遥感实验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,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 ViewerOK(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(Output Corner):IJLX,ULY,LRX,LRY 定义输出像元大小(Output Cell Size):X-30,Y-30 设置输出统计中忽略零值:Ignore Zero in Stats.设置重新计算输出缺省值(Recalculate Output Default):Skip Factor-10OK(关闭Image Resample。对话框，启动重采样进程),Image Resample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Geo Correction Tools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。,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,
