几何校正
实习报告
第10章图像几何校正
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图像几何校正
1. 目的
通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本原理和方法，理解遥感图像几何畸变的来源、几何校正的意义以及坐标系在几何校正中的作用。
2. 内容
2.1 图像几何校正概述
几何变形表现为影像上的像元相对于地面目标的实际位置发生的挤压、扭曲、拉伸和偏移等。其来源主要有：
引起图像的几何变形一般分为两类：系统性和非系统性。系统性一般是由传感器本身引起的，有规律可循和课预测性，可以用传感器模型来校正，卫星地面接收站一般已完成这项校正；非系统性几何变形是不规律的，它可以是传感器平台本身的高度、姿态等不稳定性，也可以是地球曲率及空气折射的变化以及地形的变化等引起的。我们常说的几何校正就是校正这些非系统的几何变形。
几何校正是利用地面控制点和几何校正数学模型来校正非系统性因素引起的误差，同时也是将图像投影到平面上，使其符合底图投影系统的过程；由于校正过程会将坐标系统赋予图像数据，所以此过程包括了地理编码。
2.2 图像几何校正方法
在ENVI4.8软件中，针对不同的数据源和辅助数据，有以下几种方法
(1)利用卫星自带的地理定位文件进行几何校正
对于重返周期短，空间分辨率低的卫星数据，如A VHRR、MODIS等，地面控制点选择比较困难。这是就可以利用卫星传感器自带的定位文件进行几何校正，其校正的精度主要受定位文件的影响。
选择主菜单→Map→Georeference 传感器名称，启动这种校正方法。
(2)Image to Image 几何校正
以一幅已经经过几何校正过的的遥感影像为基准影像，在需要校正的影像和基准影像上选取相同的地物点，使相同的地物出现在校正后的图像上相同的位置处。这是大多数几何校正所采用的方法。选择主菜单→Map→Registration→Select GCPs：Image to Image，启动这种校正方法。
(3)Image to Map 几何校正
通过地面控制点对遥感影像的进行几何校正，控制点可以从键盘输入，矢量文件中获取或栅格文件中获取，如地图的校正。选择主菜单→Map→Registration →Select GCPs：Image to Map，启动这种校正方法。
(4)Image to Image 自动图像配准
根据像元灰度值或者地物特征自动寻找两幅图像的同名点，完成图像的几何校正。如，当同一地区的两幅影像由于各自的校正误差的影响，使得图上的相同地物的不重叠时，可以使用此方法进行调整。选择主菜单→Map→Registration→Automatic Registrations：Image to Image，启动这种校正方法。
2.3 控制点选择方式
ENVI提供以下控制点的选择方式
（1）从栅格图像中选择
如果有同一地区的已校正的图像，地形图等栅格数据，可以从中选择控制点，对应的控制点选择模式为Image to Image。
（2）从矢量数据中选择
如果有同一地区的已校正的矢量数据，可以从中选择控制点，对应的控制点选择模式为Image to Map。
（3）从文本文件中导入
如果有GPS测量数据，或者其它途径获得控制点坐标，可以导入到图像中，对应的控制点选择模式为Image to Map。
（4）键盘输入
如果只有控制点目标的坐标信息，则只好通过键盘输入坐标数据并在图像上找
到对应点，对应的控制点选择模式为Image to Map。
2.4 几何校正原理
图像的几何校正：通过计算机对图像每个像元逐个地进行校正。其包括两项任务：一是像元坐标变换，二是像元灰度值重新计算（重采样））。如图1
图1几何校正原理
（1）坐标变换的两种方案
像元坐标变换：确定原始图像和校正后的图像之间的坐标变换关系。如图2（a）直接法：从原始图像阵列出发，依次对其中每个像元分别计算其在输出（纠正后）图像的坐标。公式为：
（b）间接法：从空白（纠正后）图像阵列出发，依次计算空白图像每个像元在原始图像中的位置，然后把该点的灰度值计算后填充该空白像元。其公式为：
图2直接法与间接法
其中：常用多项式来构建坐标变换的关系式， (二元)多项式可采用一次(阶)、二次、三次、…n次。
(x, y)：某像元的原始图像坐标；(X,Y)：纠正后同名点的地图坐标；a
i , b
i
：多
项式的系数 (i=0,1,2…)。
（2）数字图像灰度值的重采样
重新定位后的像元在图像中的分布是不均匀的，即输出图像像元点在输入图像中的行列号不是或不全是正数关系。因此，需要根据输出图像上的各像元在输入图像中的位置，在对原始图像按一定规则重新采样，进行亮度值的插值计算，建立新的图像矩阵。ENVI中的内插方法有：
（a）最近邻法
取与所计算点（x，y）周围相邻的四个点，比较它们与被计算点的距离，哪个点距离近，就取那个点的亮度值作为（x，y）点的亮度值。该方法的优点是输出图像仍然保持原来的像元值，简单、处理速度快。但这种方法会可能产生像元位置偏移，可能造成输出图像中某些地物的不连贯。
（b）双线性内插法
取（x，y）点周围的4个邻点，在y方向内插两次，再在x方向内插一次，得到（x，y）点的亮度值f(x，y)。双线内插法比最近邻法虽然计算量会增加，但精度会提高且对亮度不连续现象或线状地物特征的块状化现象有明显的改善。（c）三次卷积内插法
取与计算点（x，y）周围16个点，先在一个方向内插，再根据计算结果在另一方向上内插，得到一个连续内插函数。这种方法对边缘有所增强，并具有均衡化和清晰化的效果，但会破坏原来的像元值，且计算量大。
总的来说，最邻近法有利于保持原始图像中的灰阶，但对图像的几何结构会有破坏后两种方法虽然是对像元值的近似，但会在很大程度上保留了原图像的几何结构，如道路网、水系、地物边界。
3. 结果
3.1 Image to Iamge几何校正
以具有地理参考的SPOT 10米全色波段为基准影像（bldr_sp.img），对Landsat TM图像（bldr_tm.img）进行几何校正，其具体校正过程如下：
3.1.1打开并显示文件
选择主菜单→File→Open Image File，将SPOT影像（bldr_sp.img）和TM影像（bldr_tm.img）文件打开，分别在Display中显示。如图3
图3 TM影像与SPOT影像
3.1.2启动几何校正模块
（1）选择主菜单→Map→Registration→Select GCPs：Image to Image，打开几何校正。
（2）选择显示SPOT影像的Display为基准影像（Base Image），显示TM影像的Display为待校正图像（Warp Image），点击OK，进入采集地面控制点。如图4
图4控制点采集
3.1.3 采集地面控制点
（1）在两个Display窗口中移动方框的位置，寻找明显的地物作为地面控制点（GCP）。在Zoom窗口中打开十字光标并分别定位到同名地物点上。如图5
图5定位同名地物
（2）在Ground Control Points Selection窗口中，单击Add Point按钮，记录当前找到的地物同名点。如图6
图6添加控制点坐标
（3）用同样的方法寻找其它的同名地物点，如果Ground Control Points Selection 窗口中的Degree设为1，则选择的控制点数量达到3个时，可以使用该窗口中的Predict功能，这时在基准图像上定位一个特征点，单击Predict按钮，校正图像窗口上会自动预测相应的区域，适当调整一下位置，单击Add Point 按钮，记录同名地物点。控制点的数量越多预测点的精度越准确。
