大气校正,几何校正简单教程

遥感图像几何精校正、辐射校正

实验名称：遥感图像的几何精校正。

实验目的：1.了解和熟悉envi软件的几何校正的原理

2.熟悉和掌握envi软件的几何校正的功能和使用方法；

3.对自己的图像先找到投影，再另存一幅图像，去掉投影，在其它软

件中旋转一

角度，用原先的图像作为参考对旋转后的图像进行几何校正，使得其

比较精确。

实验原理：几何校正，主要方法是采用多项式法，机理是通过若干控制点，建立不同图像间的多项式控件变换和像元插值运算，实现遥感图像与实际

地理图件间的配准，达到消减以及消除遥感图像的几何畸变。

多项式几何校正激励实现的两大步：

1. 图像坐标的空间变换：

有几何畸变的遥感图像与没有几何畸变的遥感图像，其对应的像元的

坐标是不一样的，如下图1右边为无几何畸变的图像像元分布图，像

元是均匀且不等距的分布。为了在有几何畸变的图像上获取无几何畸

变的像元坐标，需要进行两图像坐标系统的空间装换。

图1：图像几何校正示意图

在数学方法上,对于不同二维笛卡儿坐标系统间的空间转换,通常采

用的是二元n次多项式,表达式如下:

其中x, y为变换前图像坐标, u, v为变换后图像坐标, aij , bij为多项式

系数, n = 1, 2, 3, ?。

二元n次多项式将不同坐标系统下的对应点坐标联系起来, ( x, y )和( u,

v )分别应不同坐标系统中的像元坐标。这是一种多项式数字模拟坐标

变换的方法,一旦有了该多项式,就可以从一个坐标系统推算出另一个

坐标系统中的对应点坐标。

如何获取和建立二元n次多项式,即二元n次多项式系数中a和b的求

解,是几何校正成败的关键。数学上有一套完善的计算方法,核心是通

过已知若干存在于不同图像上的同名点坐标,建立求解n次多项式系

数的方程组,采用最小二乘法,得出二元n次多项式系数。

不同的二元n次多项式,反映了几何畸变的遥感图像与无几何畸变的遥

感图像间的像元坐标的对应关系, 其中哪种多项式是最佳的空间变

换模拟式,能达到图像间坐标的完全配准,是需要考虑和分析的。

在二元n次多项式数字模拟中,从提高几何校正精度的角度考虑,需要

兼顾的因素主要有引起几何畸变的原因和产生数学运算误差因素。归

纳起来有三个方面的考虑因素:

（1）是多项式中n值的选择, n值与几何畸变的复杂程度密切相关。

当n = 1,上述的坐标空间变换成为二元一次多项式,可以进行线性的

坐标变换,解决比例尺、中心移动、歪斜等方面的几何畸变, 实用于第

2级别以上的遥感数据。n值的不同选择,可以得到不同的空间变换式,

当n≥2,上述的坐标空间变换成为二元非线性多项式,解决遥感器偏

航、俯仰、滚动等因素引起的几何畸变。从理论上讲, n值越大,越能

校正复杂的几何畸变,但计算量也相对要大。实际应用中n值通常取

小于等于3。

（2）是控制点GCP (用于空间坐标变换的同名坐标点)的选择, GCP

的几何精度直接影响着多项式系数的求解误差大小。成熟的作法是:

通过目视,选择熟悉的、易分辩且精细较高的特征点(如小水塘边缘、

线状地物的交叉点、海岸线弯曲处等) ,且GCP分布在全图中要尽量

均匀,特征变化性大的地区选择多些,图像边缘部分选些控制点,使系

数的求解尽可能准确。控制点精度的衡量尺度为RMS(RootMean

Square)参数,意为均方根,以图像像素大小为单位,表达式为:

