envi的图像配准.docx
- 文档编号:6752781
- 上传时间:2023-01-10
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:21.56KB
envi的图像配准.docx
《envi的图像配准.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《envi的图像配准.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
envi的图像配准
请教对ETM+进行几何校正的详细步骤
阎殿武
ENVI的图像配准与几何校正工具允许你将图像定位到地理坐标上,并校正它们使其与基图像几何形状相匹配。
图像可以用Rotate/FlipData菜单项在配准以前进行旋转。
通过使用全分辨率(主图像)和缩放窗口选择地面控制点(GCPs),来进行图像-图像和图像-地图的配准。
基图像和未校正图像的GCPs的坐标被显示,伴随有特定纠正算法计算的误差项。
纠正用重采样、缩放和平移,多项式函数或德洛内三角测量(RST)实现。
支持的重采样方法包括最近邻、双线性和立方体卷积。
用ENVI的多个动态覆盖能力,对基图像和纠正图像进行比较,可以快速估价配准精度。
参阅ENVITutorialImageGeoreferencingandRegistration中有关图像配准的详细描述。
镶嵌允许多个图像插入到一个用户定义了大小和坐标的基图像中。
独立图像或多波段图像文件被输入,且放到图像或地图坐标中或用鼠标确定位置。
输出的镶嵌特征可以用图幅显示,且能进行交互式调整。
用ENVI可以进行虚拟镶嵌,这使你不必将数据的两个副本存到磁盘上。
羽化技术能用于混合图像边界,进行无缝镶嵌。
镶嵌模板可以被存储,用于其它图像。
ENVI配准、校正和镶嵌功能可以从ENVI的主菜单中的Register菜单里选择。
SelectGroundControlPoints(选择地面控制点)
在菜单Register里的SelectGroundControlPoints菜单项允许交互式选择地面控制点(GCPs),并对单一波段图像或多波段文件纠正。
这一工具允许对不同控制点和纠正项进行原形恢复和检验。
支持图像-图像和图像-地图的配准。
详细步骤参见ENVITutorialImageGeoreferencingandRegistration中的图像配准例子。
Image-to-ImageRegistration(图像-图像的配准)
图像-图像配准需要两幅图像均打开。
用每一个显示的缩放窗口选择地面控制点。
可以选择Subpixel(小数的)坐标。
一旦已经选择了足够用于定义一个纠正多项式的控制点,就能预测纠正图像中的GCP位置。
GCPs可以被存储或从文件中恢复,彩色标签与GCP标记的顺序可以更改(有关纠正方法的描述,参见“WarpingandResamplingOptions”部分)。
1用AvailableBandsList打开基图像和纠正图像文件,并在两个窗口显示它们。
2一旦两幅图像都已经显示,选择Register>SelectGroundControlPoints>ImagetoImage。
3出现ImagetoImageRegistration对话框时,在“BaseImage:
”下面点击需要显示的名字,选择基图像(参照图像)。
4在“WarpImage:
”下方点击需要显示的名字,选择被纠正的图像。
5点击“OK”,出现GroundControlPointsSelection对话框。
·改变对话框的大小,用鼠标左键点击任何一个角处,拖曳到需要的大小和形状。
参见ENVITutorial“ImageGeoreferencingandRegistration”中对图像配准的描述。
选择地面控制点
选择地面控制点(GCP或TiePoint),通过在缩放窗口定位十字准线,在基图像和纠正图像中选择像元。
像元的左上方是整个数字坐标的原点,自这点向右和向下对应的X值和Y值不断增加。
在缩放窗口中,可得到的像元fraction与缩放系数是成比例的。
例如,缩放系数为4x,像元将被分成4个亚区。
缩放系数为10x时,定位可能只有1/10像元。
GCP标记被放在缩放窗口中,显示出亚像元(subpixel)的位置。
在选择GCPs时,亚像元被用于提高准确度。
·在基础和纠正图像中,选择GCP的位置。