（4）当控制点达到一定数量时，选择Ground Control Points Selection中的Options →Auto Predict，打开自动预测功能，这时点击基准影像上的特征点，校正影像上会自动预测对应的点。在选择控制点时，数量要适当且要分布均匀。如图7
图7控制点分布
（5）在Ground Control Points Selection上，点击Show List按钮，打开所有控制点的列表，如图8
图8控制点列表
（5）在Image to Image GCP List上的Option→Order Point by Error，按RMS值由高到低排列，对RMS值较高的点，可以直接删除或者重新定位到正确的位置，然后点击Image to Image GCP List上Updae按钮进行微调。根据实际的需要来控制RMS值的最大值。
（6）在Ground Control Points Selection上，File→Save GCPs to ASCII，保存控制点。
3.1.4 校正输出参数设置
在ENVI中有两种校正输出方式：Warp File 和Warp file as Image Map
Warp File
（1）在Ground Control Points Selection上，Option→Warp File，选择校正影像（TM 数据）。
（2）在校正参数对话框中，校正方法选择多项式（polynomial），多项式次数（degree）为2次，重采样选择Bilinear，背景值为0。Output Image Extent：默认是根据基准图像的大小计算，也可以进行调整，然后选择输出路径和文件名。如图9
图9校正参数及路径选择
Warp file as Image Map
（1）在Ground Control Points Selection上，Option→Warp File as Image Map，选择校正影像（TM数据）。
（2）在校正参数对话框中，默认的投影参数和像元大小都与基准影像一致；这时输出像元的大小为30米；校正方法选多项式（2次）；重采样选Bilinear，背景值为0；输出影像范围默认根据基准影像的大小计算，也可以适当调整。选择输出路径和文件名，输出校正影像。如图10
图10投影机参数设置
这两种方式的区别在于后者可以选择输出影像像元的大小。
3.1.5 检验校正结果
校正结果检验的基本方法是：在Display窗口中分别显示校正后的影像和基准影像，通过视窗链接（Link Display）或者地理链接（Geographic Link）进行关联显示来检验配准的效果。在视窗链接（Link Display）方法中设置一个透明度进行动态叠加显示，用中键画一个矩形框，点击左键移动该矩形框，可以实现卷帘检验的效果。从下图可以看出：校正前后线状地物基本重合。如图11
图11校正结果验证
3.2Image to Map几何校正
Image to Map几何校正与Image to Iamge几何校正基本类似，但控制点选择方式更加灵活，可从不同途径搜集或者直接从图像上读取然后键盘输入。
3.2.1 打开影像
选择主菜单→File→Open Image File，打开TM影像（bldr_tm.img）并显示在Display窗口中。如图12
图12 TM影像
3.2.2 启动校正模块
（1）选择主菜单→Map→Registration→Select GCPs：Image to Map，打开几何校正，选择需校正图像的显示窗口，弹出校正参数设置对话框（Image to Map Registration）。
（2）在Image to Map Registration对话框中，设置校正图像的投影参数和像元大小。如图13
图13 Image to Map Registration对话框
3.2.3 采集地面控制点
地面控制点的可以通过以下几种方式进行采集（也可以结合使用）：
（1）键盘输入
①在显示窗口中，移动方框选择明显它特征地物，在Zoom窗口中十字光标定位到特征地物上（可以利用键盘上的↑↓←→进行微调）。
②在Ground Control Points Selection对话框中输入该点的坐标（x，y），用同样的方法输入其它明显的特征地物点。如图14
图14 Ground Control Points Selection对话框
（2）从栅格文件中采集
①打开栅格文件，在Display中显示，在栅格图像上和校正的图像上寻找同名地物点并定位，②在栅格定位点出右击打开快捷键，选择Pixel Locator，在Pixel Locator对话框中点击Export按钮，则该坐标会自动加载到Ground Control Points Selection对话框中对应坐标项。如图15
③重复上述步骤采集其它同名地物点。
图15从栅格数据获取控制点坐标
（3）从矢量数据中采集
①在主菜单→Open Vector File，在文件选择对话框中，文件类型选择USGS DLG （*.ddf,*.dlg），选择矢量数据，因不是ENVI的标准矢量类型，ENVI会自动转换成其标准类型，投影参数按默认类型设置。
②加载显示矢量数据，寻找明显的地物的特征点作为地面控制点，找到后，单击右键选择Export Map Location，会自动加载该点的坐标到Ground Control Points Selection对话框中对应坐标项。如图16
③重复以上操作，选择其它的同名地物点作为控制点。
图16从栅格数据获取控制点坐标
在Ground Control Points Selection对话框中，点击按钮Show List查看以上方式选择的控制点误差的大小。如需要可以在该对话框的File菜单中保存控制点。
3.2.4 校正输出参数设置
在Ground Control Points Selection上，Option→Warp File，选择校正影像（TM 数据）。参数设置与Image to Iamge几何校正方法中的校正输出参数设置的“Warp file as Image Map”方式类似。如图17
图17校正参数设置
3.2.5 校正结果比较
校正好的TM影像与基准的SPOT影像分别在两个窗口中显示，通过地理联接随机选择一个特征地物，查看校正结果。如图18
图18Image to Map 校正结果
3.3 具有已知几何信息的图像校正
具有已知几何信息的图像校正方法是利用输入的几何文件生成一个地理位置查找表文件（Geographic Lookup Table，GLT），从该文件中可以了解到初始像元在输出结果中实际的地理位置。地理位置查找表文件是一个二维图像文件，文件中包含两个波段分别表示地理校正图像的行和列，文件对应的灰度值表示原始图像各像元对应的地理坐标信息，用符号整形存储，它的符号说明输出像元是对应真实的输入像元还是由邻近像元生成的填充像元。符号为正说明使用了输入像元的真实位置；符号为负说明使用了邻近像元的位置值；0值说明周围7个像元内没有邻近像元位置值。图像矫正的步骤如下：
3.3.1打开文件
主菜单→File→Open Image File，打开cup99hy_true.img影像和cup99hy_geo_igm 文件，这两个文件被加载到波段列表中。如图19
图19影像显示及波段列表
3.3.2 生成GLT文件
(1)主菜单→Map→Georeference from input Geometry→Build GLT
(2)在Iput X Geometry Band对话框中，选择IGM Iput X Map作为X波段，选择IGM Iput Y Map作为Y波段
