04圖像幾何校正

1、      幾何校正是利用地面控制點和幾何校正數(shù)學模型來矯正非系統(tǒng)因素產(chǎn)生的誤差，由于校正過程中會將坐標系統(tǒng)賦予圖像數(shù)據(jù)，所以此過程包括了地理編碼。      在開始介紹ENVI的幾何校正操作之前，首先對ENVI的幾何校正幾個功能要點做一個說明。       ENVI提供以下選擇方式：· 從柵格圖像上選擇      如果擁有需要校正圖像區(qū)

2、域的經(jīng)過校正的影像、地形圖等柵格數(shù)據(jù)，可以從中選擇控制點，對應的控制點選擇模式為Image to Image。· 從矢量數(shù)據(jù)中選擇      如果擁有需要校正圖像區(qū)域的經(jīng)過校正的矢量數(shù)據(jù)，可以從中選擇控制點，對應的模式為Image to Map。· 從文本文件中導入      事先已經(jīng)通過GPS測量、攝影測量或者其他途徑獲得了控制點坐標數(shù)據(jù)，保存為以Map (x,y), Image (x,y)格式提供的文本文件可以直接導入作為控制點，對應的控制點選擇模式為

3、Image to Image 和Image to Map。· 鍵盤輸入      如果只有控制點目標坐標信息或者只能從地圖上獲取坐標文件（如地形圖等），只好通過鍵盤敲入坐標數(shù)據(jù)并在影像上找到對應點。       ENVI提供三個幾何校正模型：仿射變換（RST）、多項式和局部三角網(wǎng)（Delaunay Triangulation）。       控制點的預測是通過控制點回歸計算求出多項式系數(shù)

4、，然后通過多項式計算預測下一個控制點位置，RMS值也是用同樣的方法。默認多項式次數(shù)為1，因此在選擇第四個點時控制點預測功能可以使用，隨著控制點數(shù)量的增強，預測精度隨之增加。最少控制點數(shù)量與多項式次數(shù)的關系為（n+1）2。      本課程使用的數(shù)據(jù)列表如下：表1.1 練習數(shù)據(jù)說明文件說明5wDRG1:5萬地形圖數(shù)據(jù)5wDRG包括9個控制點的控制點文件TM與spot(和.hdr)帶有地理坐標的、10米分辨率的SPOT全色圖像TM與spot(和.hdr)沒有地理坐標、30米分辨率的TM多光譜圖像控制點文件 2詳細操作步驟

5、0;第一步：打開并顯示圖像文件開始>程序>>Tools>ENVI Classic，選擇主菜單>File>Open Image File，將文件打開，并顯示在Display中。第二步：啟動幾何校正模塊· 主菜單>Map>Registration>Select GCPs:Image to map，打開幾何校正模塊。· 在Image to Map Registration面板中，選擇Beijing_1954_GK_Zone_20，X/Y Pixel Size分別輸入4，單擊OK，打開Ground Control Points

6、Selection面板。注：國內坐標系直接使用"國內坐標系文件"中的內容。圖1 選擇坐標系及輸出網(wǎng)格大小· 在Displsy視圖中，定位到左上角第一個公里網(wǎng)交互處，從圖上讀取X：20501000，Y：4003000，填入在Image to Map Registration面板中的E和N，單擊Add Point按鈕，增加第一個控制點。圖2 讀取控制點坐標信息并手動輸入· 在Displsy視圖中，向右平移10個公里網(wǎng)，即到X：20511000處，在Image to Map Registration面板中E：20511000和N：4003000。單擊Add P

7、oint按鈕，增加一個控制點。· 當選擇3個點時候，Pretict按鈕亮起，可以在E和N中輸入坐標，單擊Pretict按鈕自動在圖上大致定位，或者選擇Options>Auto Pretict，可以自動根據(jù)坐標值在圖上定位。· 同樣的方法，在圖上均勻添加9個控制點。· 在Ground Control Points Selection上，選擇Options>Warp File，選擇校正文件，點擊OK。· 在校正參數(shù)面板中，校正方法選擇多項式（2次）。· 重采樣選擇Bilinear，背景值（Background）為0。· 選擇輸

