遥感实验2 遥感图像的几何校正

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,遥感导论,实验,2,遥感图像的几何校正,图像的几何校正是指从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程。,几何粗校正,:,是针对卫星运行和成像过程中引起的几何畸变进行的校正，即卫星姿态不稳、地球自转、地球曲率、地形起伏、大气折射等因素引起的变形。,几何精校正：利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。,几何校正简述,数字图像纠正的处理过程框图,基本思路：,把存在几何畸变的图像，纠正成符合某种地图投影的图像，且,要找到新图像中每一像元的亮度值。,几何校正主要处理过程,根据图象的成像方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模型,根据所采用的数学模型确定纠正公式,根据地面控制点和对应像点坐标进行平差，计算变换参数，评定精度,对原始影像进行几何变换计算，像素亮度值重采样,两个基本环节,1,）像素坐标变换,:,计算校正后每一点所对应原图中的位置；,2,）对坐标变换后的像素亮度值进行重采样,:,计算每一点的亮度值。,几何校正简述,To be continued,1,）像素坐标变换,:,4.4.2,几何校正,4.4.2,几何校正,两种方法相差不大，直接法所需时间要长，实践中通常采用间接法,2,）像素亮度值重采样,:,重采样的具体计算方法：,（,1,）最近邻法,几何校正,重采样的具体计算方法：,（,2,）双线性内插法,几何校正,重采样的具体计算方法：,（,3,）三次卷积内插法,几何校正,控制点的选取,几何校正的第一步便是位置的计算，首先是对所选取的二,元多线式求系数，这时必须已知一组控制点坐标,数目的确定,:,最小数目,实际中往往取,6,倍于最小数目。,选择的原则,易分辨、易定位的特征点：道路的交叉口，水库坝址，河流弯曲点等。,图象边缘部分一定要选取控制点，避免外推,特征变化大的地区应多选些。,尽可能满幅均匀选取。,几何校正,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第一步,:,显示图像文件,(Display Image Files),在,E RDAS,图标面板中点击,Viewer,图标两次，打开两个视窗,(Viewer#1,和,viewer#2),，并将两个视窗平铺放置，操作过程如下,:,ERDAS,图标面板菜单条,:,Sessign,-Tile Viewers,在,Viewer#1,中打开需要校正的,Landsat,TM,图像,:,tmAtlanta.img,在,Viewer#2,中打开作为地理参考的校正过的,SPOT,图像像,:,panAtlanta.img,打开图像按钮,并将两个视窗平铺放置,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第二步,:,启动几何校正模块,Geometric Correction Tool,在,Viewer#1,菜单条，单击,Raster-Geometric Correction,命令,打开,Set Geometric Model,对话框，,选择多项式几何校正计算模型为,Polynomial,单击,OK,按钮,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第二步,:,启动几何校正模块,Geometric Correction Tool,同时打开,Geo Correction Tools,对话框和,Polynomial Model Properties,对话框,在,Polynomial Model Properties,窗口中，定义多项式模型参数,（,1,）定义多项式次方（,Polynomial Order,）为,2,（,2,）单击,Apply,按钮应用，单击,Close,按钮关闭,（,3,）打开,GCP Tool Reference Setup,对话框,输入“,2”,后按,Apply,再按,close,，出现中间图,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第三步,:,启动控制点工具,(Start GCP Tools),首先在,GCP Toots Reference Setup,对话框中选择采点摸式，,选择视窗采点模式：,Existing Viewer,OK(,关闭,GCP Tools Reference Setup,对话框,),打开,Viewer Selection Instructions,指示器,在显示作为地理参考图像,panAtlanta.img,的,Viewer#2,中点击左键,打开,Reference Map Information,提示框,(,显示参考图像的投影信息,),OK(,关闭,Reference Map 1nformation,提示框,),Viewer Selection Instructions,指示器,Reference Map Information,提示框,8.,整个屏幕将自动变化为如图所示的状态，图中控制点工具被启动，表明进入控制点采集状态。,关联方框,关联方框,放大窗口,控制点工具对话框,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第四步,:,采集地面控制点,(Ground Control Point),单击可改变颜色,控制点工具对话框,Select GCP,Create GCP,Edit-Set Point Type,可以设置点的类型,计算检查点的误差，更新,RMS,误差,X,Y,残差值，中误差，贡献率,Contribution,，及匹配程度,自动,GCP,编辑模式开关键（,Toggle,）,依据控制点求解几何校正模型,设置自动转换计算开关,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,GCP,的具体采集过程：,在,GCP,工具对话框中点击,Select