遥感几何校正.docx

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遥感几何校正

实验三、遥感图像的几何校正

实验目的：

通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤，深刻理解遥感图像几何校正的意义。

实验内容：

ERDAS软件中图像预处理模块下的图像几何校正。

几何校正就是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。

而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地里参考（Geo-referencing）。

由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。

\ProgramFiles\IMAGINE8.7\help\hardcopy\FieldGuide.pdf

实验用品：

计算机、ERDASINMAGINE8.7、遥感数据：

图2.img,ref.img，其中图2.img是待校正的影像，ref.img是已经精校正的影像

在同一窗口viewer中打开图2.img和ref.img，看看它们的空间位置差异

重点操作步骤要点：

基本步骤InrectifyingtheLandsatimage,youusethesebasicsteps:

•显示文件displayfiles

•启动几何校正工具startGeometricCorrectionTool

•记录控制点recordGCPs

•计算校正模型computeatransformationmatrix

•图像重采样resampletheimage

•校正结果验证verifytherectification

1、图像几何校正的途径

ERDAS图标面板工具条：

点击DataPrep图标，→ImageGeometricCorrection→打开SetGeo-CorrectionInputFile对话框（图2-1）。

（图2-1）

ERDAS图标面板菜单条：

Main→DataPreparation→ImageGeometricCorrection→打开SetGeo-CorrectionInputFile对话框（图2-1）。

图1SetGeo-CorrectionInputFile对话框

在SetGeo-CorrectionInputFile对话框（图1）中，需要确定校正图像，有两种选择情况：

其一：

首先确定来自视窗（FromViewer），然后选择显示图像视窗。

其二：

首先确定来自文件（FromImageFile），然后选择输入图像。

2、图像几何校正的计算模型（GeometricCorrectionModel）

ERDAS提供的图像几何校正模型有多种，具体功能如下：

表2-1几何校正计算模型与功能

模型

功能

Affine

图像仿射变换（不做投影变换）

Polynomial

多项式变换（同时作投影变换）

Reproject

投影变换（转换调用多项式变换）

RubberSheeting

非线性变换、非均匀变换

Camera

航空影像正射校正

Landsat

Lantsat卫星图像正射校正

Spot

Spot卫星图像正射校正

3、图像校正的具体操作步骤过程

第一步：

显示图像文件（DisplayImageFiles）

首先，在ERDAS图标面板中点击Viewer图表两次，打开两个视窗（Viewer1/Viewer2），并将两个视窗平铺放置，操作过程如下：

ERDAS图表面板菜单条：

Session→TitleViewers

然后，在Viewer1中打开需要校正的图像：

图2.img

在Viewer2中打开作为地理参考的校正过的图像：

ref.img

第二步：

启动几何校正模块（GeometricCorrectionTool）

启动第一种方法：

图1

启动第二种方法：

Viewer1菜单条：

Raster→GeometricCorrection

两种方法均跳出：

→SetGeometricModel对话框（图2）

→选择多项式几何校正模型：

Polynomial→OK

→同时打开GeoCorrectionTools对话框（图3）和PolynomialModelProperties对话框（图4）。

在PolynomialModelProperties对话框中，定义多项式模型参数以及投影参数：

→定义多项式次方（PolynomialOrder）:

图4

→定义投影参数：

（PROJECTION）:

略

→Apply→Close

→打开GCPToolReferenseSetup对话框（图5）

图2SetGeometricModel对话框

图3GeoCorrectionTools对话框

图4PolynomialProperties对话框

图5GCPToolReferenseSetup对话框

第三步：

启动控制点工具（StartGCPTools）

GCP（GroundControlPoints）

GCPsarespecificpixelsinanimageforwhichtheoutputmapcoordinates（orother

outputcoordinates）areknown.GCPsconsistoftwoX,Ypairsofcoordinates:

•sourcecoordinates-------—usuallydatafilecoordinatesintheimagebeingrectified

•referencecoordinates-------—thecoordinatesofthemaporreferenceimagetowhichthe

sourceimageisbeingregistered

RMSerroristhedistancebetweentheinput（source）locationofaGCPandtheretransformedlocationforthesameGCP.Inotherwords,itisthedifferencebetweenthedesiredoutputcoordinateforaGCPandtheactualoutputcoordinateforthesamepoint,whenthepointistransformedwiththegeometrictransformation.ItisimportanttorememberthatRMSerrorisreportedinpixels.Therefore,ifyouarerectifyingLandsatTMdataandwanttherectificationtobeaccuratetowithin30meters,theRMSerror

shouldnotexceed1.00.Acceptableaccuracydependsontheimageareaandtheparticularproject.

