《ENVI遥感图像处理实验教程 实验三 几何校正(影像、地形图)ok.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ENVI遥感图像处理实验教程 实验三 几何校正(影像、地形图)ok.pdf（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 实验三 ENVI 影像的几何校正 本专题旨在介绍如何在 ENVI 中对影像进行地理校正 添加地理坐标 以及 如何使用 ENVI 进行影像到影像的几何校正 遥感图像的几何纠正是指消除影像 中的几何形变 产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新影像 一般常见的几何纠正有从影像到地图的纠正 以及从影像到影像的纠正 后 者也称为影像的配准 遥感影像中需要改正的几何形变主要来自相机系统误差 地形起伏 地球曲率以及大气折射等 几何纠正包括两个核心环节 一是像素坐 标的变换 即将影像坐标转变为地图或地面坐标 二是对坐标变换后的像素亮度 值进行重采样 本实验将针对不同的数据源和辅助数据 提供以下几种校正方
2、法 Image to Map 几何校正 几何校正 通过地面控制点对遥感图像几何进行平面化的过程 控 制点可以是键盘输入 从矢量文件中获取 地形图校正就采取这种方法 Image to image 几何校正 几何校正 以一副已经经过几何校正的栅格影像作为基准图 通 过从两幅图像上选择同名点 GCP 来配准另一幅栅格影像 使相同地物出现在 校正后的图像相同位置 大多数几何校正都是利用此方法完成的 Image to image 自动图像配准 自动图像配准 根据像元灰度值自动寻找两幅图像上的同名点 根据同名点完成两幅图像的配准过程 当同一地区的两幅图像由于各自校正误差 的影像 使得图上的相同地物不重叠时
3、 可利用此方法进行调整 1 地形图的几何校正 1 打开并显示地形图 从 ENVI 主菜单中 选择 file open image file 打开 3 几何校正 地形图 G 48 34 a JPG 2 定义坐标 从 ENVI 主菜单栏中 选择 Map Registration Select GCPs Image to map 在 image to Map Registration 对话框中 点击并选择 New 定义一个坐标系从 ENVI 主菜单栏中 选择Map Registration Select GCPs Image to Map 图 3 1 image to map Registratio
4、n 对话框 3 点击 ok 启动自动配准程序 4 Ground Control Points Selection 对话框中 点击 Add point 把该地面控制点添加到列表中 点击 Show list 查看地面 控制点列表 见图 3 2 然后依同样的方式寻找其余的同名地物点 Ground Control Points Selection 对话框 图 3 2用来进行影像配准的 Ground Control Points Selection 对话框和 Show list 列表 注意注意 在缩放窗口中支持亚像元 sub pixel 级 的定位 缩放的比例越大 地面控制点的精度就越 好 地面控制点的
5、选择除了通过移动光标之外还可 以直接在同名地物点上通过鼠标进行点击完成 在 show list 对话框中 一旦已经选择了 4 个以上的 地面控制点后 RMS 误差就会显示出来 图 3 3 缩放窗口 Zoom 5 如果选择的控制点中 某点的误差很大 删除该点 重新寻找新的点 来代替 在 show list 对话框中用鼠标点击该点 选择 delete 即可删除该点 如果对所有选择的控制都不满意的话 可以通过 Ground Control Points Selection 对话框 选择 Options Clear All Points 可以清除掉所有的已选 择的地面控制点 6 若选择的地面控制点比较
6、满意 则在 Ground Control Points Selection 对话框中选 择 options Warp File 选择待校正的地形图文件 点击 OK 填写重采样参数 注意 输出像元大小选择 5 米 如果太大输出的图像模糊 输 出文件路径及文件名 8 打开校正后的地形图 在主窗口双击鼠标左键 查询校正结果 重复以上步骤 校正 3 几何校正 地形图 G 48 34 b JPG 文件 最后将两幅校正 好的地形图在 ARCGIS 中打开 观察两者的位置关系 2 影像对影像的几何配准 利用 SPOT 图像校正 Landsat TM 1 打开并显示 Landsat TM 图像 1 从 ENV
7、I 主菜单中 选择 file open image file 2 从列表中选择 tmatlanta imgimg 待校正影像 待校正影像 文件 3 在文件选择对话框中 点击 open 把 TM 影像波段加载到可用波段列表中 4 在列表中选择 3 个波段 选择 new display 彩色显示 2 打开并显示 SPOT 图像 同上方法 选择 panpanatlanta img 已具有投影信息的参考影像 并打开 已具有投影信息的参考影像 并打开 SPOT TM 3 显示光标位置 值 要打开一个显示主影像窗口 滚动窗口 或者缩放窗口中光标位置信息对话 框 可以按以下步骤进行操作 1 从主影像窗口菜单
8、栏中 选择 tools Cursor Location value 2 在主影像窗口 滚动窗口和缩放窗口的 TM 影像上 移动鼠标光标 注意坐标是以像素为单位给出的 这是因为这个影像是基于像素坐标的 它不同 于上面带有地理坐标的 SPOT 影像 3 选择 file Cancel 关闭 Cursor Location value 对话框 4 开始进行影像配准 1 从 ENVI 主菜单栏中 选择 Map Registration Select GCPs Image to Image 2 在 image to Image Registration 对话框中 点击并选择 display 1 spot
