遥感数字图像的正射纠正与图像镶嵌

(2) 距离加权法
地理编码影像的自动镶嵌处理流程
Step3: 根据相交区内图像色彩差异进行图像色彩均衡， 使输出图像色彩连续，色调统一。
没有经过色调均衡的镶嵌图像
经过色调均衡的镶嵌图像
例1：基于地理坐标的图像镶嵌
PCI—OrthoEngine模块
（1）新建工程并定义投影
（2）输入图像
（3）图像镶嵌
基于影像重叠区像素匹配的人机交互的图像镶嵌
例2：基于像元的图像镶嵌实例
准备工作：
1）要参加拚接的图像必须具有统一的坐标系，
即首先进行图像的几何纠正。
2）图像灰度的调整
对于彩色图像，需要从红绿蓝三个波段分别进行灰度的调整； 对于多波段的图像文件，进行一一对应的多个波段的灰度调整。 灰度调整的方法：进行交互式的图像拉伸，进行图像直方图的
A
L
B
为此可取一长度为d的一维窗口，让窗口在一行内逐点 滑动，计算出每一点处A和B两幅图像在窗口内各个对应像 元点的亮度值绝对差的和，最小的即为接缝线在这一行的 位置，其计算公式为：
g i, j
j 0 A
d 1
o
j g B i, j0 j
B 0
j0
1,2,...,L d 1
CUT LINE的定义步骤为：
1) 打 开 IMAGE 窗 口 上 的 菜 单 命 令 Fuctions—Overlays— Annotation，则打开Annotation窗口；
2)
3) 4)
选择要在那个图像窗口上画ANN, IMAGE? SCROLL? ZOOM?
在窗口上，选择菜单命令Object—Polyline； 使用鼠标画线，按右键后画线停止，出现一个 handle ， 鼠标在 handle 上时候，按下左键可以拖动 Ployline ，按下 鼠标中键则删除该Ployline。画线的过程中，按下中键则删 除上一个节点。再点击右键则确定所画的线。 注意：确保所画的线跨越图像的边缘。
正射纠正步骤
PCI—OrthoEngine模块 （1）新建工程
正射纠正步骤
并 定义投影：
正射纠正步骤
（2）读入数据
正射纠正步骤
（3）正射纠正
从有投影信息的影像上选择控制点纠正
正射纠正步骤
A）读入数据：
B)导入有投影信息的影像
C)导入DEM
正射纠正步骤
D）选择控制点： 10-15个点，分布均匀，误差争取在1个像元之内，即RMS<1
g i, j 1 g E i K 1, j g H i, j 2
i 1,2,...,L
把两幅待镶嵌图像中亮度值最大的亮度值作为重叠区像元
点的亮度值，即 ：
g (i, j ) maxg E (i K 1, j ), g H (i, j )
规定化(匹配)，或者进行更加复杂的类似变化（如线性回归）。
图像拚接的操作：
确定输出图像的大小； 确定参加图像拚接的方法；有无羽化
（Feathering）。 参加拚接的图像如没有羽化， 则用上面的图像灰度值直接替代重复部分的灰度值； 如果有羽化，则重复部分的灰度值由两个图像的灰 度值确定。 羽化方法：一是边缘羽化，二是用户自定义羽化。
4
（4）输出纠正后的TM影像
3、用TM影像纠正TM或其他遥感影像
方法和步骤参考【2、用地形图纠正TM遥感影像】