首先，在GCPToolReferenseSetup对话框（图5）中选择采点数据源：

→选择视窗采点模式：

ExistingViewer→OK

→打开ViewerSelectionInstructions指示器（图6）

图6ViewerSelectionInstructions

→在显示地理参考图像ref.img的Viewer2窗口中点击左键

→弹出打开referenceMapInformation提示框（图7）；→OK

→此时，整个屏幕将自动变化为如图8所示的状态，表明控制点工具被启动，进入控制点采点状态。

（两个主窗口、两个放大窗Viewer3、Viewer4、控制点工具对话框、几何校正工具）

图7referenceMapInformation提示框

图8控制点采点

表2GCP工具图标及其功能

第四步：

采集地面控制点（GroundControlPoint）

GCP的具体采集过程：

在图像几何校正过程中，采集控制点是一项非常重要和繁琐的工作，具体过程如下：

1、在GCP工具对话框中，点击SelectGCP

图标，进入GCP选择状态；

2、在GCP数据表中，将输入GCP的颜色设置为比较明显的红色。

3、 在Viewer1中移动关联方框位置，寻找明显的地物特征点，作为输入GCP。

4、 在GCP工具对话框中，点击CreateGCP

图标，并在Viewer3中点击左键定点（也可以在vewer1窗口定），GCP数据表将记录一个输入GCP，包括其编号、标识码、X坐标和Y坐标。

5、 在GCP对话框中，点击SelectGCP图标，重新进入GCP选择状态。

6、 在GCP数据表中，将参考GCP的颜色设置为比较明显的黑色，

7、 在Viewer2中，移动关联方框位置，寻找对应的地物特征点，作为参考GCP。

8、 在GCP工具对话框中，点击CreateGCP图标，并在Viewer4中点击左键定点（也可以在viewer2定），系统将自动将参考点的坐标（X、Y）显示在GCP数据表中。

9、在GCP对话框中，点击SelectGCP

图标，重新进入GCP选择状态，并将光标移回到Viewer1中，准备采集另一个输入控制点。

10、不断重复1-N（最少10次），采集若干控制点GCP，直到满足所选定的几何模型为止，尔后，每采集一个InputGCP，系统就自动产生一个Ref.GCP，通过移动Ref.GCP可以优化校正模型（当然是在自动状态下

）。

保存控制点和参考的结果：

第五步：

采集地面检查点（GroundCheckPoint）

以上采集的GCP的类型均为控制点，用于控制计算，建立转换模型及多项式方程。

下面所要采集的GCP类型是检查点。

（略，方法和上面一样，只是在Edit中设置不同的点类型：

Control或check）

第六步：

计算转换模型（ComputeTransformation）

在控制点采集过程中，一般是设置为自动转换计算模型。

所以随着控制点采集过程的完成，转换模型就自动计算生成。

在Geo-CorrectionTools对话框中，点击DisplayModelProperties

图表，可以查阅模型。

第七步：

图像重采样（ResampletheImage）

重采样过程就是依据未校正图像的像元值，计算生成一幅校正图像的过程。

原图像中所有删格数据层都要进行重采样。

ERDASIMAGE提供了三种最常用的重采样方法。

略

图像重采样的过程：

首先，在Geo-CorrectionTools对话框中选择ImageResample

图标。

然后，在ImageResample对话框中，定义重采样参数；

→输出图像文件明（OutputFile）:

rec_图2.img

→选择重采样方法（ResampleMethod）:

NearestNeighbor

→定义输出图像范围：

→定义输出像元的大小：

→设置输出统计中忽略零值:

→定义重新计算输出缺省值：

第八步：

保存几何校正模式（SaverectificationModel）

在Geo-CorrectionTools对话框中点击Exit按钮，推出几何校正过程，按照系统提示，选择保存图像几何校正模式，并定义模式文件，以便下一次直接利用。

第九步：

检验校正结果（VerifyrectificationResult）

基本方法：

同时在两个视窗中打开两幅图像，一幅是矫正以后的图像，一幅是当时的参考图像，通过视窗地理连接功能（窗口右击/Geo.link/unlink…），及查询光标功能进行目视定性检验。