9、影像 作为 Base Image 点击 display 2 TM 影像 作为 Warp image 图 2 2image to Image Registration 对话框 3 点击 ok 启动自动配准程序 6 RMS Error Root mean square error 均方根误差 可以显示总的 RMS 误差 为了最好的配准 应该试图使 RMS 误差最小化 7 Predict 预测点坐标功能 2 3 4 5 6 7 基准图像的控制点的坐标 校正图像的控制点的坐标 增加一个控制点 查看地面控制点列表 多项式纠正法校正的次数 通过将光标放置在两幅影像的相同地物点上 来添加单独的地面控制点 在
10、 Ground Control Points Selection 对话框中 点击 Add Point 4 把该地面控制点添加到列表中 点击 Show List 5查看地面控制点列表 1 同名控制点的要求 分布均匀 不少于 30 个 2 一旦已经选择了至少 5 个个地面控制点以后 RMS 误差就会显示出来 RMS 误 差是基于一个适于点的一次多项式 a first order polynomial 计算的 它的大 小表明了点是否正确输入 如果误差较大 你可能需要编排基准位置 3 一旦已经选择了至少 3 个个地面控制点以后 在标准影像选好控制点之后 就可 以用 Predict 预测出校正影像同名控
11、制点的大致位置 4 点击 Show List 显示控制点列表 图 2 5 影像配准中所用到的 Image to Image GCP List 对话框 Order Points by Error 按 RMS 误差大小的顺序排列控制点 Clear all points 清除所有的控制点 On Off 开启或关闭点 即是否让所选的高亮度的控制点 如上图中的 5 参与 校正 Delete 删除所选高亮度的控制点 5 选择纠正参数并输出结果 在 Ground Control Points Selection 上 选择 Options Warp File 选 择需纠正图像 重采样说明 校正参数设置 输出图
12、像范围 保存校正后影像 2 2 3 4 1 ENVI 提供三种校正方法 RST 法 Rotation 旋转 Scaling 缩放 translation 平移 多项式法 polynomial 和三角校正法 Delaunay triangulation A 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 The RST warping algorithm uses an affine transformation 仿射变换 x a1 a2 X a3 Y y b1 b2 X b3 Y 6 个参数 至少要 3 个控制点 这种算法没有考虑图像校正时的 sheari
13、ng 切 变 为了允许切变 应该使用一阶的多项式校正法 虽然 RST 方法是非 常快的 但是 在大多数情况下 使用一阶的多项式法校正能得到更加精确的 结果 B 多项式校正 polynomial 可以实现 1 次到 n 次多项式纠正 在 Degree 4 里输入需要的次数 可以得到的次数依赖于选择的控制点数 GCPs 要求 次数 1 2 9 考虑到切 变 一阶的多项式法校正算法如下 x a1 a2 X a3 Y a4 XY y b1 b2 X b3 Y b4 XY C 三角法校正 Triangulation 实际上是运用了德洛内 Delaunay 三角测量法 Delaunay 三角测量法就是利用
14、不规则空间 GCPs 建立 Delaunay 三角形 由与 相邻 Voronoi 多边形 共享一条边的相关点连接而成的三角 形 并把值内插到所输出的格网中 Zero Edge 选择是否要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 选择这一项 将避免一个也许出现在纠正图像的边缘 托影 smearing 效果 For triangulation warping use the Zero Edge toggle button to select whether or not you want a one pixel border of background color at the ed
15、ge of the warp data 2 2 重采样 Resampling 的三种方法 最邻近法 Nearest Neighbor 双线性内插 法 Bilinear interpolation 三次卷积法 Cubic Convolution 3 在 Background Value 3 里 输入 DN Digital number 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 4 输出图像大小范围 Output image Extent 由纠正输入图像的包络矩形大小自 动设定 所以 输出的纠正图像大小通常与基图像 Base image 的大小不一样 输出大小的坐标由
16、基图像坐标决定 所以 左上角的值 upper left corner values 一般也不是 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 选择输出到 File 或 Memory File 保存为文件 Memory 保存在内存中 6 Click OK ENVI 会把结果直接输出可用波段列表 Available Bands List 6 检验校正结果 使用动态链接来比较校正结果 1 在可用波段列表中 点击原始的 SPOT 影像选择 Grey scale 显示方式来显示图 像 2 在可用波段列表中选择 tm wrp 文件 在 Display 下拉式按钮中选择 New Display 点击 Load Band 将该文件加载到一个新的显示框中 3 在主影像窗口中 点击鼠标右键 选择 tools Link link displays 4 在 link displays 对话框中 点击 ok 把 SPOT 影像和已添加了地理坐标的 tm wrp 影像链接起来 5 使用动态链接功能 与带地