(3)在Geometry Projection Information对话框中设置输出图像的投影参数。如图20
图20Geometry Projection Information对话框
（4）在Build Geometry Lookup File Parameters对话框中，选择默认输出像元大小，填写输出路径和文件名。图21
图21 Build Geometry Lookup File Parameters对话框
3.3.3 利用GLT文件几何校正图像
(1) 主菜单→Map→Georeference from input Geometry→Geometry from GLT
(2) 在Iput Geometry Lookup File对话框中选择cup99hy_geo_glt文件和在IputData File对话框中选择待校正影像cup99hy_true.img。如图22、图23
图22Iput Geometry Lookup File对话框
图23Iput Data File对话框
(3)在Georeference fromGLT Parameters对话框中填写背景值和输出路径。如图24
图24 Georeference from GLT Parameters 对话框
3.3.4 查看结果
主菜单→Spectral→SPSRE Tools→Google Earth Bridge，将校正的结果叠加到Google Earth，可以看到校正结果基本和Google Earth基本重合。如图25
几何校正操作步骤(精)
几何校正操作步骤 实验目的： 通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤，深刻理解遥感图像几何校正的意义。 实验内容： ERDAS软件中图像预处理模块下的图像几何校正。几何校正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。而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地里参考（Geo-referencing）。由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。 1、图像几何校正的途径 ERDAS图标面板工具条：点击DataPrep图标，→Image Geometric Correction →打开Set Geo-Correction Input File对话框（图2-1）。 ERDAS图标面板菜单条：Main→Data Preparation→Image Geometric Correction→打开Set Geo-Correction Input File对话框（图2-1）。 在Set Geo-Correction Input File对话框（图1）中，需要确定校正图像，有两种选择情况： 其一：首先确定来自视窗（FromViewer），然后选择显示图像视窗。 其二：首先确定来自文件（From Image File），然后选择输入图像。 2、图像几何校正的计算模型（Geometric Correction Model） ERDAS提供的图像几何校正模型有7种，具体功能如下：
3、图像校正的具体过程 第一步：显示图像文件（Display Image Files） 首先，在ERDAS图标面板中点击Viewer图表两次，打开两个视窗（Viewer1/Viewer2），并将两个视窗平铺放置，操作过程如下： ERDAS图表面板菜单条：Session→Title Viewers 然后，在Viewer1中打开需要校正的Lantsat图像：xiamen,img 在Viewer2中打开作为地理参考的校正过的（图象或）矢量图层：xmdis3.shp 第二步：启动几何校正模块（Geometric Correction Tool）Viewer1菜单条：Raster→Geometric Correction →打开Set Geometric Model对话框（2-2） →选择多项式几何校正模型：Polynomial→OK →同时打开Geo Correction Tools对话框（2-3）和Polynomial Model Properties对话框（4）。 在Polynomial Model Properties对话框中，定义多项式模型参数以及投影参数：→定义多项式次方（Polynomial Order）（图2-4）:2 →定义投影参数：（PROJECTION）:略 →Apply→Close →打开GCP Tool Referense Setup 对话框（2-5）
遥感图像的几何校正(配准)
遥感图像的几何校正（配准） 1.实验目的与任务： （1）了解几何校正的原理； （2）学习使用ENVI软件进行几何校正； 2.实验设备与数据： 设备：遥感图像处理系统ENVI 数据：TM数据 3 几何校正的过程： 注意：几何校正一种是影像对影像，一种是影像对地图，下面介绍的是影像对影像的配 准或几何校正。 1.打开参考影像（base）和待校正影像：分别打开，即在display#1,display#2中打开；2．在主菜单上选择map->Registration->select GCPs：image to image 3.出现窗口Image to Image Registration，分别在两边选中DISPLAY 1（左）,和DISPLAY 2（右）。BASE图像指参考图像而warp则指待校正影像。选择OK! 4.现在就可以加点了：将两边的影像十字线焦点对准到自己认为是同一地物的地方， 就可以选择ADD POINT添加点了。（PS：看不清出别忘记放大）如果要放弃该点选择 右下脚的delete last point，或者点show point弹出image to image gcp list窗口，从中选择 你要删除的点，也可以进行其他很多操作，自己慢慢研究，呵呵。选好4个点后就可以 预测：把十字叉放在参考影像某个地物，点选predict则待校正影像就会自动跳转到与参 考影像相对应的位置，而后再进行适当的调整并选点。 5.选点结束后，首先把点保存了：ground control points->file->save gcp as ASCII.. 当然你没有选完点也可以保存，下次就直接启用就可以：ground control points->file->restore gcps from ASCII... 6.接下来就是进行校正了：在ground control points.对话框中选择： options->warp file(as image to map) 在出现的imput warp image中选中你要校正的影像，点ok进入registration parameters 对话框： 首先点change proj按钮，选择坐标系 然后更改象素的大小，如果本身就是你所需要大小则不用改了 最后选择重采样方法（resampling）,一般都是选择双线性的（bilinear），最后的最后选择保存路径就OK了
MAPGIS几何校正两种方法
