遥感数字图像的正射纠正与图像镶嵌
遥感影像处理知识
1.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，同时也是将图像投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。
2.图像镶嵌：指在一定的数学基础控制下，把多景相邻遥感影像拼接成一个大范围、无缝的图像的过程。
3.图像裁剪：图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除。
常用方法是按照行政区划边界或自然区划边界进行图像裁剪。
在基础数据生产中，还经常要进行标准分幅裁剪。
按照ENVI 的图像裁剪过程，可分为规则裁剪和不规则裁剪。
4.图像分类：遥感图像分类也称为遥感图像计算机信息提取技术，是通过模式识别理论，分析图像中反映同类地物的光谱、空间相似性和异类地物的差异，进而将遥感图像自动分成若干地物类别。
5.正射校正：正射校正是对图像空间和几何畸变进行校正生成多中心投影平面正射图像的处理过程。
6.面向对象图像分类技术：是集合邻近像元为对象用来识别感兴趣的光谱要素，充分利用高分辨率的全色和多光谱数据的空间、纹理和光谱信息来分割和分类，以高精度的分类结果或者矢量输出。
7.DEM：数字高程模型是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。
8.立体像对：从两个不同位置对同一地区所摄取的一对相片。
9.遥感动态监测：从不同时间或在不同条件获取同一地区的遥感图像中，识别和量化地表变化的类型、空间分布情况和变化量，这一过程就是遥感动态监测过程。
10.高光谱分辨率遥感：是用很窄而连续的波谱通道对地物持续遥感成像的技术。
在可见光到短波红外波段，其波谱分辨率高达纳米数量级，通常具有波段多的特点，波谱通道多达数十甚至数百个，而且各波谱通道间往往是连续的，因此高光谱遥感又通常被称为"成像波谱遥感"。
11.端元波谱：端元波谱作为高光谱分类、地物识别和混合像元分解等过程中的参考波谱，与监督分类中的分类样本具有类似的作用，直接影响波谱识别与混合像元分解结果的精度。
12.可视域分析：可视域分析工具利用DEM数据，可以从一个或多个观察源来确定可见的地表范围，观测源可以是一个单点,线或多边形13.三维可视化：ENVI的三维可视化功能可以将DEM数据以网格结构、规则格网或点的形式显示出来或者将一幅图像叠加到DEM数据上。
ERDAS实验报告3--几何校正
西北师范大学学生实验报告学院地环学院专业地理信息系统年级、班08地信学号200875000203 姓名陈晨同组者课程名称ERDAS遥感数字图像处理实验题目几何校正成绩一、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。
二、实验准备：充分了解：影像图形几何畸变的因素、几何校正的方法、灰度值的重采样方法、多项式纠正法地面控制点的选取、遥感图像的镶嵌。
三、实验内容：资源卫星数据的校正；图像的仿射变换；航片的正射校正；图像的镶嵌；图像投影变换。
四、实验过程及步骤：1.资源卫星数据Landsat的校正以美国佐治亚州亚特兰大的一景SPOT全色卫片来对同一地区的Landsat影像作图像对图像的几何校正，SPOT卫片已经具有State Plane地图投影。
基本步骤为：1)显示图像文件（1）打开两个视窗Viewer#1和Viewer#2，单击Session，选择Tile Viewers将视窗平铺放置。
在Viewer#1中打开需要校正的Landsat TM影像：tmAtlanta.img，在Viewerr#2中打开作为地理参考的校正过的SPOT影像：panAtlanta.img。
2）启动几何校正模块（1）在Viewer#1中单击Raster（2）选择Geometric Correction，选择多项式几何校正模型。
（3）定义多项式模型参数及投影参数。
3）启动控制点工具。