1为每幅图像移动缩放窗口到需要的GCP区域。
2.在缩放窗口的一个特定像元上点击鼠标左键,把光标定位在该像元或像元的一部分上。
注意
从图像窗口,点击Functions>PixelLocator选择像元位置,并提供整数的GCP坐标(见第227页的“PixelLocator”)。
在GroundControlPointsSelection对话框,被选择处的坐标按sample、line顺序分别显示在标签为“BaseX,Y”和“WarpX,Y”文本区中。
在缩放窗口处,定位提供了亚像元坐标,因此对话框中显示浮点坐标值。
3一旦两幅图像都选择了需要的像元,在GroundControlPointsSelection对话框中点击“AddPoint”,将选择的GCPs添加到已经选择的X、Y(样本,行)坐标对列表里。
他们将按基图像(第一个圆括号)、纠正图像(第二个圆括号)顺序被列出。
当已经选择了四个或更多个GCPs,对选择的纠正预测的X、Y坐标将显示在第三组圆括号中,X、Y的误差被列表显示在第四组圆括号中,RMS误差列表显示在最后一组圆括号中。
当GCPs已经被添加到列表中时,在两幅图像的缩放窗口里选择的像元(或亚像元)处画一个标记。
选择的GCP数将出现在标记附近。
标记中心(在十字准线下面)显示了实际的GCP位置。
4用同样的方法添加其它的GCPs。
使RMSError最小化
在GroundControlPointsSelection对话框里,选择的GCPs数被显示在文本标签“Pairs”旁的文本框里。
一旦选择了足够的GCPs,运行一次多项式纠正,像元中的X、YRMS误差项按照sample,line顺序列表显示在第四组圆括号中。
所有点的总RMS误差列表显示在标签为“RMS误差”的文本框里。
为了最好的配准,试图使RMS误差最小化。
用于计算误差的多项式的次数显示在对话框顶部“Degree”的附近,当已经选择了足够的GCPs数时,多项式的次数可以改变。
·对于一次多项式,你可以选择RST(Rotation,Scaling,andTranslation)计算误差。
点击“YES”切换按钮,选择RST。
地面控制点选项
地表控制点选项与GCP列表相互作用,包括编辑和更新位置、开启或关闭点、删除所选择的点,以及预测点的位置。
这些按钮排列在GroundControlPointsSelection对话框底部。
·重新移动缩放窗口到任何一个选择的GCPs处,在列表上点击需要的GCP,点击“Goto”。
描述选择的GCP轮廓的标记,将被定位在基图像和纠正图像缩放窗口的中心。
·手动地编辑GCP位置:
1在GroundControlPoints列表中选择要编辑的GCP,点击“Edit”。
当前的X和Y值将出现在“GCPEditPoint”对话框里。
2在合适文本框里,点击并手工输入需要的数值,以编辑基图像和纠正图像的X和Y值。
3点击“OK”,在GroundControlPointsSelection对话框里改变它们。
如果已经选择了几个GCPs,将会延迟一段时间,由于GCPs需要被重新画上,误差也需重新计算。
·配准过程中,有选择性地忽视控制点,选择“On/Off”按钮,点击准备忽略的点
不用已经选择的点重新计算RMS误差和空间转换。
在选择的“OFF”点的左边将出现一个星号,GCP标记的颜色将发生改变。
再次打开GCP,点击列表中的点,再次选择“On/Off”按钮。
·从列表中永久性删除一些单个控制点,点击要被删除的GCP,点击“Delete.”
·交互式改变一些特定GCP的位置:
1在GroundControlPointsSelection对话框,点击要更新的GCP。
2在基图像与纠正图像中重新定位缩放窗口。
3点击“更新”。
在两个缩放窗口里,以前的GCP将被编辑过的GCP代替,GCP的标记位置将被移到当前像元位置处。
·用由当前的GCPs和选择的多项式次数决定的纠正,预测在纠正图像中一个GCP的位置
1在基图像中将缩放窗口定位到一个像元处。
2点击“预测”。
纠正图像缩放窗口将被移到预测的像元处。
3在纠正图像中选择正确的像元以使预测值更精确。
4点击“AddPoint”,输入GCP。
File下拉菜单
在GroundControlPointsSelection对话框中,File菜单包括存储和恢复地面控制点文件选项。
·退出GroundControlPointsSelection对话框,选择File>Cancel.
