遥感图像预处理

1.自定义坐标系

1.1.坐标系概括

常用坐标系分为地理坐标系和投影坐标系。

1.1.1.地理坐标系

地理坐标系中含椭球体(spheroid)和大地基准面(datum)两个重要部分。

1)椭球体。

地球并不是一个规则球体，因此我国常用以下椭球体模拟地球，见表1。

2)大地基准面

大地基准面指参考椭球与WGS84参考椭球的相对位置关系（3个平移，3个旋转，1个缩放），可用3个、4个或者7个参数进行描述。

每个椭球体都对应一个或多个大地基准面。

1.1.

2.投影坐标系

投影坐标系是利用一定数学法则将地球表面上的经纬线网表示到平面上，属于平面坐标系。一个投影坐标系包含椭球体、投影方法和大地基准面。

我国普遍采用的投影方法是高斯-克吕格投影，在欧美国家称为横轴莫卡托投影(Transverse Mercator)。为保证地图精度，采用分带投影法，有3°分带和6°分带两种。对于每分带的投影，需指定中央经线以及坐标轴原点X、Y坐标。我国在北半球，为避免Y坐标出现负值，规定统一将各带Y值加500km。为避免各带坐标重复，可在不同带间Y值冠以带号，即通用坐标。

商业软件坐标系分为标准坐标系和自定义坐标系，我国实际应用中往往需要自定义坐标系，以北京54坐标系和西安80坐标系为例讲解如何在Envi中自定义坐标系。

1.2.Envi自定义坐标系

1.2.1.定义椭球体

使用记事本打开HOME\ITT\IDL80\products\envi48\map_proj\ellipse.txt，将“Krasovsky, 6378245.0, 6356863.3”(Beijing-54坐标系使用)和

“IAG-75, 6378140.0, 6356755.3”(Xian-80坐标系使用)加入文本末端。

1.2.2.定义基准面

使用记事本打开HOME\ITT\IDL80\products\envi48\map_proj\datum.txt，将“D_BEIJING_1954, Krasovsky, -12, -113, -41”(Beijing-54坐标系使用)和“D_Xian_1980, IAG-75, 0, 0, 0”(Xian-80坐标系使用)加入文本末端。

注：此处的D_BEIJING_1954和D_Xian_1980在Envi 4.7版本以上不可更改，否则会转换失败。

1.2.3.定义投影系

在Envi任何用到投影坐标的功能模块中，都可以新建坐标系（在任何地图投影选择对话框中，点击New按钮），也可通过主菜单→Map→Customize Map Projection，弹出Customized Map Projection Definition对话框，如图1。

Beijing 1954 6 Degree 111E

图 1 定义投影系

依序定义如下参数：

1)Projection Name：投影坐标系名称；

2)Projection Type：选择投影类型，如Transverse Mercator；

3)Projection Datum：选择基准面；

4)False easting：东偏距离500000，若需X轴含带号，添加相应带号于500000

前；

5)False northing：北偏距离，填写0；

6)Latitude：中央纬线，填写0；

7)Longitude：中央经线，填写某带的中央经线，如117；

8)Scale factor：中央经线长度比，填写0.9996，精度与高斯-克吕格等同。

选择Projection→Add New Projection，将投影添加到Envi使用的列表中。

选择File→Save Projection，存储新添或更改过的投影信息。

打开HOME\ITT\IDL71\products\envi48\map_proj\map_proj.txt，即可看到新建的坐标信息，如图2。至此，投影系已添加完毕，可在Envi中使用。

图 2 添加完成的投影坐标系

1.3.图像投影转换

描述一个栅格文件地理位置信息由两部分组成：坐标信息（map）和投影信息（projection）。坐标信息由起始点像素坐标以及对应的地理（投影）坐标和像素大小组成；投影信息就是坐标系信息。一般来说，如果坐标信息丢失，这个文件将会失去坐标；投影信息是用来描述坐标信息，如果投影信息丢失，可以重新设定。

下面演示如何将北京54坐标系的栅格图像转化为西安80坐标系。

1.3.1.定义初始投影系

1)打开.\data\ 0-坐标定义\ f49e011021.img文件；

2)在Available Bands List中，Map Info节点右击，单击Edit Map Information，

弹出对话框；

3)单击Change Projection按钮，在弹出对话框中选择目标投影系，如图3；

图 3 设定影像投影系

4) 点击OK ，Available Bands List 中的Map Info 下拉节点坐标信息发生了相应改变，表明投影信息已成功赋予图像，如图 4。

图 4 设定影像投影系前后对比

1.3.

2. 投影转换

选择主菜单→Map →Convert Map Projection ，在弹出的对话框中设置如下参数，如图 5：

1) Change Projection ：选择投影目标系名称；

2) Conversion Parameters ：Method 选用Polynomial ，Polynomial Degree 为2；