MAPGIS几何校的正两种方法 一、mapgis主菜单图像处理中的图像分析， 首先，将JPEG文件转化为msi文件。具体操作如下： 1，文件，数据输入，转换数据类型，选择JPEG文件，添加文件，转换，选择保存位置。 其次，进行坐标校正 2，打开图像分析，文件，打开影像，镶嵌融合，控制点信息，选中控制点，一个一个删除控制点。 3，在四个角有公里网相交的点添加控制点，在弹出的小窗口中较准确的选择控制点位置，按空格键，按照地质图中公里网数值输入X、Y坐标，确定，是。按照上面的步骤再增加两个控制点， 4，镶嵌融合，校正预览，影像校正，选择粗校正的文件保存位置。 5，然后按照第3步骤均匀的增加17个控制点，镶嵌融合，校正参数，选择多项式参数为二次多项式，影像精校正，选择精校正之后的文件存储位置。（选作） 再次，将JPEG文件矢量化 6，mapgis主菜单图像处理中图形处理，新建工程，连着三个确定，添加项目，选择文件型为mapgis图形文件（msi），选择粗校正文件，建立图层对图片进行矢量化。 最后，进行投影变化 7，mapgis主菜单图像处理中实用服务，投影变化，投影转换有两种办法，一种是单个文件进行转换，另一种是成批文件投影转换，首先，介绍第一种方法 7.1，文件，打开文件，选择wp、wt、wl其中的一种，再在矢量化结果中的文件夹中选择其中的某一个图层，P投影转换，设置当前地图参数，进行投影变换。 7.2，P投影转换，B成批文件投影转换，投影文件/目录，选择矢量化的文件，当前投影参数，设置好之后点开始投影，确定，此种方法会覆盖原有的矢量化文件（做好备份）。二、 7，第一种方法精校正完成以后，mapgis主菜单图像处理中图形处理，新建工程，连着三确定，添加项目，选择文件类型为mapgis图形文件（msi），选择精校正文件，建立图层对图片进行矢量化。 8，其他，整图变换，键盘输入参数K，变换类型全打钩，给定原点变换打钩，远点X、Y 输入地质图左下角公里值相交点的坐标，参数输入中，位移参数X、Y为原图的左下角相同点与矢量化的图相同点之间的差值，输入之后，确定。
ENVI中的几何校正
几何校正 1.遥感图像产生几何畸变的原因 地物目标发出的电磁波被卫星上所载传感器接收,这些电磁波上记录和传达了地物目标的信息,这是遥感图像成像的过程也是它的内在规律。在这个过程中图像的几何畸变也随即产生了,其中原因很多,主要表现在以下几个方面: 1. 1卫星位置和运动状态变化的影响 卫星围绕地球按椭圆轨道运动,引起卫星航高和飞行速度的变化,导致图像对应产生偏离与在卫星前进方向上的位置错动。另外,运动过程中卫星的偏航、翻滚和俯仰变化也能引起图像的畸变。 以上误差总的来说,都是因为传感器相对于地物的位置、姿态和运动速度变化产生的,属于外部误差。此外,由于传感器本身原因产生的误差,即内部误差,这类误差一般很小,通常人们不作考虑。 1. 2地球自转的影响 大多数卫星都是在轨道运行的降段接收图像,即当地球自西向东自转时,卫星自北向南运动。这种相对运动的结果会使卫星的星下位置产生偏离,从而使所成图像产生畸变。 1. 3地球表面曲率的影响 地球表面是不规则的曲面,这使卫星影像成像时像点发生移动,像元对应于地面的宽度不等。特别是当传感器扫描角度较大时,影响更加突出。 1. 4地形起伏的影响 当地形存在起伏时,使原来要反映的理想的地面点被垂直在其上的实际某高点所代替,引起图像上像点也产生相应的偏离。 1. 5大气折射的影响 由于大气圈的密度是不均匀分布的,从下向上越来越小,使得整个大气圈的折射率不断变化,当地物发出的电磁波穿越大气圈时,经折射后的传播路径不再是直线而是一条曲线,从而导致传感器接收的像点发生位移。 2.进行几何校正并保证精度的必要性 遥感图像几何校正的精确与否直接关系到应用遥感信息反应地表地物的地理位置和面积的精确度,关系到从图像上获取的信息准确与否,因此在选择控制点上要十分小心,尽可能提高其精度,并且要对校正结果进行反复的分析比较,必要时还要进行多次校正。几何校正让图像上地物对应的像元出现在它应该在的地方,再通过辐射校正、影像增强等遥感图像处理技术,还图像以“本来面目”。然后通过对图像的识别、分类、解译处理实现地面空间上各类资源信息的空间分析研究,使遥感技术投入到实际生产应用中。 3.几何精校正 遥感影像图的几何校正目前有3种方案,即系统校正、利用控制点校正以及混合校正。遥感数据接收后,首先由接收部门进行校正,这种校正叫系统校正(又叫几何粗校正) ,即把遥感传感器的校准数据、传感器的位置、卫星姿态等测量值代入理论校正公式进行几何畸变校正;而用户拿到这种产品后,由于使用目的不同或投影及比例尺不同,仍旧需要做进一步的几何校正,这就需要对其进行几何精校正即利用地面控制点GCP ( GroundContr ol2Point,遥感图像上易于识别,并可精确定位的点)对因其他因素引起的遥感图像几何畸变进行纠正。混合校正则是由一般地面站提供的遥感CCT已经完成了第一阶段的几何粗校正,用户所要完成的仅仅是对图像做进一步的几何精校正。 几何精校正就是利用地面控制点GCP对各种因素引起的遥感图像几何畸变进行校正。从数学上说,其原理是通过一组GCP建立原始的畸变图像空间与校正空间的坐标变换关系,
配准与几何校正的区别与联系
几何校正与几何配准有什么区别？ 我在其他论坛上看到“其实几何校正和影像配准原理是一样的，几何校正是借助一组地面控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正；把影像纳入一个投影坐标系中，有坐标信息地理参考；影像配准是用一影像对另一幅图像的校准，一式两幅图像的同名像元配准”，如果写的对的话，我觉得几何配准其实也是一种几何校正。 我的感觉配准是相对不同影像之间的处理，几何校正是对数据自己的处理。为了进一步明确两者的区别，在Baidu，Google上进行了搜索，将其总结的定义记录如下： 1、几何校正geometric rectification; geometric correction; 是指消除或改正遥感影像几何误差的过程。遥感影像的几何畸变，大体分为两类：①内部畸变。由传感器性能差异引起，主要有：比例尺畸变（a），可通过比例尺系数计算校正；歪斜畸变（b），可经一次方程式变换加以改正；中心移动畸变（c），可经平行移动改正；扫描非线性畸变（d），必须获得每条扫描线校正数据才能改正；辐射状畸变（e），经2次方程式变换即可校正；正交扭曲畸变（f），经3次以上方程式变换才可加以改正；②外部畸变。由运载工具姿态变化和目标物引起。包括：由运载工具姿态变化（偏航、俯仰、滚动）引起的畸变，如因倾斜引起的投影畸变（g），可用投影变换加以校正；因高度变化引起的比例尺不一致（h），可用比例尺系数加以改正；由目标物引起的畸变，如地形起伏引起的畸变（i），需要逐点校正；若因地
球曲率引起的畸变（j），则需经2次以上高次方程式变换才能加以改正。多光谱、多时相影像配准和遥感影像制图，必须经过上述几何校正。因人们已习惯于用正射投影地图，故多数遥感影像的几何校正以正射投影为基准进行。某些小比例尺遥感影像专题制图，可采用不同地图投影作为几何校正基准，主要是解决投影变换问题，一些畸变不能完全得到消除。遥感影像的几何校正可应用光学、电子学或计算机数字处理技术来实现。 遥感的几何校正：遥感成像的时候，由于飞行器的姿态、高度、速度以及地球自转等因素的影响，造成图像相对于地面目标发生几何畸变，这种畸变表现为象元相对于地面目标的实际位置发生挤压、扭曲、拉伸和偏移等，针对几何畸变进行的误差校正就叫几何校正。 2、几何配准geometric registration 将不同时间、不同波段、不同遥感器系统所获得的同一地区的图像(数据)，经几何变换使同名像点在位置上和方位上完全叠合的操作。 另外还查到很多关于几何配准的论文，基本内容都是讲不同数据之间的几何配准，同时又找到了图像配准这个概念： 图像配准（或图像匹配）是评价两幅或多幅图像的相似性以确定同名点的过程。图像配准算法就是设法建立两幅图像之间的对应关系,确定相应几何变换参数,对两幅图像中的一幅进行几何变换的方法。 可以看出这个图像配准和几何配准属于同一个意义。
