restitution of SPOT 4 Imagery

SPOT 4 영상의 기하보정을 위한 시선 벡터 조정 모델

  • 정형섭 (서울시립대학교 도시과학대학 공간정보공학과)
  • Received : 2010.03.09
  • Accepted : 2010.04.20
  • Published : 2010.04.30
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Abstract

In this paper, a new approach has been studied correcting the geometric distortion of SPOT 4 imagery. Two new equations were induced by the relationship between satellite and the Earth in the space. line-of-sight (LOS) vector adjustment model for SPOT 4 imagery was implemented in this study. This model is to adjust LOS vector under the assumption that the orbital information of satellite provided by receiving station is uncertain and this uncertainty makes a constant error over the image. This model is verified using SPOT 4 satellite image with high look angle and thirty five ground points, which include 10 GCPs(Ground Control Points) and 25 check points, measured by the GPS. In total thirty five points, the geometry of satellite image calculated by given satellite information(such as satellite position, velocity, attitude and look angles, etc) from SPOT 4 satellite image was distorted with a constant error. Through out the study, it was confirmed that the LOS vector adjustment model was able to be applied to SPOT4 satellite image. Using this model, RMSEs (Root Mean Square Errors) of twenty five check points taken by increasing the number of GCPs from two to ten were less than one pixel. As a result, LOS vector adjustment model could efficiently correct the geometry of SPOT4 images with only two GCPs. This method also is expected to get good results for the different satellite images that are similar to the geometry of SPOT images.

SPOT 4 위성영상의 기하 왜곡을 보정하기 위하여 새로운 접근방법을 연구하였다. 우주공간에서 위성과 지구의 관계를 정립함으로서 새로운 조건 방정식을 유도하였다. 초기 위성에 대한 정보가 어떤 일정한 변화에 의해 왜곡이 있다고 가정하고, LOS(Line-Of-Sight) 벡터를 변화시켜 위성영상의 기하를 보정하는 LOS 벡터 조정 모델을 연구하였다. 본 모델을 증명하기 위하여 관측각이 큰 SPOT 4 위성영상을 대상으로 실험하였다. 또한, 정확한 실험을 위하여 GPS로부터 측량한 10개의 지상기준점(GCPs)과 25개의 검사점(check points)을 사용하였다. SPOT 4 위성영상에 주어진 초기 위성정보(위성 위치, 속도, 자세, 관측각 등)를 그대로 이용하여 계산한 위성영상 기하는 총 35개의 지상기준점과 검사점에 대하여 거의 일정한 변화량을 지녔으며, 이를 통해 SPOT 4 위성영상에 시선벡터조정모델을 적용할 수 있음을 확인하였다. 시선벡터조정모델을 적용하여 영상에 고르게 분포하는 지상기준점을 2점에서 10점까지 변화시키면서 검사점의 오차를 계산하였고, 25개 검사점 오차는 모두 1픽셀 미만이었다. 새로운 접근 방법인 이 모델은 2점 이상의 지상기준점을 이용하여 SPOT 4 영상 기하를 효과적으로 보정하였으며, 또한 SPOT 영상과 촬영방식이 동일한 고해상 위성영상에 대해서도 좋은 결과를 얻을 것으로 기대한다.

Keywords

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