1.概念

这里涉及的遥感数字影像，主要是遥感摄影影像、扫描影像、雷达影像；几何畸变，主要是指影像像元的几何形状、几何位置，相对于地图坐标系统地物（坐标）或地表实际地物的差异。畸变会致使局部比例尺的变化，给位置配准以及后续的定量分析带来困难。

2.成像投影方式

平面地图采用垂直（近垂直）投影方式，而遥感摄影与扫描成像采用中心投影方式，雷达成像采用斜距（平面与圆锥扫描斜距）投影方式，因投影方式不同产生的几何畸变特点也不同。

3.被动式遥感影像变形因素

除去遥感平台、传感器等内部误差的影响，被动遥感影像畸变因素有以下几点。

3.1遥感平台的位置、速率、姿态

航高：力学因素或椭圆轨道致使相对于标准航高的偏离。瞬间视场角不变的条件下，航高越高，像元对应地表面积越大，但会减小因地形起伏引起的偏移量。

航速：运动速率的变化会导致前进方向上像元位置的错动，从而产生行列不均的现象。

俯仰：仍会导致前进方向上的变化，星下点俯时后移，仰时前移。

翻滚：前进方向为轴的翻滚，会致使整个图像的行向翻滚。

偏航：相对前进方向的偏转，会致使图像的倾斜畸变。

3.2大气折射

平流层与对流层大气密度不同，折射现象致使电磁辐射传播轨迹呈曲线，使像点发生位移。

3.3地形起伏

地形起伏越大，投影点（成像为局部像点）水平位置的位移量越大。

3.4地表曲率

投影面为平面，而地球表面概括为曲面，导致投影点的偏移（负向，靠近像主点），像元对应地面宽度不等。距星下点越远畸变越大，视场角较大时，会增加这种影响，产生全景畸变。

3.6地球自转

卫星遥感平台的轨道为极轨，在轨道降段接受辐射时，卫星自北而南运动，地球自西向东旋转，使卫星的星下位置发生偏移，从而致使图像列向的偏移。

3.7倾斜摄影

全景摄影成像为垂直摄影，其余为倾斜摄影，投影面的倾斜角度越大，影像畸变也越大。

4.侧视雷达影像变形

微波影像的分辨率由成像雷达的距离向分辨率和方位向分辨率决定，牠们分别由脉冲的延迟时间、波束宽度来控制的。几何畸变也体现在距离向和方位向。

4.1距离向的畸变

（1）入射角。脉冲宽度不变时，地距分辨力跟入射角（或平台俯角）有关。近端入射角小与远端入射角，近端的地距分辨力比远端差，致使比例尺在距离向发生畸变。

（2）地形起伏。雷达斜距测量因地形起伏产生投影位移，如雷达透视收缩(Foreshortening)，雷达迭掩(Layover)，雷达阴影(Shadowing)。

4.2方位向的畸变

（1）航速。航速不均，带来方位向采样间隔不均。

（2）航线。航线非直线，产生回波信号的包络误差与相位误差。

（3）其他的运动状况。

本文主要参考梅安新等《遥感导论》。