x, y为无几何畸变的图像控制点坐标, x′, y′为变换后图像控制点坐

标。在ERMAPPER7. 0或ENV I等遥感软件中,对于一次线性变换,

当采集到4个控制点以上时,软件系统就会自动推算控制点的变换值

和RMS,可以很好地辅助控制点的编辑。在实际应用中需要引起注意

的是:随着控制点数目的增减,多项式系数值也在变化,每个控制点的

RMS也在变化。当RMS值都小于等于1时,控制点的精度控制在一

个像素大小上,几何校正效果较好。

（3）最后是控制点GCP数目的确定,从数学运算上来说,一次多项式

变换,存在6个系数要计算,需要GCP的最少数目是3。二次多项式变

换,有12个系数需要计算, GCP最少数目是6。n次多项式, GCP的最

小数目为( n + 1) ( n + 2) /2。但在实际应用中,采用最小GCP数目,几

何校正效果往往不好。所以在条件允许的条件下, GCP数目要远远大

于最小数目,可以是其的6倍。

2. 图像像元灰度值重采样

经过上述图像像元坐标的空间变换,得到对应于实际地面或无几何畸

变的图像坐标,图像上每个像元都有了无几何畸变的坐标值。随后需

要做的是给每个像元赋亮度值。因为已知的图像数据是有几何畸变的

像元亮度值,并没有校正后的无几何畸变的像元亮度值。所以需要通

过数学上的重采样方法如最近邻法、双向线性内插法和三次卷积内插

法等计算出校正后像元位置的亮度值,形成无几何畸变的遥感数据。

在重采样方法中,三次卷积内插法计算量虽最大,但图像质量要好,细

节表现要清晰,是许多遥感软件的首选方法。

数据来源：国际科学数据服务平台，landsat数据，TM。

实验过程：

1. 打开参考影像（base）和待校正影像：分别设为display#1,display#2，

数据来源：在遥感实验室中老师做几何校正的资料数据图。具体信息

如图所示：

一、几何校正

实验步骤：

1）打开并显示图像文件

主菜中File—Open Image File将校正后和校正前的文件打开并将它们分别显示在Display 中。

2）启动几何校正模型

选择主菜单Map—Registration—Select Gcps:Image to image 进入界面如下图：

3）选择校正后的图作为base图形，选择校正前的warp图作为待改正的图点击OK进入采集地面控制点。

4）地面控制点的采集过程

（1）在两个Display中移动方框位置，寻找明显的相同地物特征使两个Zoom 中的地物相同。

（2）在Ground control Points selection上，单击Add point 将当前的点收集。

（3）用同样的办法继续寻找点，至少四个点。

点的选取如图所示：

(4)选好4个点后就可以预测：把十字架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）在Ground Control Points Selection上，点击Show list 按钮可以看到选择的所有控制点,如果RMS Errors＞0.5，则可以点击Delete删除控制点中误差较大的点，然后进行重新选取。。

6）选择校正参数输出结果

（1）在Ground Control Points Selection上选择Opintions—Warp File 选择校正文件

点ok进入registration parameters对话框（如下图所示）

在校正参数对话框中校正方法选择多项式,上图中重采样选择Bilinear，背景值（Back ground）为0，选择输出途径和文件名

然后选择ok就行了

实验结果与分析：结果如下图时校正前后的对比图

分析：通过校正后我们很明显地看到，两幅图像基本已经相似了，但还是有一点小误差，这是因为选点时不够精细。

实验心得：

通过本次几何校正，初步了解如何对图像进行几何校正。虽然校正效果不算特别好，这主要在点的选取上，选点上应该差别明显的地方，否则也会引起较大的偏差

二、利用ENVI对遥感图像进行大气校正。步骤如下：

1.打开待校正图像：

2.Basic Tools > Preprocessing > General Purpose Utilities > Dark Subt ract打开如下图

选择ok-然后出现如图：

进入下一个页面选择输出路径即可3.校正后的图像

4图像对比

大气校正目的

大气校正消除大气和光照等因素对地物反射的影响，获得地物反射率、辐射率、地表温度等真实物理模型参数。大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。通过大气辐射可以减少影像中的云量使图像更清晰，也可以通过纠正前后的影像中的地物光谱对比来反映。

