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1、实验二遥感数字图像的几何校正实验目的:掌握遥感图像校正的主要方法实验内容:主要学习图像几何校正的处理方法操作方法,并了解图像镶嵌(拼 接)、图像裁剪等图像预处理的方法实验数据:待校正数据Landsat TM图像tmAtlanta.img ,已有地理参考 SPOT 图像 panAtlanta.img 。几何校正(Geometric Correction)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,而将地图坐标系统赋予图像数据的过程,称为地理参考(Geo-referencing)。第一步:显示待校正影像和参考影像在ERDAS图标面板中点击 Viewer图标两次,打开两个视窗(View
2、er #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:SessionTile Viewers然后,在Viewer #1中打开需要校正的影像,Viewer #2中打开参考的影像第二步:启动几何校正模块Viewer #1 菜单条:Raster Geometric Corrections打开 Set Geometric Model 对话框(图1)幡型功章At Vine阳僮仿的变题1不知投龊变掏Pulynumial多项式蝴(同附作投号交换)Rcpnijtxi投第交换1陆揆说明年项式交推)Rubber扑线惶变换、北均匀变换Catncra航空爵像正射校正1 ji
3、uKjtLanisat卫星图仅正射IftiE即亦卫早图像正时校正图 1 Set Geometric Model 对话框一选择多项式几何校正模型:Polynomial 一 OK一同时打开 Geo Correction Tools对话框(图 2)和 Polynomial Model Properties对话框(图3)IPolynonnidl Model Prcjpeirties fNc Fi er)图 2 Geo Correction Tools 对话框图 3 Polynomial Model Properties 对话框在Polynomial Model Properties对话框中,定义多项式
4、模型参数以及投影参 数:定义多项式次方(Polynomial Order): 2定义投影参数:不需要定义fApply-Close一自动弹出GCP Tool Reference Setup对话框(图4),不弹出的话就点击,则打开 GCP Tool Reference Setup寸话框图 4 GCP Tool Reference Setup 对话框图 5 Viewer Selection Instructions 指示器第三步:启动控制点工具首先,在GCP Tool Reference Setup寸话框(图4)中选择采点模式:一选择视窗采点模式:Existing Viewerf OK打开 View
5、er Selection Instructions指示器(图 5)一在显示作为参考图像的Viewer #2中点击左键一打开 Reference Map Information 提示框(图 6), 一OK一此时,整个屏幕将自动变化为如图7所示的状态,表明控制点工具被启动, 进入控制点采点状态。图 6 Reference Map Information 提示框图7控制点采点状态图第四步:采集地面控制点(GCP)GCP的具体采集过程:在图像几何校正中,采集控制点是一项非常重要和繁重的工作,具体过程如1 .在GCP工具对话框中,点击 Select GCP图标、,进入GCP选择状态。2 .在GCP数据表
6、中将输入GCP的颜色(Color)设置为比较明显的黄色。3 .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。4 .在GCP工具对话框中单击Create GCP图标® ,并在Viewer #3中单击 定点,GCP数据表中将记录一个输入 GCP,包括其编号、标识码、X 坐标、Y坐标。5 .在GCP工具对话框中单击Select GCP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(Color)设置为比较明显的红色。7 .在Viewer #2中移动关联方框位置,寻找 对应的地物特征点,作为输入 GCP。8 .在GCP工具对话
7、框中单击Create GCP图标,并在Viewer #4中单击 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。9 .在GCP工具对话框中单击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。10 .不断重复步骤1-9,采集若干个GCP,知道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。采集GCP以后,GCP数据表如下图所示。第五步:计算转换模型在控制点采集过
8、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。点击 潜,设置成自动计算。 一般情况下,都是默认的自动计算。第六步:图像重采样重采样(Resample过程就是依据未校正图像像元值计算生成一幅校正图像的过程,原图像中所有栅格数据层都将进行重采样。ERDAS IMAGINE提供了 3中最常用的采样方法。Nearest Neighbor:邻近点插值法,将最邻近像元值直接赋予输出像元。Bilinear Interpolation:双线性插值法,用双线性方程和2* 2窗口计算输出像元值。Cubic Convolution:立方卷积插值法,用三次方程和 4*4
9、窗口计算输出像 元值。图像重采样过程:在Geo Correction Tools对话框中单击Image Resample图标,打开重米样对话框(图8)图8 Resample对话框在Image Resample对话框中,定义重采样参数: 一输出图像文件名(Output File): rectify.img一选择重采样方法(Resample Method : Nearest Neighbor一定义输出图像范围:不设置一定义输出像元的大小:X值30, Y值30 (提示:输入30后,注意点回车 键,表示确定输入为30)一设置输出统计中忽略零值:打勾,即选中 Ignore Zero in Stats复选
10、框一定义重新计算输出缺省值 一*乎加沙加口即吵照所生_|,不设置一单击OK (关闭Resample对话框,启动重采样进程)第七步:保存控制点文件(*.GCP)和保存几何校正模式在GCP Tool对框中,分别保存输入控制点(Input GCP)和参考控制点(Reference GCP。选择菜单条中File-Save Input Aa保存为tminput.gcc文件同理,File-Save Reference 人=保存为 panref.gcc文件在Geo Correction Tools对话框中单击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)
11、,以便下次 直接使用。第八步:检验校正结果基本方法:同时在两个视窗中打开两幅图像,一幅是校正以后的图像,一幅是当时的参考图像, 通过视窗地理连接功能( Geo Link/Unlink ) , 及查询光标( Inquire Cursor)功能进行目视检验。打开两个平铺图像窗口打开两个视窗窗口,Viewer #1 和 Viewer #2在ERDAS图标面板单击Sessions Tile Viewers命令,两个视窗平铺显示建立窗口地理连接关系在 Viewer #1 中右击,在快捷菜单中选择Geo Link/Unlink 命令在 Viewer #2 中单击一下,建立与Viewer #1 的连接通过查
12、询光标进行检验在Viewer #1中右击,在快捷菜单中选择Inquire Cursor命令,打开光标查询对话框。在 Viewer #1 中移动查询光标,观察其在两个视窗中的位置及匹配程度,并注意光标查询对话框中数据的变化。注意事项1、控制点数量对于二次多项式模型:最少需要6 个控制点。若校正图像面积不大,且处于平原地区,至少选择13 个控制点。面积较大,至少选择30 个控制点。2、控制点选取控制点本身的精度会影像几何纠正效果,应该尽可能选择通过目视方法易分辨且较精细的特征点。一般选择容易识别和定位的明显地物点。如道路交叉点、河流交叉点,建筑物的边界等作为地面控制点。3、控制点分布控制点的分布是
13、影像几何纠正精度的主要影响因素之一。控制点的分布应该尽量均匀。影像边缘部分一定要选取一定数量的控制点,尤其是针对几个图幅做整体纠正时,在图幅重叠部分,一般需要选取一定数量的控制点。控制点分布示意图4、关于RMS (中误差)X Residual Y Residual RMS Eiror Contrib.0.2200.3700.43007G70.2GSO.5E40.5241.112Q2580.4270.4990.890ai97Q4290.4720.B4O004701080J180.2110.407Q7720.8731.5550.1020.00701020.1610 3B60 7340.8301 478图像融合,配准RMS应小于0.5个像元其他按要求,一般RMS不超过1.5个像元若RMS过高,需调整控制点,应按照 RMS贡献值的高低顺序从大到小调 整。调整控制点的时候,应根据待校正影像和参考影像进行调整,确保所选取 的控制点在两幅图像上是同名点。
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