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。
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- 遥感 几何 校正