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

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,

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）

遥感影像预处理

遥感影像预处理预处理是遥感应用的第一步，也是非常重要的一步。目前的技术也非常成熟，大多数的商业化软件都具备这方面的功能。预处理的大致流程在各个行业中有点差异，而且注重点也各有不同。本小节包括以下内容： ? ? ●数据预处理一般流程介绍 ? ? ●预处理常见名词解释 ? ? ●ENVI中的数据预处理 1、数据预处理一般流程数据预处理的过程包括几何精校正、配准、图像镶嵌与裁剪、去云及阴影处理和光谱归一化几个环节，具体流程图如图所示。图1数据预处理一般流程各个行业应用会有所不同，比如在精细农业方面，在大气校正方面要求会高点，因为它需要反演；在测绘方面，对几何校正的精度要求会很高。 2、数据预处理的各个流程介绍

（一）几何精校正与影像配准引起影像几何变形一般分为两大类：系统性和非系统性。系统性一般有传感器本身引起的，有规律可循和可预测性，可以用传感器模型来校正；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，也可以是地球曲率及空气折射的变化以及地形的变化等。在做几何校正前，先要知道几个概念：地理编码：把图像矫正到一种统一标准的坐标系。地理参照：借助一组控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正。图像配准：同一区域里一幅图像（基准图像）对另一幅图像校准影像几何精校正，一般步骤如下，（1）GCP（地面控制点）的选取这是几何校正中最重要的一步。可以从地形图（DRG）为参考进行控制选点，也可以野外GPS测量获得，或者从校正好的影像中获取。选取得控制点有以下特征： 1、GCP在图像上有明显的、清晰的点位标志，如道路交叉点、河流交叉点等； 2、地面控制点上的地物不随时间而变化。 GCP均匀分布在整幅影像内，且要有一定的数量保证，不同纠正模型对控制点个数的需求不相同。卫星提供的辅助数据可建立严密的物理模型，该模型只需9个控制点即可；对于有理多项式模型，一般每景要求不少于30个控制点，困难地区适当增加点位；几何多项式模型将根据地形情况确定，它要求控制点个数多于上述几种模型，通常每景要求在30-50个左右，尤其对于山区应适当增加控制点。

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。

实验三遥感图像的几何校正

实验法三遥感图像的几何校正一实验目的通过实验操作，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。二实验内容 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，称为地理参考（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1）。图1 Set Geo-Correction Input File对话框在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（From Viewer），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：表1 几何校正计算模型与功能模型功能 Affine 图像仿射变换（不做投影变换） Polynomial 多项式变换（同时作投影变换） Reproject 投影变换（转换调用多项式变换） Rubber Sheeting 非线性变换、非均匀变换 Camera 航空影像正射校正 Landsat Lantsat卫星图像正射校正 Spot Spot卫星图像正射校正其中，多项式变换（Polynomial）在卫星图像校正过程中应用较多，在调用多项式模型时，需要确定多项式的次方数（Order），通常整景图像选择3次方。次方数与所需要的最

数字图像处理-畸变校正

数字图像处理

图像畸变及校正 1 图像畸变介绍从数字图像处理的观点来考察畸变校正, 实际上是一个图像恢复的过程, 是对一幅退化了的图像进行恢复。在图像处理中，图像质量的改善和校正技术，也就是图像复原，当初是在处理从人造卫星发送回来的劣质图像的过程中发展、完善的。目前，图像畸变校正的应用领域越来越广，几乎所有涉及应用扫描和成像的领域都需要畸变校正。图像在生成和传送的过程中，很可能会产生畸变，如：偏色、模糊、几何失真、几何倾斜等等。前几种失真主要是体现在显示器上，而后一种失真则多与图像集角度有关。不正确的显影，打印、扫描，抓拍受反射光线的影响等方式，都会使图像产生偏色现像。模糊、几何畸变主要是在仪器采集图片过程中产生，大多是因机器故障或操作不当影响导致，如在医学成像方面。而几何空间失真广泛存在于各种实际工程应用中，尤其是在遥感、遥测等领域。 2 畸变产生的原因在图像的获取或显示过程中往往会产生各种失真（畸变）：几何形状失真、灰度失真、颜色失真。引起图像失真的原因有：成像系统的象差、畸变、带宽有限、拍摄姿态、扫描非线性、相对运动等;传感器件自身非均匀性导致响应不一致、传感器件工作状态、非均匀光照条件或点光源照明等；显示器件光电特性不一致；图像畸变的存在影响视觉效果，也是影响图像检测系统的形状检测和几何尺寸测量精度的重要因素之一。 3 图像畸变校正过程所用到的重要工具灰度直方图是关于灰度级分布的函数，是对图象中灰度级分布的统计。灰度直方图是将数字图象中的所有像素，按照灰度值的大小，统计其所出现的频度。