如果当前的点还没有存储到一个文件中,用户可以选择退出时保存它们。
·将GCPs存储到一个ASCII输出文件中:
1选择File>SaveGCPstoASCII.
2键入一个扩展名为.pts的输出文件,用“Choose”按钮选择一个输出文件,点击“OK”保存文件。
·恢复以前存储的GCPs:
1选择File>RestoreGCPsfromASCII.
2输入需要的GCP.pts文件名。
·存储到GCPs,误差输出到一个ASCII文件:
1选择File>SavePointsw/RMStoASCII.
2输入一个输出文件名,点击“OK”。
GCPs下拉菜单
在GroundControlPointsSelection对话框中的GCPs菜单,控制了地面控制点的标签、颜色、顺序,并允许基础和纠正图像翻转。
地面控制点用一个十字准线,圆圈和数字被标注在图像上。
·将关闭/开启标签,在GCPs菜单下,点击“LabelGCPsOff”或“LabelGCPsOn”旁的切换按钮。
·选择GCP对是否通过它们的索引“ID#”或“Error”,显示在列表中,点击“OrderGCPsbyIndex”或“OrderGCPsbyError”附近的按钮。
索引ID顺序是它们被选择的顺序。
误差顺序按照从高到低的顺序列出。
·删除列表中所有GCPs,选择GCPs>ClearGCPs.
·改变GCP标记标签的颜色:
1选择GCPs>SetGCPColors。
2出现GCPColors对话框时,用初始标签为“Red”(与“GCPswhichare“Off”紧邻)的按钮菜单(nexttothe“GCPswhichare“On”label),选择GCP标记的颜色。
3用初始标签为“Green”(紧邻“GCPswhichare“Off”)的下拉菜单,控制GCPs的标记颜色(whichareturnedoff)
·翻转基础和纠正图像中的GCPs位置,选择GCPs>ReverseBase/Warp.
这允许纠正基图像,并与纠正图像匹配。
Options下拉菜单
在GroundControlPointsSelection对话框中的Options菜单,允许从当前显示的波段纠正或从一个文件纠正。
如果你的基图像是地理坐标的,你可以选择图像-地图型纠正。
允许你改变输出像元的大小以及纠正图像中使用的投影类型。
·用GCPs进行一个标准的配准,选择Options>WarpDisplayedBand或WarpFile.
·选择图像-地图型纠正,如果基图像是地理坐标系的,选择Options>WarpDisplayedBand(asImagetoMap)或WarpFile(作为图像-地图型).
出现RegistrationParameters对话框。
ENVI中可利用的各个纠正项细节将在“WarpingandResamplingOptions”部分讨论。
Image-to-MapRegistration(图像-地图配准)
图像-地图配准要求至少由一幅图像是打开的。
图像中地面控制点(GCPs)由缩放窗口中的光标选择。
也可以选择亚像元坐标。
相应的地图坐标被手工输入或从矢量窗口输入。
一旦选择了足够的点定义一个纠正多项式,在纠正图像中的GCP位置就能预测。
GCPs可以被存储和从文件中恢复,GCP标记的颜色表示和顺序可以改变,详细描述见“WarpingandResamplingOptions”部分。
1打开一幅图像,显示需要的波段
2选择Register>SelectGroundControlPoints>ImagetoMap.
出现ImagetoMapRegistration对话框。
3点击对话框中显示的名字,选择要与地图配准的图像。
注意到如果只打开了一幅图像,则它会自动被选上。
4在“SelectRegistrationProjection”列表中,点击类型选择要输出的投影。
·对于UTM,在标有“Zone”的文本框里输入区域号,或点击“SetZone”按钮,输入经纬度值计算区域号。
·对于StatePlane投影,输入一个区域号或点击“SetZone”按钮,从列表中(列表显示的有NOS和USGS区域号)选择区域号。
·对于那些需要定义数据的投影类型,选择“Datum”按钮,并从列表中选择。
·改变投影单位,点击“Units”按钮,并选择需要的单位。
5分别在“XPixelSize”和“YPixelSize”文本框里,输入X和Y输出像元的大小(用与投影相对应的单位)。
6点击“OK”。
出现GroundControlPointsSelection对话框(见BasicENVITutorial#2-Registration(UsingENVI)对图像-地图配准的详细描述)。
选择地面控制点
地面控制点(或TiePoints)的选择类似于图像-图像配准。
1像图像-图像的步骤一样,通过移动缩放窗口到需要的图像区域选择GCPs.
