遥感图像的几何校正实验报告

遥感图像的几何校正

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 Vista

软件：Erdas Imagine 8.4

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。

Erdas软件中提供了7中几何校正的模型，具体如下：

表 1 几何校正计算机模型与功能

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 Landsat卫星图像正射校正

Spot Spot卫星图像正射校正

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：

2

52

43210'

2

52

43210'

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。

四、实验步骤

运行Erdas Imagine 软件

第一步：显示图像文件

1) 在Erdas 图标面板中单击Viewer 图标两次，打开两个视窗：Viewer 1和 Viewer 2； 2) 在Viewer 1视窗下打开需要校正的遥感影像wucesourse.img ，

在Viewer 2 视窗下打开参考图像wucepoint.img ；

第二步：启动几何校正模块（Set Geometric Model ）

单击Viewer 1视窗菜单栏中的Raster →Geometric Correction →打开Set Geometric Model 对话框(见图1) →选择多项式几何校正模型 Polynomial →OK

→打开Geometric Correction Tools 对话框（见图2）和Polynomial Model Properties 对话框（见图3）

→在Polynomial Model Properties 对话框中定义多项式次方（Polynomial Order ）为2（见图3）

→单击Apply →单击Close

→打开GCP Tool Reference Setup 对话框（见图4

）

图1 Set Geometric Model 对话框 图2 Geometric Correction Tools 对话框

图 3 Polynomial Model Properties对话框

图4 GCP Tool Reference Setup 对话框

第三步：启动控制点工具

首先在GCP Tool Reference Setup 对话框（图4）中选择采点模式：

→选择Existing Viewer→OK

→打开Viewer Selection Instructions指示器（见图5）

→在参考图像Viewer2中单击左键

→打开Reference Map Information 提示框（见图6）→OK

→弹出Approximate Statistics 提示框（见图7）→OK

→此时，整个屏幕将自动变化为如图8所示的状态，表明控制点工具已启动，进入控制点

采点状态

图5 Viewer Selection Instructions 指示器

图6 Reference Map Information 提示框

图7 Approximate Statistics 提示框

图8 控制点采点

第四步：采集地面控制点

1)在Viewer1中移动关联方框的位置，寻找明显的地物特征点，单击Geometric Correction

Tools对话框中的图标，进入控制点选取状态，点击所选择的地物特征点；然后在Viewer2中移动关联方框的位置，寻找对应的地物特征点，同样点击，再单击相应的地物特征点；

2)重复以上步骤6次直至6个控制点选择完毕（二次多项式需要6个点来确定）；

3)单击下方GCP Tool对话框中的图标，在Viewer1中选择第7个点，从而得到RMS

Error（见图9），从中判断上一步所选控制点的准确性（一般要求RMS Error要小于

0.5，若没有达到要求应重新选点或者对所选点进行调整）

图9 RMS Error 图10 多项式

第五步：计算转换模型

在控制点采集过程中，随着控制点采集的完成，转换模型就自动生成，单击Geometric Correction Tools对话框中的图标→Transformation可以查阅多项式参数（见图10）

第六步：图像重采样

重采样过程是指依据未校正图像的像元值，计算生成一幅校正图像的过程

在Geometric Correction Tools对话框中选择图标

→在弹出的Resample对话框（见图11）中输入重采样后的图像文件名guangzhou123.img →OK

图11

→在Viewer中打开guangzhou123.img即可看到几何校正后的图像

实验完毕