通常，灰度直方图的横坐标表示灰度值，纵坐标为想像素个数。直方图上的一个点的含义是，图像存在的等于某个灰度值的像素个数的多少。这样通过灰度直方图就可以对图像的某些整体效果进行描述。从数学上讲，图像的灰度直方图是图像各灰度值统计特征与图像灰度值出现的频率。从图形上来讲，它是一个一维曲线，表征了图像的最基本的统计特征。作为表征图像特征的信息而在图像处理中起着重要的作用。由于直方图反映了图像的灰度分布状况，所以从对图像的观察与分析，到对图像处理结果的评价，灰度直方图都可以说是最简单、最有效的工具。 4 图像颜色畸变校正介绍图像颜色畸变现象可以是由摄像器材导致，也可以是由于真实环境本身就偏色导致，还有的是由于图像放置过久氧化、老化导致。无论其产生的原因如何，其校正方法都是类似的。如果用Matlab显示颜色畸变的图像RGB基色直方图，发现相对正常图像，颜色畸变的图像的直方图的三种基色的直方图中至少有一个直方图的像素明显集中集中在一处，或则集中在0处或则集中在255处，而另一部分有空缺，或则集中在中间而两边空，因此通过调整该直方图的像素点的像素值在区间[0，255]上的分布来解决图像颜色畸变问题。如果直方图中像素集中在0一边则说明该基色偏暗，如果集中在255处则说明该基色偏亮。下图是一有颜色畸变的图像的基色B 的直方图。

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

ERDAS遥感图像的几何校正

遥感图像的几何校正实验目的：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，称为地理参考（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1）。图1 Set Geo-Correction Input File对话框在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：tmatlanta.img 在Viewer2中打开作为地理参考的校正过的SPOT图像：panatlanta.img 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，如图2

遥感图像几何精校正实验报告

遥感图像几何精校正实验名称：遥感图像的几何精校正。实验目的：1.了解和熟悉envi软件的几何校正的原理 2.熟悉和掌握envi软件的几何校正的功能和使用方法； 3.对自己的图像先找到投影，再另存一幅图像，去掉投影，在其它软件中旋转一角度，用原先的图像作为参考对旋转后的图像进行几何校正，使得其比较精确。实验原理：几何校正，主要方法是采用多项式法，机理是通过若干控制点，建立不同图像间的多项式控件变换和像元插值运算，实现遥感图像与实际地理图件间的配准，达到消减以及消除遥感图像的几何畸变。多项式几何校正激励实现的两大步： 1. 图像坐标的空间变换：有几何畸变的遥感图像与没有几何畸变的遥感图像，其对应的像元的坐标是不一样的，如下图1右边为无几何畸变的图像像元分布图，像元是均匀且不等距的分布。为了在有几何畸变的图像上获取无几何畸变的像元坐标，需要进行两图像坐标系统的空间装换。图1：图像几何校正示意图在数学方法上,对于不同二维笛卡儿坐标系统间的空间转换,通常采用的是二元 n次多项式,表达式如下: 其中x, y为变换前图像坐标, u, v为变换后图像坐标, aij , bij为多项式系数, n = 1, 2, 3, ?。二元n次多项式将不同坐标系统下的对应点坐标联系起来, ( x, y )和( u, v )分别应不同坐标系统中的像元坐标。这是一种多项式数字模拟坐标变换的方法,一旦有了该多项式,就可以从一个坐标系统推算出另一个坐标系统中的对应点坐标。如何获取和建立二元n次多项式,即二元n次多项式系数中a和b的求解,是几何校正成败的关键。数学上有一套完善的计算方法,核心是通过已知若干存在于不同图像上的同名点坐标,建立求解n次多项式系数的方程组,采用最小二乘法,得出二元n次多项式系数。不同的二元n次多项式,反映了几何畸变的遥感图像与无几何畸变的遥感图像间的像元坐标的对应关系, 其中哪种多项式是最佳的空间变换模拟式,能达到图像间坐标的完全配准,是需要考虑和分析的。在二元n次多项式数字模拟中,从提高几何校正精度的角度考虑,需要兼顾的因素