2在缩放窗口里特定像元上,点击鼠标左键,定位在指向像元的光标处。
在GroundControlPointsSelection对话框里,标签为“ImageX”和“ImageY”的框里出现选择处的坐标。
亚像元坐标用于提高选择GCPs的精度。
3在地图和图像里选择一般的参考特征(例如在图像和地图中都能看到的道路交叉口),手工从地图上抽取向东和向北方向或经纬度坐标。
4分别在标有“E”和“N”的文本框里,点击适当的位置,手工键入选择的GCPs的地图坐标
·点击地图投影名附近的按钮,在“Latitude”和“Longitude”文本框里,输入地图上GCP位置(用经纬度)。
·在度、分、秒与十进制度数之间变换经纬度值,点击“DMS<->DD”按钮。
·用负(-)的经度代表西半球,负(-)的纬度代表南半球。
·恢复地图投影坐标,点击“GeographicCoordinates”文本标签附近的按钮。
·相应的地图投影坐标将自动被计算出来。
·用矢量数据自动输入地图坐标,见“EntryofMapGCPsfromaVectorWindow”部分。
·用GPS位置自动输入地图坐标,见“GPS-Link”。
5一旦选择完图像中需要的像元,且地图坐标已经输入,点击GroundControlPointsSelection对话框中的“AddPoint”按钮,将点添加到GCPs的列表里。
被选择的位置处坐标显示在GroundControlPointsSelection对话框的中心,顺序为“MapX,Y”(第一个圆括号),“ImageX,Y”(第二个圆括号)。
一旦已经选择了足够的点,对选择的纠正预测的X,Y坐标显示在第三组圆括号里。
X,Y误差和RMS误差将被显示在第四和第五个圆括号里。
当GCPs已经被添加在列表里,在图像缩放窗口里选择的像元周围将出现一个标记。
已经选择的GCP数将出现在标记周围。
在标记中心(在十字准线的下方)的像元表明了实际的GCP位置。
6用同样的方法添加另外的GCPs.
选择的GCPs数出现在文本标签“SelectedX,YPairs:
.”附近。
一旦选择了足够的GCPs运行一次多项式纠正,像元中的X、YRMS误差项按照sample,line顺序列表显示在第四组圆括号中。
合成的RMS误差显示在最后一个圆括号里。
要得到最好的配准,试图使RMS误差降至最小。
有关编辑和定位GCPs的详细信息,见“GroundControlPointsOptions”部分。
想了解对File、GCPs和Options下拉菜单的描述,见“TheFilePulldownMenu”部分。
从一个矢量窗口,输入地图GCPs
如果你有一个区域的矢量文件要被地图配准,则地图坐标可以直接从矢量数据抽取到GroundControlPointsSelection对话框。
1过程与前述从显示的图像中选择的GCPs被纠正是一样的。
2不用手工从地图上选择UTM控制点,而是将矢量导入一个矢量窗口,用矢量光标定位能力(鼠标左键)对与图像上选择的特征相对应的一个特征进行定位。
3在VectorWindowParams对话框的底部,点击“Export”输入矢量光标的地图坐标,直接到GroundControlPointsSelection对话框。
4点击“AddPoint”将选择的点输入到配准。
纠正图像
·用GCPs运行一个标准的配准,选择Groundcontrolpointsselection对话框中的Options>WarpDisplayedBandorWarpFile。
出现RegistrationParameters对话框。
ENVI中可利用的各个纠正项细节在“WarpingandResamplingOptions”部分有详细阐述。
Warping和Resampling选项
ENVI提供三个纠正选项:
RST(旋转、缩放和平移)、多项式和德洛内三角测量。
RST纠正是最简单的方法,需要三个或更多的GCPs运行图像的旋转、缩放和平移。
可以得到1次到n次多项式纠正。
可以得到的次数依赖于选择的GCPs数,这里#GCPs>(次数+1)2。
德洛内三角测量适于三角到不规则空间GCPs和内插数值到输出格网中。
可利用的重采样方法包括最近邻、双线性和立方体卷积。
最近邻重采样运用没有解译的像元建立纠正图像。
双线性重采样用四个像元进行线性内插,以对纠正图像进行重采样。
立方体卷积通过三次多项式对图像进行重采样,用16个像元近似正弦函数。
值得注意的是立方体卷积重采样比其它方法速度慢。
详情参见下面的参考书。
Richards,J.A.,1994,RemoteSensingDigitalImageAnalysis,Springer-Verlag,
Berlin,p.340.