调用有地理信息的TM影像
影像对影像的纠正
选取控制点时比较直观
2002年TM 原始影像
2006年有地理 坐标的TM影像
本节主要内容
一、野鸭湖GPS采集控制点纠正高光谱影像
A、定义镶嵌范围和输出的影像文件
按住Shift键拉框选取镶嵌范围
创 建 镶 嵌 后 的 影 像 文 件
B、按地理坐标自动镶嵌
2、基于影像重叠区像素匹配的人机交互 的图像镶嵌
基于地理编码的影像自动镶嵌处理，当输入图像的
坐标系和投影方式相同时，对于同分辨率影像仅存 在位移关系。 没有地理编码的两幅影像进行图像镶嵌，图像间存 在平移、旋转和尺度放大等，须进行半自动的重叠 区内影像控制点的配准，而后根据控制点间的映射 关系，将一幅图像映射到另外一幅图像的象素坐标 空间，形成待镶嵌图像。
二、正射纠正
图像正射投影纠正是借助地形高程模型
（DEM），对图像中每个像元进行地形变形的 校正，使图像符合正射投影的要求。
数字正射纠正的实质就是将中心投影的影像通
过数字元纠正形成正射投影的过程，其原理是 将影像化为很多微小的区域，根据有关的参数 利用相应的构像方程式或按一定的数学模型用 控制点解算，求得解算模型，然后利用数字高 程模型对原始非正射影像进行纠正，使其转换 为正射影像。
正射纠正步骤
E）导出控制点文件：
正射纠正步骤
（4）计算模型
正射纠正步骤
（5）输出纠正后的图像
调进DEM 并检查
三、图像的镶嵌
影像镶嵌 (Mosaicking) 是指将两幅或多幅数字影像 （有可能是在不同的摄影条件下获得的）拼在一起， 构成一幅整体图像的技术过程。
遥感影像镶嵌分为：
（2）PCI--GCPWorks模块
控制点来源选择User Enter Coordinates 其他参数默认
纠正地形图的步骤
（1）选取待纠正的地形图 （2）定义坐标系统
1 2 3 4
（3）选取控制点
将图上量算的各个点对应地输入到GCPs文件中
（4）输出图像
2、用地形图纠正TM遥感影像
Step1: 输入全部待镶嵌图像数据，根据图像的有效 区域确定输出图像的范围。
当输入图像不是相同地理投影和分辨率时，按 所指定的参考图像进行地理重投影和重采样。
地理编码影像的自动镶嵌处理流程
Step2: 确定图像的相交区、相交区内图像像素灰度 计算策略，确定输出图像像素灰度值。
相交区
(1) 中线法
1） 边缘羽化
用户需要键入羽化的距离。 羽化部分的灰度值采取两个图像 的线性加权值。
边缘处Image #2 0%, Image #1 100%, Averaging Distance 处， Image#2占 100%, Image＃1 占0％； 中间部位线性组合。
2) 自定义羽化
首先必须在图 像上使用ANN 定义Cutline.
E
L行
H
重叠区亮度确定示意图
设重叠区行数为L， E幅图像的重叠部分为第K行 到L+K-1行，H幅图像的重叠部分为第1行到L行， g E (i, j ) 和 g H (i, j )分别表示E和H图像的亮度值，g (i, j ) 为重叠区 亮度调整后的亮度值，其行数为1到L。此时重叠区亮度 值的计算要以列（对于左右镶嵌的情况则要以行为单位） 为单位进行，下面以第j列的亮度值确定为例说明常用 的三种计算方法： 把两幅图像对应像元的平均值作为重叠区像元点的 亮度值，即：
(i 1,2,...,L)
取两幅图像对应像元亮度值的线性加权和，即：
g (i, j ) Li i g E (i k 1, j ) g H (i, j ) L L
(i 1,2,...,L)
原图像1
原图像2
拼接后但尚未进行色调调整
色调调整后镶嵌图像
地理编码影像的自动镶嵌处理流程
PCI--GCPWorks模块
控制点来源选择 Geocoded Image
用地形图纠正TM遥感影像步骤
（1）选择待纠正的TM原始图像
（2）选择有地理信息的地形图
【一幅图像上选完控制点后 再调用另一幅】
1 2 3
（3）选择控制点
分别在TM影像和地形图上选用 一定数量的位置上相对应的点 并保存控制点文件
遥感数字图像处理
第三讲 遥感数字图像的正射纠正 与图像的镶嵌
上节课主要内容
一、遥感图像的几何变形误差的影响因素 二、遥感数字影像几何纠正
1、地形图纠正 2、地形图纠正TM影像 3、TM影像纠正遥感影像

1、纠正1:50000地形图
（1）选取地形图上若干合理的控 制点（均匀分布整个图面），用尺 子量算各个点的地理坐标，图上1 毫米等于实际50米；
直方图匹配后，分别存盘为6个单独的文件，再在 DOS下运行如下命令，将 6个文件拷贝成一个文件， 重新打开后再进行拚接。 DOS 命令：
copy /b 1.img /b + 2.img /b + 3.img /b whole.img
灰度值的计算方法：
Cutline处，Image #2 占100%, Image #1 占0%, Averaging Distance 处， Image#2占0%, Image＃1 占100％；
中间地带，线性插值。
CUT LINE 是 由 一 根 从 图 像 一 个 边 缘 到 另 一 个 边 缘 的 POLYLINE，以及要切掉部分上的一个SYMBOL定义的。
（ALOS或P5影像）
二、正射纠正 三、图像拼接
一、野鸭湖GPS采集控制点纠正高光谱影像
方法与步骤参考【地形图纠正】
纠正步骤
（1）选取待纠正的ALOS影像
（2）定义坐标系统
1 2 3 4
（3）选取控制点
对应ALOS影像将GPS采集的控制点输入到GCPs文件中
（4）输出图像
0
g i, j0 j 和g i, j j 为图像A和B在重叠区 i, j j 处的 式中： j0 为窗口在左端点；i为窗口所在的图像行数。 亮度值； 满足上述条件的点就是接缝点，所有接缝点的连线就是 接缝线。
(2) 重叠区亮度的确定