实验2遥感图像的几何校正.ppt

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 Tobecontinued 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 DisplayImageFiles 在ERDAS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 TileViewers在Viewer 1中打开需要校正的LandsatTM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GeometricCorrectionTool在Viewer 1菜单条 单击Raster GeometricCorrection命令打开SetGeometricModel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GeometricCorrectionTool同时打开GeoCorrectionTools对话框和PolynomialModelProperties对话框在PolynomialModelProperties窗口中 定义多项式模型参数 1 定义多项式次方 PolynomialOrder 为2 2 单击Apply按钮应用 单击Close按钮关闭 3 打开GCPToolReferenceSetup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 StartGCPTools 首先在GCPTootsReferenceSetup对话框中选择采点摸式 选择视窗采点模式 ExistingViewerOK 关闭GCPToolsReferenceSetup对话框 打开ViewerSelectionInstructions指示器在显示作为地理参考图像panAtlanta img的Viewer 2中点击左键 要点在图像中 打开ReferenceMapInformation提示框 显示参考图像的投影信息 OK 关闭ReferenceMap1nformation提示框 ViewerSelectionInstructions指示器 ReferenceMapInformation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 该窗口是关联方框的放大表示 在该窗口中进行控制点的选择 控制点工具对话框 左键按住方框 可以移动方框位置 左键按住方框对角线位置 可以改变方框大小 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 GroundControlPoint 单击可改变颜色 控制点工具对话框 SelectGCP CreateGCP Edit SetPointType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SelectGCP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CreateGCP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 注意 所选控制点是同名点 即在TM影像上点和在SPOT影像上点 两个点是同一地物点 第四步中的 单击SelectGCP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CreateGCP图标 并在Viewer 3中点击左键定点 控制点删除 直接左键选中该行 右键命令删除 类似EXCEL表中行删除 可以左键按住控制点 进行位置移动 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SelectGCP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CreateGCP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 XReference YReference 显示在GCP数据表中在GCP工具对话框中点击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InputGCP 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SelectGCP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CreateGCP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 是按住列表头选中 不是按住行选中 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 GroundCheckPoint 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GCPTool对话框状态下 按以下步骤操作 在GCPTool菜单条中确定GCP类型单击Edit SetPointType Check 注意TYPE为control的个数不能少于六个 不能将所有点的TYPE都变成Check 否则会报错 在GCPTool菜单条中确定GCP匹配参数 MatchingParameter 单击Edit PointMatching命令 打开GCPMatching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 GroundCheckPoint 在GCPMatching对话框中 需要定义下列参数 匹配参数 MatchingParameters 最大搜索半径 Max SearchRadius 3搜素窗口大小 SearchWindowSize X 5Y 5约束参数 ThresholdParameters 相关阈值 CorrelationThreshold 0 8删除不匹配的点 DiscardUnmatchedPoint Active匹配所有 选择点 MatchAll SelectedPoint 选项组中设从输入到参考 ReferencefromInput 或从参考到输入 InputfromReference 单击Close按钮 关闭GCPMatching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 GroundCheckPoint 确定地面检查点在GCPTool工具条中选择CreateGCP图标 并将Lock图标打开 锁住CreateGCP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CreateGCP功能 计算检查点误差在GCPTool工具条中点击ComputeError图标 检查点的误差就会显示在GCPTool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CreateGCP图标 并将Lock图标打开 锁住CreateGCP功能 分别在Viewer 1 2中定义5个检查点 计算检查点误差 在采集地面控制点和检查点时 要注意不能将所有点的TYPE都设成检查点 因为要保留一定的控制点数 校正方程才能建立 TYPE类型中要有控制点和检查点 才能进行点匹配计算Edit PointMatching进行点选择时 有时选中一张图上的点 另一张图上的点会自动出现 如果自动出现的点位置不好 可以左键按住该点移动调控制点的作用是建立多项式校正方程 检查点的作用是检测所建立的多项式校正方程精度 所以type中不能全部设为check 左键选中某行 Edit SetPointType Check改变该行的TYPE属性 在FILE下面 可以保存所选择的点位 这列属性不能全为Check 至少要有6个control 上机 基于spot图像的TM图像校正过程 第六步 图象重采样 ResampletheImage 在GeoCorrectionTools对话框中选择ImageResample图标打开ImageResample 图像重采样 对话框在ImageResample对话框中 定义重采样参数 输出图像文件名 OutputFile rectify img选择重采样方法 ResampleMethod NearestNeighbor定义输出图像范围 OutputCorner IJLX ULY LRX LRY定义输出像元大小 OutputCellSize X 30 Y 30设置输出统计中忽略零值 IgnoreZeroinStats 设置重新计算输出缺省值 RecalculateOutputDefault SkipFactor 10OK 关闭ImageResample 对话框 启动重采样进程 ImageResample图标 图像重采样对话框 上机 基于spot图像的TM图像校正过程 第七步 保存几何校正模式 在GeoCorrectionTools对话框中点击Exit按钮 退出图像几何校正过程 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 gms 以便下次直接使用 gms文件的打开 不能直接双击打开 要进入几何校正界面 再打开 最后图 实验要求 1 按格式写实验报告 报告中必需写明所采集的GCP点的数据表 2 以学号建立目录 上交校正后的影像rectify img