影像到影像的卫星影像的几何校正

卫星影像的几何校正以具有地理参考的SPOT 4 10m全色波段为基础，进行Landsat 5 TM 30m影像的几何校正过程，其流程如图1所示。图1 几何精校正流程目的： 1、掌握利用地面控制点（GCP）进行影像到影像几何校正的方法 2、影像上GCP的选取方法数据准备： bldr_tm.img 没有地理坐标的影像 bldr_Sp.img Boulder SPOT带地理坐标的影像 bldr_Sp.hdr ENVI对应的头文件 bldr_Sp.grd Boulder SPOT地理公里网参数 bldr_Sp.ann Boulder SPOT地图标记

利用GCP进行几何校正的具体操作第一步打开并显示影像文件（1）在#1窗口中打开bldr_tm.img作为待校正图像，在#2窗口中打开bldr_sp.img作为参考图像（图2）。图2 参考图像（左）与待校正图像（右）第二步启动几何校正模块（1）一旦两幅图像都已经显示，选择主菜单Map→Registration→Select GCPs: Image to Map，打开几何校正模块。（2）在Image to Image Registration对话框中，选择显示SPOT影像的Display作为基准图像（Base Image），显示TM影像的Display为待校正图像（Warp Image）（图3）。点击OK，进入采集地面控制点。

图3 指定参考图像与待校正图像第三步采集地面控制点（1）控制点工具对话框说明：图4 地面控制点工具对话框

①当基准图像没有地理投影时选择这种配准命令；如果基准图像具有地理投影时选择此命令，得到的结果诸如投影参数、像元大小将与基准图像相同。 ②当基准图像有地理投影时，可以选择这种配准命令，在输出结果时候还可以更改校正图像的输出像元大小和投影参数表2其它功能按钮及功能 ①当控制点数量达到一定数量时才能更改，如控制点数达到6，Degree值可以改为2，最大为3。（2）地面控制点采集在图像几何校正过程中，采集地面控制点是一项重要和繁重的工作，直接影响最后的校正结果，具体过程如下： 1）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。 2）在Zoom窗口中，通过将十字光标放置在两幅影像的相同地物点上。

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，

实验二遥感图像的几何校正

实验二、遥感图像的几何校正实验目的：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）。图2-1 Set Geo-Correction Input File对话框在Set Geo-Correction Input File对话框中，选择输入图像，确定校正图像。 2、图像几何校正的计算模型（Geometric Correction Model） ERDAS提供的图像主要几何校正模型，具体功能如下：

表2-1 几何校正计算模型与功能模型功能 Affine 图像仿射变换（不做投影变换） Polynomial 多项式变换（同时作投影变换） Reproject 投影变换（转换调用多项式变换） Rubber Sheeting 非线性变换、非均匀变换 Camera 航空影像正射校正 Landsat Lantsat卫星图像正射校正 Spot Spot卫星图像正射校正 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：在Viewer1中打开需要校正的图像（或通过图2-1已打开）：tmAtlanta.img 在Viewer2中打开作为地理参考的校正过的图像：panAtlanta.img 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（2-4）。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）:2 →定义投影参数：（PROJECTION）:略 →Apply→Close →打开GCP Tool Referense Setup 对话框（2-5）