（1）选择视窗采点模式Exising Viewer（2）确定后打开Viewer Selection Instruction指示器（3）在作为地理参考的图像panAtlanta.img中点击左键，打开Reference Map Information 提示框，显示参考图像的投影信息。
（4）确定表后面控制点工具被启动，进入控制点采集状态。
4）采集地面控制点5）采集地面检查点6）计算转换模型3.航空影像的正射校正对于空间分辨率很高的影像，如航片，进行几何校正时还要考虑地形等高程的影响，这个过程称为正射校正，需要与影像同区域的数字高程模型DEM。
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。
遥感影像正射校正流程
遥感影像正射校正流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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遥感数字图像处理测试试卷
遥感数字图像处理测试试卷遥感图像的空间分辨率由哪些因素决定？（）【多选】*A、数字摄影设备的采样能力（正确答案）B、焦距（正确答案）C、物距（正确答案）D、图像的放大倍数波段叠加要求具备哪些条件？（）【多选】*A、同一场景的图像（正确答案）B、相同传感器的数据C、图像的行列数相同（正确答案）D、相同的空间坐标系（正确答案）进入传感器的邻近反射受哪些因素影响?（）【多选】*A、大气散射到地面的辐照度（正确答案）B、太阳辐射到地面的辐照度C、传感器增益（正确答案）D、大气下行透过率大气辐射传输过程的6s模型通常包括哪些部分？（）【多选】*A、传感器的光谱特性（正确答案）B、气溶胶模式（正确答案）C、大气模式（正确答案）D、太阳、地物与传感器之间的几何关系（正确答案）几何畸变会给以下哪些遥感图像应用环节带来影响?（）【多选】*A、地图测量或更新（正确答案）B、图像融合（正确答案）C、地物变化检测（正确答案）D、基于单期影像的地物类型识别卫星遥感影像的空间分辨率是基本不变的。
［判断题］*对（正确答案）错任何一幅图像都有自己对应的直方图，但相同的直方图可能对应于不同的图像。
［判断题］*对（正确答案）错图像直方图可以用于辅助判断图像获取时的质量。
［判断题］*对（正确答案）错图像显示时的屏幕分辨率等同于图像空间分辨率。
［判断题］*对错（正确答案）图像空间分辨率小于显示器的屏幕分辨率时，原图可识别的细节得到了增强。
［判断题］*对错（正确答案）图像辐射分辨率小于图像显示的灰度分辨率时，原图的显示质量得到了增强。
［判断题］*对（正确答案）错颜色空间模型最多能显示4个波段的信息。
［判断题］*对（正确答案）错数字图像在计算机上是以二进制方式存储的。
［判断题］*对（正确答案）错数字图像若以小端方式存储，则应该用小端方式读取才能正常显示。
［判断题］*对（正确答案）错若某一幅多波段遥感图像的大小为2G,计算机的内存为8G,无法将这幅遥感图像一次性全部读入内存进行处理，如果我们的目的是浏览这幅图像以查看上面的地物类型及其分布，此时BIP存储方式优于BSQ存储方式。
遥感图像处理实验
遥感图像处理实验目录实验二影像的地理坐标定位和校正实验三使用ENVI进行正射校正实验四图像镶嵌实验五图像融合实验六波段组合计算及图像增强实验七图像分类实验八使用ENVI进行三维曲面浏览与飞行实验九地图制图09级林学四班汤瑞芳20090143 注：本实验报告共分为两部分，其一为实验的详细过程，其二为实验结果的整理及实验心得实验二影像的地理坐标定位和校正实验目的:1）掌握如何在ENVI中对影像进行地理校正2）添加地理坐标3）如何使用ENVI进行影像到影像的几何校正实验内容：1图像文件头文件的修改步骤：1）打开并显示SPOT数据ENVI主菜单中file →open image file，从envidata目录bldr_reg文件夹下的bldr_sp.img文件，从可用波段列表对话框中点击Grey scale，点击Load Band按钮加载这幅影像到一个新的显示窗口中。