遥感图像几何校正
第4讲遥感图像几何校正 遥感成像的时候，由于飞行器的姿态、高度、速度以及地球自转等因素的影响，造成图像相对于地面目标发生几何畸变，这种畸变表现为像元相对于地面目标的实际位置发生挤压、扭曲、拉伸和偏移等，针对几何畸变进行的误差校正就叫几何校正。 几何校正是利用地面控制点和几何校正数学模型来矫正非系统因素产生的误差，由于校正过程中会将坐标系统赋予图像数据，所以此过程包括了地理编码。 在开始介绍ENVI的几何校正操作之前，首先对ENVI的几何校正几个功能要点做一个说明。 1几何校正方法 （1）利用卫星自带地理定位文件进行几何校正 对于重返周期短、空间分辨率较低的卫星数据，如A VHRR、MODIS、SeaWiFS等，地面控制点的选择有相当的难度。这时，可以利用卫星传感器自带的地理定位文件进行几何校正，校正精度主要受地理定位文件的影响。 （2） image to image几何校正 通过从两幅图像上选择同名点（或控制点）来配准另外一幅栅格文件，使相同地物出现在校正后的图像相同位置 （3）image to map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。 （4）image to image 自动图像配准 根据像元灰度值或者地物特征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置过程。 （5）image registration workflow流程化工具
将具有不同坐标系、不同地理位置的图像配准到同一坐标系下，使图像中相同地理位置包含相同的地物。 2控制点选择方式 ENVI提供以下选择方式： ?从栅格图像上选择 如果拥有需要校正图像区域的经过校正的影像、地形图等栅格数据，可以从中选择控制点，对应的控制点选择模式为Image to Image。 ?从矢量数据中选择 如果拥有需要校正图像区域的经过校正的矢量数据，可以从中选择控制点，对应的模式为Image to Map。 ?从文本文件中导入 事先已经通过GPS测量、摄影测量或者其他途径获得了控制点坐标数据，保存为以[Map (x,y), Image (x,y)]格式提供的文本文件可以直接导入作为控制点，对应的控制点选择模式为Image to Image 和Image to Map。 ?键盘输入 如果只有控制点目标坐标信息或者只能从地图上获取坐标文件（如地形图等），只好通过键盘敲入坐标数据并在影像上找到对应点。 3详细操作步骤 3.1基于自带定位信息的几何校正 下面以MODIS Level 1B级数据为例学习利用自带几何定位文件进行几何校正，数据在"第4讲遥感图像预处理\基于自带定位信息的几何校正\数据\1-Modis"中，具体操作如下： 第一步：打开数据文件
ENVI实习之几何精纠正
3.进入了GCP选择对话框，既可以输入矫正坐标，也可以在两窗口中点取 4.先在四个角选取四个控制点，便于构建最简单的模型（3个点既可，但是为了保证 精度，选取四个点）add point 5.完成三个点采集时，模型即可建立，此时就可以使用predict工具了。根据所建立的 模型，可以预测base中点对应的warp中的大概位置。通过调节，便可以选取同名地。添加到列表中 6.添加第五个点后，ERROR x，y和rms便已经出现，说明模型基本建立 7.继续添加控制点，保证RMS控制在0.5内 8.完成20个点采集 但是，RMS=0.95
9.通过UPDATE工具调节，直至单点RMS<0.5 10.通过调节，单点RMS均小于0.5 11.完成模型构建 12.选择warp fiel（对tm影像进行几何精纠正） 修改分辨率为30米（因为tm影像的分辨率为30m，纠正为10 没有意义，只是徒增了大小） Method 选取polynomial 多项式，选取2项，gcp大于6 输出位置选择
13.在ENVI zoom中加载两幅影像使用SWIP进行对比 结果：在分界线右侧基本吻合，在右侧略有变形
存在问题与解决办法 1.但完成三个点的拾取时，模型一阶多项式模型建立，这是就可以使用predict功能了， 并且直接添加predict的点，这时，误差很小。 其实，这个模型是逐步建立的，首先三个点建立一个简单模型，使用predict预测这个模型中，点对应的内插点，我们必须利用这个预测的点，找到base中的点的同名点，找到后的这组点，参与模型构建 2.为什么会在第五个点添加时，才显示RMS，而不是第四个点？？
实验四 几何校正
实验四 几何校正 图像校正主要指辐射校正和几何校正。 1、辐射校正包括传感器的辐射校正、大气校正、照度校正以及条纹和斑点的判定和消除。 2、几何校正就是校正成像过程中造成的各种几何畸变，包括几何粗校正和几何精校正。 图像几何校正的一般步骤： 掌握遥感图像几何校正的方法，利用Data Preparation 模块通过采集控制点实现图像的几何校正 第一步 数据和校正模型的准备 1.请直接点击桌面IMAGINE 图标，等待Viewer1出现。 2.由Viewer1打开开启欲校正的图像 C: \linchuan\linchuang-TM.img 。 3.点击 Viewer 图标，等待Viewer2出现。读取已校正过的参考图像C: \linchuan\linchuang-geo.img 。 数据准备 输入显示数字影像 确立校正变换模型 确定输出影像范围 像元空间坐标变换 像元的灰度重采样 输出纠正数字影像
4.由主菜单中，点击"DataPrep"图标，选择其中之Image Geometric Correction。 5.在出现的Set Geo Correction Input File对话框中，点击"Select Viewer"此选项，然后将鼠标光标对Viewer1点一下。 6.接着屏幕会出现Set Geometric Model之对话框，请选取第二项Polynomial，按 7.在出现的Polynomial Model Properties对话框中，如下图设置
因为参考图像panAtlanta.img 已经含有投影参数，故不再需要定义投影参数 请按下apply，然后按下close关闭对话框。 8.接着会出现GCP Tool Reference Setup之对话框，选择校正参考坐标的来源，由于先前已开启Viewer2图像，故于此选取第一项Existing Viewer，按下OK，屏幕会出现Viewer Selection Instructions对话框，
ERDAS几何校正
图错误！文档中没有指定样式的文字。-1 Erdas几何校正 几何校正的具体过程： 1 显示待校正影像和参考影像 在ERDAS图标面板中点击Viewer图表两次，打开两个视窗（Viewer1/Viewer2），并将两个视窗平铺放置，操作过程如下： ERDAS图表面板菜单条：Session→Title Viewers 然后，在Viewer1中打开需要校正的影像 Viewer2中打开参考的影像 2启动几何校正模块 Viewer1菜单条：Raster→Geometric Correction →打开Set Geometric Model对话框 根据影像类型和要求选择不同的校正模型。 图一Set Geometric Model对话框 →选择多项式几何校正模型：Polynomial→OK →同时打开Geo Correction Tools对话框（图二）和Polynomial Model Properties对话框（图三）。 在Polynomial Model Properties对话框中，定义多项式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：不需定义 →Apply→Close →点击打开GCP Tool Referense Setup 对话框（图四） 图二图三 图四图五 3 启动控制点工具 首先，在GCP Tool Referense Setup对话框（图四）中选择采点模式：→选择视窗采点模式：Existing Viewer→OK
