实验二 遥感图像的几何校正
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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)
图2-2 Set Geometric Model对话框图2-3 Geo Correction Tools对话框
图2-4 Polynomial Properties对话框图2-5 GCP Tool Referense Setup 对话框
第三步:启动控制点工具(Start GCP Tools)
首先,在GCP Tool Referense Setup对话框(图2-5)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2-6)
图2-6 Viewer Selection Instructions
→在显示作为地理参考图像的Viewer2中点击左键
→打开reference Map Information 提示框(图2-7);→OK
→此时,整个屏幕将自动变化为如图2-7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2-7 reference Map Information 提示框
图2-8 控制点采点
第四步:采集地面控制点(Ground Control Point)
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图标,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Viewer1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坐标和Y坐标。
5、在GCP对话框中,点击Select GCP图标,重新进入GCP选择状态。
6、在GCP数据表中,将参考GCP的颜色设置为比较明显的红色,
7、在Viewer2中,移动关联方框位置,寻找对应的地物特征点,作为参考GCP。
8、在GCP工具对话框中,点击Create GCP图标,并在Viewer2中点击左键定点,
系统将自动将参考点的坐标(X、Y)显示在GCP数据表中。
9、在GCP对话框中,点击SelectGCP图标,重新进入GCP选择状态,并将光标移
回到Viewer1中,准备采集另一个输入控制点。
10、不断重复1-9,采集若干控制点GCP,直到满足所选定的几何模型为止。尔后,
每采集一个InputGCP,系统就自动产生一个Ref. GCP,通过移动Ref. GCP可以优化校正模型。
11、保存控制点File/Save Input As和File/Save Reference As。
第五步:采集地面检查点(Ground Check Point)
以上采集的 GCP的类型均为控制点,用于控制计算,建立转换模型及多项式方程。下面所要采集的GCP类型是检查点。地面检查点,则用于检验所建立的转换方程的精度和实用性,具体过程如下:
1、在GCP TOOL菜单条中选择GCP类型:Edit/Set Point Type —check。
2、在GCP TOOL 菜单条中确定GCP匹配参数:Edit | Point Matching出现对话框,设
置参数Correlation Parameters:0.8,选中Discard Unmatched Point,然后点击Close
3、确定地面检查点,其操作与选择控制点完全一样。并将Lock 图标打开,定义5个
检查点后,点击Unlock图标。
4、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(如下图),只有所有检查的误差小于一个像元