/ienna 1996 
  
   
GEOMETRIC CORRECTION OF AIRBORNE LINE-SCANNER IMAGERY 
Michael Breuer and Jórg Albertz 
Technical University of Berlin, Department for Photogrammetry and Cartography 
Sekr. EB 9, Strafe d. 17. Juni 135, D-10623 Berlin, Germany 
Phone: +49-30-314 23991, Fax: +49-30-314 21104, E-Mail: michael 9 fpk.tu-berlin.de 
Commission Ill, Working Group 1 
KEY WORDS: Scanner. Aerial, Geometry, Rectification, DEM/DTM, Orthoimage. Mosaic 
ABSTRACT: 
For many practical applications digital airborne scanner imagery has to be converted to orthoimages. The traditional 
approaches for this task are based on interpolation techniques. It is known from many studies, that these methods do not 
yleld satisfying results, even if a large number of ground control points is available. The reason is, that the high frequent 
changes of the sensor orientation parameters can not be derived from control points. The result is rather a smoothed 
curve which represents only an approximation of the trajectory and its pointing. For a rigorous solution of the problem 
flight attitude parameters have therefore to be recorded. 
A software program named »GASIS« has been developed, which makes use of the sensor orientation within the recti- 
fication of DAEDALUS AADS 1268 data. The existing program is able to generate orthoimages if flight attitude parameters 
and a DTM for terrain height information is provided. Furthermore a geometric mosaicking approach of neighbouring 
image strips is implemented. It is obvious that by this means the number of necessary ground control points is reduced 
compared with those approaches that do not take into account flight attitude data. According to the progress in the 
developement of low-cost inertial navigation systems (INS), the increase in accuracy characteristics and the availability 
of precise kinematic DGPS solutions it became more feasible to record also the high frequent movements. The paper 
describes the different aspects of various scanner types and its applications and the performance of the developed 
software system. Subsequently future concepts for further software components are sketched. It is intended to use GPS 
derived precise scanner positions to improve the model of the trajectory. A further reduction of the necessary ground 
control and an increase in accuracy can be anticipated. 
KURZFASSUNG: 
Bei vielen Praxisanwendungen digitaler Bilddaten müssen diese in Orthophotos umgewandelt werden. Traditionelle An- 
sátze, um dies für flugzeuggetragene Scannersysteme durchzuführen, basieren auf Interpolationstechniken. Aus zahl- 
reichen Untersuchungen ist bekannt, da diese Methoden zu keinen befriedigenden Ergebnissen führen, selbst wenn 
eine große Anzahl an Pafpunkten verfügbar ist, da sich die hochfrequenten Anderungen der Orientierungsparameter 
des Sensors nicht aus den PaBpunkten ableiten lassen. Das Ergebnis ist vielmehr eine gegláttete Kurve, die nur eine 
Náherung der tatsáchlichen Flugbahn darstellt. Für eine strenge Lósung des Problems müssen daher auch Fluglage- 
parameter aufgezeichnet werden. 
Es ist ein Programm »GASIS« entwickelt worden, das aufgezeichnete Fluglagedaten für die Entzerrung von Daten des 
DAEDALUS AADS 1268 nutzt. Mit diesem Programm ist es móglich, unter Berücksichtigung eines DGM Orthobilder zu 
erzeugen. Darüber hinaus besteht die Móglichkeit einer geometrischen Mosaikbildung aus benachbarten Streifen. Es 
konnte gezeigt werden, daB die Anzahl notwendiger PaBpunkte, verglichen mit den Ansátzen, die keine Fluglagedaten 
benutzten, stark abnahm. Mit dem Fortschritt in der Entwicklung von preiswerten Inertialsystemen (INS), einer Steige- 
rung ihrer Genauigkeit und der Verfügbarkeit práziser kinematischer DGPS-Lósungen wurde es móglich, auch die hoch- 
frequenten Ánderungen der Fluglage zu erfassen. Im folgenden werden verschiedene Aspekte der unterschiedlichen 
Sensortypen und ihrer Anwendungsgebiete aufgezeigt sowie die Leistungsmerkmale des entwickelten Programm- 
systems. AnschlieBend werden zukünftige Konzepte für weitere Entwicklungen beschrieben. Es ist geplant, GPS- 
bestimmte prázise Scannerpositionen zu nutzen, um die Modellierung der Flugbahn weiter zu verbessern. Dadurch kann 
eine weitere Verringerung der erforderlichen Paf3punkte und eine höhere Genauigkeit erwartet werden. 
1. AIRBORNE LINE-SCANNER SYSTEMS * Opto-mechanical scanners, 
(e.g. DAEDALUS AADS 1268, also called Airborne 
In addition to traditional aerial photography and commonly Thematic Mapper) 
used satellite image data, digital data acquired through . Opto-electronical scanners 
airbore scanner systems have become more and more (e.g. High Resolution Stereo Camera - HRSC and 
important for many geoscientific purposes. Some of the Wide Angle Optoelectronic Scanner - WAOSS) 
main reasons are the extended spectral range or the high * Imaging spectrometers 
spectral resolution which is provided through the majority (e.g. DAIS-7915 and CASI) 
of such sensors. à ; : 
An imaging spectrometer might use opto-mechanical mir- 
From a technical point of view three different categories of ror techniques (e.g. DAIS) or opto-electronic CCD arrays 
airborne scanning systems can be distinguished: (e.g. CASI) to cover the swath across flight direction. 
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International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. XXXI, Part B3. Vienna 1996