→打开Viewer Selection Instructions指示器（图五） →在显示作为参考图像的Viewer2中点击左键 →打开reference Map Information 提示框（图六）；→OK →此时，整个屏幕将自动变化为如图七所示的状态，表明控制点工具被启动，进入控制点采点状态。 图六 图七 4 采集地面控制点 GCP的具体采集过程： 在图像几何校正过程中，采集控制点是一项非常重要和繁重的工作，具体过程如下： 1、在GCP工具对话框中，点击Select GCP图表，进入GCP选择状态； 2、在GCP数据表中，将输入GCP的颜色设置为比较明显的黄色。 3、在Viewer1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，点击Create GCP图标，并在Viewer3中点击左键定点，
浅析遥感图像的几何校正原理及方法
浅析遥感图像的几何校正原理及方法 摘要：几何校正，就是清除遥感图像中的几何变形，是遥感影像应用的一项重要的前期处理工作。本文简单分析了几何校正的原理和基本方法，并以ERDAS软件为例，对青海海东地区遥感影像进行了几何校正，从而直观地表述了遥感图像几何校正的完整过程。结果表明，几何校正的精度受多方面因素影响，最主要的是控制点GCP的选取数量和选取位置。本次校正精度小于0.5个像元,符合要求。 关键词：遥感、ERDAS、几何校正、GCP 引言：遥感20世纪60年代发展起来的对地观测综合性技术。狭义遥感指从远距离、高空，以至外层空间的平台上，利用可见光、红外、微波等遥感器, 通过摄影、扫描等各种方式，接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，并对这些信息进行加工处理，从而识别地面物质的性质和运动状态的综合技术。遥感已然成为地理数据获取的重要工具。但是遥感技术的成图规律决定了遥感图像不能直接被应用，因为遥感图像在成像时, 由于成像投影方式、传感器外方位元素变化、传感介质的不均匀、地球曲率、地形起伏、地球旋转等因素的影响, 使得遥感图像存在一定的几何变形[2] , 即图像上的像元在图像坐标系中的坐标与其在地图坐标系等参考坐标系统中的坐标之间存在差异, 其主要表现为位移、旋转、缩放、仿射、弯曲和更高阶的歪曲[3] 。而且随着当今遥感技术的飞速发展，人们对遥感数据的需求也多源化,它们可以是来自不同的波段, 不同的传感器, 不同的时间。这些多源数据在使用时, 必须具有较高的空间配准精度。这就需要对原始影像进行高精度的几何校正。因此, 几何校正是遥感影像应用的一项重要的前期处理工作。 ERDAS IMAGINE 是美国ERDAS 公司开发的遥感图像处理系统，它以先进的图像处理技术友好灵活的用户界面和操作方式、面向广阔应用领域的产品模块、服务于不同层次用户的模型开发工具以及高度RS/GIS 集成功能为遥感及相关应用领域的用户提供内容丰富且功能强大的图像处理工具，代表了遥感图像处理系统未来的发展趋势[5]。基于此软件强大的功能性和灵活的操作性，本文采用erdas软件对海东地区影像图进行几何纠正。 2 研究区概况与研究方法 海东地区位于青海省东北部,"海东"以位于青海湖东而得名。地处祁连山支脉大板山南麓和昆仑山系余脉日月山东坡,属于黄土高原向青藏高原过渡镶嵌地带,海拔在1650~2835米之间。境内山峦起伏,沟整纵横,气候属于高原气候,高寒、干旱、日照时间长,太阳辐射强,昼夜温差大。年平均气温6.9℃,年均降水量为323.6 毫米,总蒸发量为1644毫米。本文采用校正过的2004年的海东地区参考影像对2009年对应影像进行校正。 3 几何校正的原理与方法 遥感图像几何校正包括光学校正和数字纠正。本文主要介绍数字纠正。 数字纠正是通过计算机对图像每个像元逐个地解析纠正处理完成的,其包括两方面,一是像元坐标变换，二是像元灰度值重新计算（重采样）。 (三) 数字图像灰度值的重采样 校正前后图像的分辨率变化、像元点位置相对变化引起输出图像阵列中的同名点灰度值变化,如图3所示
几何精校正方法-华师版
在做校正之前注意看文档最后的注意事项，免得返工费时费力 同时注意文档中间的各种亮色字段，注意重要的要求 1.使用ENVI 4.3。月球坐标。注意投影和datum。 2.打开待校正影像和基准影像。待校正的IIM图像使用B25，B20，B11三个波段进行RGB 彩色合成。基准图用LRO-WAC 200m的数据。 3.开始选择控制点。map-registration-select gcps：image to image
baseimage即LRO WAC文件。Warp image即待校正的IIM影像。 4.右键将两幅影像Geographic link，这样他们会显示大致相同的位置。便于寻找控制点。 可从影像的中部偏上的位置开始选点（这部分影像质量高。误差小。）为便于观看，图像可增强、拉伸（有很多方法,直方图匹配方法看文档最后的注意事项的第一条）。 控制点尽可能地选择像素小的点（本工作目的不是提取光谱做矿物，而是精确的控制位置）。如下图所示的小亮点，实在找不到小亮点可选择很小的撞击坑或者其他控制位置。特别注意：由于太阳光照射方向不同，无论是撞击坑还是小白点都要考虑阴影和光照方位，在zoom窗口放置点的时候注意考虑IIM数据与基准图的太阳方位，以免出现偏差。
由于太阳光照射方向不同，选择坑要小心，可能位置有偏差，如下图。 找到对应点以后取消link开始选点。可用下面zoom窗口增加放大倍数来确定中心位置。 确定以后点add point添加点。（注意看文件最后的注意事项的第3条） 以此类推，当选完三个点以后可以使用predict来找对应点。 方法是先在基准图上选择一个区域，点predict以后，软件会预测与基准图上的点对应的点，便于寻找控制点。用predict找点的时候不能根据rms error大小来判断点是否对应，应以目视为主，不能完全信任predict。 5.控制点应均匀分布，保证每个image窗口都至少含有5个以上控制点（密密麻麻的小点， 建议选很多,越多越精确）。且左右均匀分布。另外，由于两极地区变形严重，需要在此基础上再增加控制点的数量，以确保较小的校正误差。即两极地区每个image窗口至少7-8个控制点。如下图所示，小白点密密麻麻，完全可以选很多。
遥感图像的几何校正实验报告
实验报告 实验名称：遥感图像的几何校正课程名称：《遥感导论》 教师： 院系：矿业工程学院 班级： 姓名：