2）修改ENVI头文件中的地图信息右击bldr_sp.img—》Map inf，快捷菜单Edit Map Information。
点击Projection/Datum文本旁边的箭头切换按钮，DMS或者DDEG，分别在度分秒和十进制的度之间进行切换。
点击Cancel，推出Edit Map Information对话框。
修改图像的pixel size信息，添加公里网格和地图标注。
保存图像。
file →save image as →image file。
输出路径和输出文件名称2 影像对影像的几何配准利用SPOT图像校正Landsat TM步骤：1）打开TM图像从ENVI主菜单中，选择file →open image file，从envidata目录下的bldr_reg子目录选择bldr_tm.img文件。
在列表中选择band3，点击display#1按钮，并从下拉式菜单中选择new display。
点击Load Band 按钮，把TM的band3波段的影像加载到新显示窗口中。
ERDAS的操作手册
ERDAS的操作手册纠正，融合，镶嵌是遥感处理中比较常见的三种处理方法。
对于初学遥感的人来说，掌握这三种方法是十分必要的。
下面，我们通过一些实例，在ERDAS 中的操作，来分别介绍这三种处理方法。
1、纠正纠正又叫几何校正，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；而将地图坐标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从于一定的地图坐标系统，所以几何校正包含了地图参考。
（1）启动在ERDAS中启动几何校正有三种方法：A、菜单方式B、图标方式C、窗口栅格操作窗口启动这种方法比较常用，启动之前在窗口中打开需要纠正的图像，然后在栅格操作菜单中启动几何校正模块。
建议使用这种启动方法，更直观简便。
（2）设置几何校正模型常用模型：功能Affine 图像仿射变换（不做投影变换）Camera 航空影像正射校正Landsat Landsat卫星影像正射校正Polynomial 多项式变换（同时做投影变换）Rubber Sheeting 非线性、非均匀变换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），通常整景图象选择3次方。
次方数与所需的最少控制点数是相关的，最少控制点数计算公式为（（t+1）*（t+2））/2，公式中t为次方数，即1次方最少需要3个控制点，2次方需要6个控制点，3次方需要10个控制点，依此类推。
（3）几何校正采点模式A、Viewer to Viewer 已经拥有需要校正图像区域的数字地图、或经过校正的图像，就可以采用Viewer to Viewer的模式。
B、File to Viewer 事先已经通过GPS测量、或摄影测量、或其它途径获得了控制点坐标，并保存为ERDAS IMAGINE的控制点格式或ASCII数据文件，就可以采用File to Viewer模式，直接在数据文件中读取控制点坐标。
遥感图像处理(二)
遥感图像几何处理
名词解释：
构像方程 通用构像方程 几何变形 几何校正 粗加工处理 精加工处理（精纠正） 多项式纠正 直接法纠正 间接法纠正 灰度重采样 图像配准 图像镶嵌 数字地面模型 正射影像 问答题：
1、 叙述中心投影的航空像片、MSS 多光谱扫描仪影像、SPOT 的
HRV 推扫式影像和真实孔径侧视雷达图像的几何特征。
2、 列出中心投影影像、推扫式影像、逐点扫面影像和侧视雷达影
像的构像方程和共线方程表达式。
3、 叙述最近邻法、双线性内插法和双三次卷积重采样原理和优缺
点。
4、 图像之间配准的两种方式指什么？
5、 两幅影像进行数字镶嵌应解决哪些关键问题？解决的基本方
法是什么？简述数字镶嵌的过程。
6、 叙述多项式拟合法纠正卫星图像的原理和步骤。
7、 多项式拟合法纠正选用一次项、二次项和三次项，各纠正遥感
图像中的哪些变形误差？