GCP,图标，进入,GCP,选择状态,在,GCP,数据表中将输入,GCP,的颜色,(Color),设置为比较明显的黄色,在,Viewer#1,中移动关联方框位置，寻找明显的地物特征点，作为输入,GCP,在,GCP,工具对话框中单击,Create GCP,图标，并在,Viewer#3,中点击左键定点，,GCP,数据表将记录一个输入,GCP,，包括其编号、标识码、,X,坐标、,Y,坐标,第四步中的,单击,Select GCP,图标,将输入,GCP,的颜色设置为黄色,在,Viewer#1,中移动关联方框位置，,寻找明显的地物特征点，作为输入,GCP,单击,Create GCP,图标，并在,Viewer#3,中点击左键定点,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,GCP,的具体采集过程：,在,GCP,工具对话框中点击,Select GCP,图标，重新进入,GCP,选择状态,在,GCP,数据表中将参考,GCP,的颜色,(Color),设置为比较明显的红色,在,Viewer#2,中移动关联方框位置，寻找对应的地物特征点，作为参考,GCP,在,GCP,工具对话框中点击,Create GCP,图标，并在,Viewer#4,中点击左键定点，系统将自动把参考点的坐标,(X,Reference,Y,Reference),显示在,GCP,数据表中,在,GCP,工具对话框中点击,Select GCP,图标，重新进入,GCP,选择状态,;,并将光标移回到,Viewer#1,，准备采集另一个输入控制点。,不断重复，采集若干,GCP,，直到满足所选定的几何校正模型为止,;,而后，每采集一个,Input GCP,系统就自动产生一个,Ref.GCP,，通过移动,Ref.GCP,可以逐步优化校正模型。,第四步中的,单击,Select GCP,图标,将输入,GCP,的颜色设置为红色,在,Viewer#2,中移动关联方框位置，,寻找明显的地物特征点，作为输参考,GCP,单击,Create GCP,图标，并在,Viewer#4,中点击左键定点,重新进入,GCP,选择状态,;,准备采集另一个控制点,X,Y,残差值，中误差,贡献率,Contribution,，及匹配程度,(,下表最后一列,),XY,残差值，中误差,这三列数据均要小于,1,贡献率是指该控制点参与校正方程建立的权重,匹配程度是指检查点在两幅图像中的相似程度,注意,:,要保证一定的控制点个数,校正方程才能建立,不能将所有点都设成检查点,采集,GCP,以后，,GCP,数据表如图所示,可以将上表的列全选中，然后右键点击，复制粘贴到,word,，用于写实验报告。,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第五步,:,采集地面检查点,(Ground Check Point),第四步中采集的,GCP,点的类型,(Type),均为,Control(,控制点,),，用于控制计算，建立转换模型及多项式方程。本步所要采集的,GCP,点的类型均是,Check(,检查点,).,用于检验所建立的转换方程的精度和实用性。,依然在,GCP Tool,对话框状态下，按以下步骤操作,:,在,GCP Tool,菜单条中确定,GCP,类型,单击,Edit-Set Point Type-Check,(,注意控制点的个数不能少于六个,),在,GCP Tool,菜单条中确定,GCP,匹配参数,(Matching Parameter):,单击,Edit-Point Matching,命令，打开,GCP Matching,对话框,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第五步,:,采集地面检查点,(Ground Check Point),在,GCP Matching,对话框中，需要定义下列参数,:,匹配参数,(Matching Parameters),最大搜索半径,(Max.Search Radius):3,搜素窗口大小,(Search Window Size):X-5 Y-5,约束参数,(Threshold Parameters),相关阈值,(Correlation Threshold):0.8,删除不匹配的点,Discard Unmatched Point):Active,匹配所有,/,选择点,(Match All/Selected Point),选项组,中设从输入到参考,(Reference from Input),或,从参考到输入,(Input from Reference),单击,Close,按钮（关闭,GCP Matching,对话框）,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第五步,:,采集地面检查点,(Ground Check Point),确定地面检查点,在,GCP Tool,工具条中选择,Create GCP,图标，并将,Lock,图标打开，锁住,Create GCP,功能，如同选择控制点一样，分别在,Viewer#1,和,Viewer#2,中定义,5,个检查点，定义完毕后点击,Unlock,图标，解除,Create GCP,功能。,计算检查点误差,在,GCP Tool,工具条中点击,Compute Error,图标，检查点的误差就会显示在,GCP Tool,的上方，只有所有检查点的误差均小于一个像元,(Pixe1),，才能继续进行合理的重采样。一般来说，如果你的控制点,(GCP),定位选择比较准确的话，检查点匹配会比较好，误差会在限差范围内。否则，若控制点定义不精确，检查点就无法匹配，误差会超标。,选择,Create GCP,图标，并将,Lock,图标打开，锁住,Create GCP,功能，分别在,Viewer#1#2,中定义,5,个检查点,计算检查点误差,上机：基于,spot,图像的,TM,图像校正过程,第六步,:,图象重采样,(,Resample the Image,),在,Geo Correction Tools,对话框中选择,Image Resample,图标,打开,Image Resample(,图像重采样,),对话框,在,Image Resample,对话框中，定义重采样参数,:,输出图像文件名,(Output,File):rectify.img,选择重采样方法,(Resample Method):Nearest Neighbor,定义输出图像范围,