遥感图像的几何校正实验报告 一、实验目的 通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本原理和和方法，理解遥感图像几何校正的意义。 二、实验环境 操作系统：windows 8.1 软件：ENVI 4.3 三、实验内容 ERDAS 软件中图像预处理模块下的图像几何校正 几何校正的必要性： 由于遥感平台位置和运动状态的变化、地形起伏、地球表面曲率、大气折射、地球自转等因素的影响，遥感图像在几何位置上会发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等畸变，称为遥感图像的几何畸变。产生畸变的图像给定量分析及位置配准造成困难，因此在遥感数据接收后需要对图像进行几何校正以使其能够反映出接近真实的地理状况。 几何校正的原理： 遥感影像相对于地图投影坐标系统进行配准校正，即要找到遥感影像与地图投影坐标系统之间的数学函数关系，通过这种函数关系可计算出原遥感影像中每个像元在地图投影坐标系统上的位置从而得到校正后的图像 遥感影像相对于地图投影坐标系统进行配准校正，即要找到遥感影像与地图投影坐标系统之间的数学函数关系，通过这种函数关系可计算出原遥感影像中每个像元在地图投影坐标系统上的位置从而得到校正后的图像。 在本次实验中采用的是Polynomial(多项式变换)的模型，通过在遥感影像和参考图像上分别选取相应的控制点，求出二元二次多项式函数：25243210'2 5243210'y b x b xy b y b x b b y y a x a xy a y a x a a x +++++=+++++=，得到变换后的图像坐标（x ′,y ′）与参考图 像坐标的关系，从而对图像进行几何校正。 实验步骤： 运行ENVI 软件
遥感图像几何校正原理及效果分析
第25卷第9期 计算机应用与软件 V o l .25N o .9 2008年9月 C o m p u t e r A p p l i c a t i o n s a n d S o f t w a r e S e p .2008 遥感图像几何校正原理及效果分析 王学平 (中国地质大学数学地质遥感地质研究所 湖北武汉430074) 收稿日期:2007-09-10。地质过程与矿产资源国家重点实验室基金项目(M G M R 2002-11)。王学平,副教授,主研领域:遥感应用与研究。 摘 要 几何校正是遥感图像处理的一个重要环节,是削弱遥感图像与地面真实形态差异的重要手段。以广东省从化市E T M + 遥感数据和G I S 数据为例,较深入地分析遥感图像几何校正原理并介绍E R -M a p p e r 7.0遥感软件的几何校正应用,指出提高遥感图像几何校正精度的有效途径和效果分析。 关键词 E T M+图像 G I S 数据 几何校正 效果分析 G E O ME T R I CR E C T I F I C A T I O NA N DE F F E C TA N A L Y S I SO FR E MO T ES E N S I N GI MA G E W a n g X u e p i n g (I n s t i t u t e o f M a t h e m a t i c a l a n dR e m o t e S e n s i n gG e o l o g y ,C h i n aU n i v e r s i t y o f G e o s c i e n c e s ,W u h a n 430074,H u b e i ,C h i n a ) A b s t r a c t G e o m e t r i c r e c t i f i c a t i o ni s a n i m p o r t a n t c o m p o n e n t i n r e m o t e s e n s i n g i m a g e p r o c e s s ,a n d i s a n e s s e n t i a l m e a n s t o r e d u c e o r e l i m -i n a t e d i f f e r e n c e s b e t w e e nr e m o t e s e n s i n g i m a g e a n d r e a l g e o g r a p h i c s h a p e .I n t h i s p a p e r i t d e e p l y a n a l y z e s t h e g e o m e t r i c r e c t i f i c a t i o nt h e o r y ,t a k i n g G u a n g d o n g C o n g h u a E T M +r e m o t e s e n s i n g d a t a a n d G I Sd a t aa s a ne x a m p l e ,i n t r o d u c e s t h e a p p l i c a t i o ni n g e o m e t r i c r e c t i f i c a t i o no f t h e s o f t w a r eE R -M a p p e r 7.0,a n dp o i n t s o u t t h e a v a i l a b l e a p p r o a c hf o r i m p r o v i n g t h e p r e c i s i o no f g e o m e t r i c r e c t i f i c a t i o n a n d t h e e f f e c t a n a l y -s i s .K e y w o r d s E T M+i m a g e G I Sd a t a G e o m e t r i c r e c t i f i c a t i o n E f f e c t a n a l y s i s 0 引 言 在二十一世纪的今天,遥感已揭开她神秘的外纱,与多种应用学科相结合,从理论遥感已发展出资源遥感、环境遥感、生态遥感、海洋遥感、地质遥感等领域,遥感应用方面的教材和专著也层出不穷。本人多年从事遥感理论与应用方面的研究和教学工作,发现遥感图像处理中的几何校正是一个易被忽视的研究内容,常造成处理后遥感图像的质量下降。本文结合实例,较深入地剖析几何校正原理,较全面地指出提高几何校正精度的有效参数和途径。重视几何校正在遥感图像处理中的作用,它不仅可以有效提高遥感图像的几何精度,而且可以进行遥感图像与其它数据源如G I S 图形的配准。 1 遥感图像几何校正原理分析 在分析遥感图像几何校正原理的同时,有必要了解几何校 正产生的背景以及与遥感图像几何精度的关系。 1.1 几何畸变与几何校正 几何畸变和几何校正是遥感理论的一对派生词,几何校正是因几何畸变而产生,是解决几何畸变的方法体系。 在遥感理论上,将遥感平台位置和运动状态、地形起伏、地球表面曲率、大气折射等遥感系统内外因素影响造成的遥感图像几何位置上的变化统称为几何畸变,也就是遥感图像在几何位置上与实际地面位置有差异。在图像上表现为像元行列分布不均匀,像元大小与地面大小对应不准确等。针对不同因素产 生的图像几何畸变,发展出了多种多样的校正方法,如图像比例 尺的变化、中心位置的偏移以及旋转等畸变,通过不同的线性变 换进行校正。对于图像的不规则几何畸变,通过多项式法、三角 测量法、M Q 模型、自动纠正算法等众多方法[1-4] 来消除。 1.2 图像级别 遥感图像的几何精度级别与几何校正密切相关。一般遥感图像数据源分为3个级别,第1个级别是指卫星下行数据经过格式化同步、按景分幅、格式重整等处理后得到的图像数据。该数据未进行任何几何校正,几何畸变较大。第2个级别是经过系统几何校正的图像数据,即利用卫星所提供的轨道和姿态等参数、以及地面系统中的有关处理参数对第1个级别遥感数据进行几何校正所获得的数据,该工作通常是由遥感卫星地面接收站完成,是研究人员获取的主要遥感数据源。第3个级别是经过几何精校正的图像数据,指采用地面控制点对第2个级别中的系统几何校正模型进行修正,使之更精确地描述卫星与地面位置之间的关系。该工作可以由遥感卫星地面接收站完成,也可以由研究人员来实现。 对于第3级别的L a n d s a t 7E T M+遥感图像数据,几何定位精度可达一个像元以内,即几何误差为15米,可以作为1:10万以下中小比例尺的矿产、资源、测量等研究方面的数据源。 1.3 几何校正原理分析 几何校正,即图像级别中的几何精校正,主要方法是多项式
