Mathematical modelling of historical reconnaissance CORONA KH‐4B Imagery

This paper describes three mathematical modelling methods for high-resolution declassified CORONA KH-4B images. Since CORONA images are collected with a panoramic camera, several types of geometric distortions are involved. Two methods use the modified collinearity equations, and the third involves the terrain-dependent rational function model (RFM) which is considered to be a generic sensor model. Comparative analysis of the three mathematical modelling methods is undertaken. The results show that a ± 1·5 pixels level of horizontal and vertical accuracy can be obtained. A digital elevation model (DEM) of a test site is also created. Resume On presente dans cet article trois methodes de modelisation mathematique pour des images a haute resolution CORONA KH-4B declassifiees. Etant donne que les images CORONA sont saisies a l'aide d'une camera panoramique, il s'ensuit que plusieurs types de distorsions geometriques sont impliques. Deux methodes recourent aux equations de colinearite modifiees tandis que la troisieme met en œuvre le modele a fonction rationnelle dependant du terrain (RFM), que l'on considere comme un modele propre au capteur. Les auteurs ont analyse comparativement les trois methodes de modelisation mathematique. Les resultats montrent que l'on peut obtenir des niveaux de precision horizontale et verticale de ±1,5 pixel. Les auteurs ont egalement realise un modele numerique des altitudes (MNA) sur un site temoin. Zusammenfassung Dieser Beitrag beschreibt drei Methoden zur mathematischen Modellierung von jetzt freigegebenen hochauflosenden CORONA KH-4B Bilddaten. Da CORONA Bilder mit einer panoramischen Kamera aufgenommen werden, treten mehrere Arten von geometrischen Verzerrungen auf. Zwei der beschriebenen Modellierungsmethoden nutzen modifizierte Kollinearitatsgleichungen und die dritte Methode verwendet ein gelandeabhangiges Modell mit Rationalen Funktionen (RFM), das als generischen Sensormodell betrachtet werden kann. Die Autoren stellen vergleichende Analysen aller drei mathematischen Methoden vor. Die Ergebnisse zeigen, dass Genauigkeiten von ±1·5 Pixel in Lage- und Hohe erreicht werden konnen. Die Autoren prasentieren weiterhin ein generiertes Digitales Hohenmodell (DEM) des Testgebietes. Resumen Este articulo describe tres metodos de modelado matematico para imagenes de alta resolucion CORONA KH-4B que han sido liberadas de su clasificacion como material restringido. Las imagenes CORONA se captan con una camara panoramica lo que resulta en la aparicion de varios tipos de distorsiones geometricas. Se presentan dos metodos de modelado que usan las ecuaciones de colinealidad modificadas, y un tercero basado el Modelo de Funciones Racionales (MFR) dependiente del terreno y que esta considerado como un modelo generico de sensores. Los autores presentan un analisis comparativo de los tres metodos de modelado matematico. Los resultados muestran que se puede obtener un nivel de exactitud horizontal y vertical de ±1.5 pixel. Los autores ademas calculan un Modelo Digital del Terreno (MDT) de una zona de ensayo.