8、出路徑和文件名，單擊Ok按鈕。圖3 參數(shù)輸出設置面板 2.2 Landsat5影像幾何校正      下面學習以具有地理參考的SPOT4 10米全色波段為基準影像，對Landsat5 TM 30米圖像的幾何精校正過程，文件都是以ENVI標準柵格格式儲存，數(shù)據(jù)存放在"04.遙感圖像幾何校正數(shù)據(jù)TM與spot"文件夾內，其流程如下圖所示：圖4 幾何校正一般流程第一步：打開并顯示圖像文件      開始>程序>>Tools>EN

9、VI Classic，主菜單>File>Open Image File，將SPOT（）和TM圖像（）文件打開，并分別在Display中顯示兩個影像。第二步：啟動幾何校正模塊1. 主菜單>Map>Registration>Select GCPs:Image to Image，打開幾何校正模塊。2. 選擇顯示SPOT文件的Display為基準影像（Base Image），顯示TM文件的Display為待校正影像（Warp Image），點擊OK進入采集地面控制點。圖5 選擇基準與待校正影像第三步：采集地面控制點1、在兩個Display中找到相同區(qū)域，在Zoom窗口中，

10、點擊左小下角第三個按鈕，打開定位十字光標，將十字光標到相同點上，點擊Ground Control Points Selection上的Add Point按鈕，將當前找到的點加入控制點列表。2、用同樣的方法繼續(xù)尋找其余的點，當選擇控制點的數(shù)量達到3時，RMS被自動計算。Ground Control Points Selection上的Predict按鈕可用，選擇Options>Auto Predict，打開自動預測功能。這時在Base Image（Spot影像）上面定位點，Warp Image（TM影像）上會自動預測區(qū)域。3、當選擇一定數(shù)量的控制點之后（至少3個），可以利用自動找點功能。G

11、round Control Points Selection上，選擇Options>Automatically Generate Points，選擇一個匹配波段，這里選擇band5，點擊OK，彈出自動找點參數(shù)設置面板，設置Tie點的數(shù)量為50，Search Window Size為131，其他選擇默認參數(shù)，點擊OK。圖6 Tie點自動選擇參數(shù)設置4、點擊Ground Control Points Selection上的Show List按鈕，可以看到選擇的所有控制列表，如下圖所示。選擇Image to Image GCP List上的Options>Order Points by

12、Error，按照RMS值有高到底排序。圖7 控制點列表5、對于RMS過高的點，一是直接刪除：選擇此行，按Delete按鈕；二是在兩個影像的ZOOM窗口上，將十字光標重新定位到正確的位置，點擊Image to Image GCP List上的Update按鈕進行微調，這里直接做刪除處理。6、總的RMS值小于1個像素時，完成控制點的選擇。點擊Ground Control Points Selection面板上的File>Save GCPs to ASCII，將控制點保存。第四步：選擇校正參數(shù)輸出      有兩種校正輸出方式：War

13、p File和Warp File (as Image Map)。推薦使用Warp File (as Image Map)。· Warp File1. 在Ground Control Points Selection上，選擇Options->Warp File，選擇校正文件(TM文件)。2. 在校正參數(shù)面板中，校正方法選擇多項式（2次）。3. 重采樣選擇Bilinear，背景值（Background）為0.4. Output Image Extent：默認是根據(jù)基準圖像大小計算，可以做適當?shù)恼{整。5. 選擇輸出路徑和文件名，單擊Ok按鈕。   

14、60;  這種校正方式得到的結果，它的尺寸大小、投影參數(shù)和像元大小（如果基準圖像有投影）都和基準圖像一致。圖8 Warp File校正參數(shù)設置· Warp File (as Image Map)1. 在Ground Control Points Selection上，選擇Options> Warp File (as Image to Map) ，選擇校正文件(TM文件)。2. 在校正參數(shù)面板中，默認投影參數(shù)和像元大小與基準影像一致。3. 投影參數(shù)保持默認，在X和Y的像元大小輸入30米，按回車，圖像輸出大小自動更改。4. 校正方法選擇多項式（2次）。5. 重采樣選擇Bilinear，背景值（Background）為0.6. Output Image Extent：默認是根據(jù)基準圖像大小計算，可以做適當?shù)恼{整。      選擇輸出路徑和文件名，單擊Ok按鈕。圖9 Warp File (as Image to Map)校正參數(shù)設置第五步：檢驗校正結果      檢驗校正結果的基本方法是：同時在兩個窗口中打開圖像