几何校正实验报告(Image to Image方法和Image to Map方法)
遥感图像的几何校正 姓名： 学号： 日期：2020.5.15 1．实验目的和内容 目的：通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本原理和和方法，理解遥感图像几何校正的意义。 内容：在ENVI软件中利用两种几何校正方法进行遥感图像的几何校正。 （1）Image to Image：用base.img作为基准影像，选择控制点来校正uncorrected.img。 （2）Image to Map：根据地形图上的信息选择控制点来校正地形图。2．图像处理方法和流程 Image to Image（用base.img作为基准影像，选择控制点来校正uncorrected.img） 1、加载影像 （1）点击主菜单>>File>>Open Image File。 （2）打开base.img和uncorrected.img。
（3）显示这两个图像： 2、启动几何校正模块 （1）点击主菜单的Map>>Registration>>Select GCPs:Image to Image。
（2）选择显示base.img文件的Display为基准影像（Base Image），显示uncorrected.img文件的Display为待校正影像（Warp Image），点击OK。 （3）点击OK后出现Ground Control Points Selection界面，点击Show List 可打开控制点列表窗口（Image to Image GCP List窗口）。 3、采集地面控制点
（1）在两个Display中找到相同区域，在Zoom窗口中，将十字光标定位到两个图像的相同位置上。 （2）点击Ground Control Points Selection上的Add Point按钮，将当前找到的点加入控制点列表。 （3）添加好了第一个控制点。
实验七 遥感图像几何精校正
图像几何校正 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。 一、影像到影像的几何纠正 1、打开并显示图像文件 在ENVI主菜单栏中，选择File →Open Image F ile，打开参考影像（这里以SPOT图像为例）和需校正影像（这里以TM图像为例）。它们将分别显示在Display窗口，如图2.12所示。 图2.12 待纠正影像和参考影像显示图 2、启动几何纠正模块 （1）在ENVI主菜单中，选择Map→Registration→Select GCPs：Image to Image，弹出Image to Image Registration几何纠正模块对话框。 （2）选择显示参考影像（SPOT文件）的Display为基准图像的（Base Image），显示需校正影像（TM文件）的Display为待纠正图像（Warp Image）（如图2.13所示）。 （3）点击OK按钮，弹出Ground Control Point Selection对话框，进行地面控制点的采集，如图2.14所示。
图2.14 地面控制点选择对话框图2.13 选择基准影像与待纠正影像 3、采集地面控制点 在图像几何纠正过程中，采集地面控制点是一项重要和繁重的工作，直接影响最后的纠正结果，在实际操作中要特别认真和具有耐心。 （1）在Ground Control Point Selection对话框中，选择Options→ Set Point Colors，设置或修改GCP在可用和不可用状态的颜色。 （2）在两个Display中移动方框位置，寻找明显的地物特征点作为输入GCP。 （3）在Zoom窗口中，点击左小下角第三个按钮，打开定位十字光标，将十字光标分别移到基准影像与待纠正影像相同地物点上。 （4）在Ground Control Point Selection上，单击Add Point按钮，将当前找到的点进行收集。如图2.15所示。 图2.15 同名地物控制点采集 （5）利用同样的方法继续寻找其余的点，当选择控制点的数量达到3时，RMS被自动计算。Ground Control Point Selection上的Predict按钮可用，这时在基准图像显示窗口上面定位一个特征点，单击Predict按钮，纠正图像显示窗口上会自动预测区域，适当调整一下位置，点击Add Point按钮，将当前找到的点收集。随着控制点数量的增多，预测点的精度越来越精确。
遥感图像几何校正方法研究文献综述
文献综述 遥感图像几何校正方法研究 摘要：遥感图像受到大气传输效应和遥感器成像特征的影响出现部分歪曲变形的 空间特征，这时就需要对其进行几何校正。 几何校正包括两个方面的内容：图像 空间像元坐标的变换，即变换模型，和变换后的标准图像空间得各乡愿灰度值得 计算，即重采样。本文通过查阅大量文献，研究遥感影像几何校正基本方法。 关键词：几何校正；遥感影像校正； 引言 遥感数字图像的几何校正有两种：一是根据卫星轨道公式将卫星的位置，姿 态，轨道，大地曲面形状及扫描特征作为时间的函数来计算每条扫描线上像元的 坐标，这种校正往往因为对遥感传感器的位置及姿态测量精度不高而使得校正后 图像仍有不小的误差。所以又称其为粗几何校正，粗校正一般由遥感数据生产者， 如卫星遥感地面站或遥感公司负责进行；二是对经过粗几何校正影像进行精几何 校正，该校正需要借助地面控制点，和多项式等校正模型进行。一般来说，遥感 卫星使用较准确的定位技术，姿态保持相当稳定，由卫星姿态变化引起的几何误 差较小，但是成像过程中大气扰动引起的几何误差较大； 而航空遥感飞机，特别 是航模飞机，其姿态变化引起的几何误差不能忽略，有时还相当大。 几何校正（Geometric Correction ）是利用控制点（Grond Control Point,GCP ）进行的，它 是用一种数学模型来近似描述遥感图像的几何畸变过程, 之间的一些对应点（即控制点）球的这个几何畸变模型， 然后利用次模型 进行几何畸变的校 正，这种校正不考虑畸变的具体原因，而只考虑如何利用畸变模型来校正图像。 1几何校正一般步骤 准备工作 输入原始图像 建立校正函数 确定输出图像的范围 逐个像元进行几何变化 灰度的重采样 输出校正后图像 效果评价 1.1地面控制点选取 在选取地面控制点（又称同名点）之前，还要考察以下实际情况，对于那些要处 理的地域面积不大，而选取的遥感影像覆盖面积又很大的情况下， 需要先进行影 像得裁剪，然后选取地面控制点，进行几何精校正，这样可以提高运行速度，校 正精度也会较高。一般而言，所选的地面控制点应具有以下特征： （1） 地面控制点在影像上又明显的可识别标志，如桥梁与河岸的交点，田块 边角点，大的烟囱，道路的交叉点等。 （2） 地面控制点的地物不随时间而变化，以保证两幅不同时相得影像都可以 识别出来。 （3） 在没有进行过地形校正得影像上选取控制点时， 应尽量选取同一高程上的 控 制点。 并利用畸变的遥感图像与标准地图 （1） （2） （3） （4） （5