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，

遥感卫星影像辐射校正、几何校正、正射校正的方法

北京揽宇方圆信息技术有限公司遥感卫星影像辐射校正、几何校正、正射校正的方法 a)辐射校正：进入传感器的辐射强度反映在图像上就是亮度值（灰度值）。辐射强度越大，亮度值（灰度值）越大。该值主要受两个物理量影像：一是太阳辐射照射到地面的辐射强度，二是地物的光谱反射率。当太阳辐射相同时，图像上像元亮度值差异直接反映了地物目标光谱反射率的差异。但实际测量时，辐射强度值还受到其他因素的影响而发生改变。这一改变就是需要校正的部分，故称为辐射畸变。引起辐射畸变有两个原因：一是传感器本身的误差；二是大气对辐射的影响。仪器引起的误差是由于多个检测器之间存在的差异，以及仪器系统工作产生的误差，这导致了接收的图像不均匀，产生条纹和“噪声”。一般来说，这种畸变在数据生产过程中已经由生产单位根据传感器参数进行了校正，不需要用户自行校正。 b)几何校正：当遥感图像在几何位置上发生了变化，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时，即说明遥感影像发生了几何畸变。遥感影像的总体变形（相对与地面真实形态而言）是平移、缩放、旋转、偏扭、弯曲及其他变形综合作用的结果。产生畸变的图像给定量分析及位置配准造成困难，因此遥感数据接收后，首先由接收部门进行校正，这种校正往往根据遥感平台、地球、传感器的各种参数进

行处理。而用户拿到这种产品后，由于使用目的的不同或者投影及比例尺的不同，仍然需要作进一步的几何校正。几何校正一般包括精校正和正射校正。精校正：利用地面控制点对由于各种因素引起的遥感图像的几何畸变进行校正。简单理解：和地形图的校正，校正后有准确的经纬度信息。精校正适合于在地面平坦，不需要考虑高程信息，或地面起伏较大而无高程信息的情况。有时根据遥感平台的各种参数已做过一次校正，但仍不能满足要求，就可以用该方法作遥感影像相对于地面坐标的配准校正，遥感影像相对于地图投影坐标系统的配准校正，以及不同类型或不同时相的遥感数据之间的几何配准和复合分析，以得到比较精确的结果。 C）正射校正：正射影像制作一般是通过在像片上选取一些地面控制点，并利用原来已经获取的该像片范围内的数字高程模型(DEM)数据，对影像同时进行倾斜改正和投影差改正，将影像重采样成正射影像。将多个正射影像拼接镶嵌在一起，并进行色彩平衡处理后，按照一定范围内裁切出来的影像就是正射影像图。正射影像同时具有地形图特性和影像特性，信息丰富，可作为GI S的数据源，从而丰富地理信息系统的表现形式。所谓正射影像，指改正了因地形起伏和传感器误差而引起的像点位移的影像。数字正射影像不仅精度高，信息丰富，直观真实，而且数据结构简单，生产周期短，能很好的满足社会各行业的需要。在地势起伏较大的地方，使用正射校正来解决地势起伏较大引起的误差，做正射校正需要用DEM 北京揽宇方圆信息技术有限公司是国内的领先遥感卫星数据机构，而且是整合全球的遥感卫星数据资源，分发不同性能、技术应用上可以互补的多种卫星影像，包括光学、雷达卫星影像、历史遥感影像等各种卫星数据服务，各种专业应用目的的图像处理、解译、顾问服务以及基于卫星影像的各种解决方案等。遥感卫星影像数据贯穿中国1960年至今的所有卫星影像数据，是中国遥感卫星数据资源最多的专业遥感卫星数据服务机构，提供多尺度、多分辨率、全覆盖的遥感卫星影像数据服务，最大限度的保证了遥感影像数据获取的及时性和完整性。

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

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

大气校正,几何校正 简单教程