一旦为图像-图像或图像-地图配准选择好GCPs,用下列步骤指定纠正和重采样方法:
1在GroundControlPointsSelection对话框,选择Options>需要的纠正方法。
2出现RegistrationParameters对话框时,从与“WarpMethod”邻近的下拉菜单中,选择需要的纠正方法。
可以使用RST(旋转、缩放和平移)多项式和三角测量纠正方法。
·对于多项式纠正,在“Degree”文本框里输入需要的次数。
可以利用的次数依赖于定义的GCPs数。
·选择你是否想在三角测量纠正数据的边缘,用单个像元的背景颜色作边界。
在“ZeroEdge”标签附近,选择“YES”按钮。
通过选择这一项,你将避免一个“托影(smearing)”效果,它也许出现在纠正图像的边缘,且通常可以用ENVI的特定数据地理坐标定位功能看到。
3从“Resampling”标签附近的下拉菜单里,选择需要的重采样方法。
4在“BackgroundValue”文本框里,输入DN值,设定背景值(在纠正图像里,DN值用于填充没有图像数据显示的区域)。
输出图像维数按照包含纠正输入图像的边界矩形大小自动设定。
所以,输出的纠正图像大小通常与基图像的大小不一样。
输出大小的坐标由基图像坐标决定。
所以,左上方拐角处的值典型地不是(0,0),而是显示的从基图像左上角原点计算的X和Y值。
这些偏移值被储存在文件头里,并允许基图像和纠正图像的动态覆盖(叠置),尽管它们的大小不同。
5不考虑输出维数,点击“ChangeOutputParameters”,将需要的数值输入到“OutputImageSize”文本框里,用于图像-图像配准。
·对图像-地图配准,通过点击“ChangeOutputParameters”输入需要的值,改变地图坐标或为了左上方坐标、像元大小以及图像大小而改变经纬度信息。
“Geographic”投影中,地理坐标用米或度表示,“ChangeProjection”按钮只是输入左上方坐标改变投影。
选择地面控制点时,输出图像的投影就已经设置好。
注意
如果你的输出投影是“Geographic”,则用“ChangeOutputParameters”对话框,将输出的像元和图像大小单位变换成度。
6选择输出到“File”或“Memory”.
·若选择输出到“File”,输入一个输出文件名,用“Choose”按钮选择一个文件名。
当纠正被计算时,出现一个状态框。
完成以后,纠正图像将出现在AvailableBands列表中。
通过使用OpenFilesList中的File>SaveSelectedFiletoDisk选项,一幅纠正图像也从内存中被保存。
评价配准精度
要评价配准精度:
1用AvailableBandsList,将纠正图像装到一个新的显示窗口。
2将显示与基图像窗口链接起来(Functions>Link),使用动态覆盖图,在基图像和纠正图像之间闪烁(flicker)(见“MultipleDynamicOverlays”部分)。
WarpfromPre-existingGCPs(用已存地面控制点纠正影像)
Image-to-Image(图像-图像)
·用以前选择的GCPs,对输入文件进行图像-图像配准:
1选择Register>WarpfromPre-existingGCPs>ImagetoImage.
注意
图像必须是已经打开的。
2出现文件选择对话框时,输入GCP文件名或从列表中选择合适的GCP输入文件。
3出现InputWarpImage对话框时,用标准ENVI程序选择被纠正的图像,或空间或波谱子集
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- envi 图像