8、 在几何纠正重采样中，内插像元4×4图像亮度矩阵为
⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛1061041079710210158
57，在间接法纠正过程中，某地面点反算到原始
像点的坐标值为（101.6，57.4），利用最邻近法和双线性内插
法求像点的亮度值。
遥感数字图像处理：遥感数字图像处理(62页)
不同波谱分辨率对水铝 反射光谱的获取
时间分辨率
■ 时间分辨率指对同一地点进行遥感来样的时间间隔， 即采样的时间频率，也称重访周期。
■ 遥感的时间分辨率范围较大。以卫星遥感来说，静止 气象卫星（地球同步气象卫星）的时间分辨率为 1次 /0.5小时；太阳同步气象卫星的时间分辨率 2次／天； Landsat为1次／16天；中巴（西）合作的CBERS为1次 ／26天等。还有更长周期甚至不定周期的。
微波遥感与成像
在电磁波谱中，波长在1mm～
1m的波段范围称微波。该 范围内又可再分为毫米波、 厘米波和分米波。在微波 技术上，还可将厘米波分 成更窄的波段范围，并用 特定的字母表示
谱带名称
Ka K
Ku X
微波遥感是指通过微波传
C
感器获取从目标地物发射 或反射的微波辐射，经过 判读处理来识别地物的技
几种遥感图像处理系统简介
■ PCI ■ ERDAS ■ ENVI
PCI简介
■ PCI是加拿大PCI公司的产品，可进行遥感图像的处 理，也可应用于地球物理数据图像、医学图像、雷 达数据图像、光学图像的处理，并能够进行分 析 、制图等工作。它的应用领域非常广泛。
■ PCI拥有最齐全的功能模块：常规处理模块、几 何校正、大气校正、多光谱分析、高光谱分析、 摄影测量、雷达成像系统、雷达分析、极化雷达 分析、干涉雷达分析、地形地貌分析、矢量应用、 神经网络分析、区域分析、GIS联接、正射影像 图生成及DEM提取（航片、光学卫星、雷达卫 星）、三维图像生成、丰富的可供二次开发调用 的函数库、制图、数据输入/输出等四百多个软 件包。
多波段数字图像的数据格式
■BIP方式（band interleaved by pixel） 在一行中，每个像元按光谱波段次序进 行排列，然后对该行的全部像元进行这 种波段次序排列，最后对各行进行重复。
遥感数据影像正射纠正流程
北京揽宇方圆信息技术有限公司遥感数据影像正射纠正流程随着遥感技术的发展人们对于卫星遥感影像的需求也越来越高，同时对于卫星遥感影像的质量要求也越来越高，不同的工作对于遥感影像的需求也不同，因此需要对卫星遥感影像进行预处理，提高影像的质量，满足不同人群对于卫星遥感影像的需求，所以卫星遥感影像的处理就显得尤为重要。
卫星遥感影像处理常用的软件：ERDAS IMAGINE、PCI（PCI Geomatica）、ENVI等。
影像纠正遥感图像在成像时，由于成像的投影方式、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，使获得的遥感影像相对于地表目标存在一定的几何变形，图像上的几何图形与该地物所选定的地图投影中的几何图形产生差异，产生了几何形状或位置的失真。
主要表现为位移、旋转、缩放、仿射、弯曲和更高阶的歪曲。
消除这种差异的过程称为几何校正。
为了降低用户专业水平需求，扩大用户面，同时避免核心技术泄露，绝大部分卫星数据向用户提供一种与传感器无关的通用型成像几何模型——有理函数（RPC）模型，替代以共线条件为基础的严格几何模型。
影像融合现代遥感技术的显著特点是尽可能地搜集多种传感器、多级分辨率、多谱段和多时相技术于一身，使人们可以获得不同空间分辨率、时间分辨率和光谱分辨率的遥感影像。
对于遥感影像解译来说，使用融合后的影像比单独使用可见光影像或者多光谱影像更为有效；而对于遥感影像分类来说，融合后的影像提供了更多的细节信息，可以显著提高分类结果的准确性。
遥感影像融合根据融合水平来划分，可以分为:像素级触合、特征级融合和决策级融合。
（1）像素级融合尽可能多的保留信息，具有最高的精度，是三级中研究最为成熟的一级。
（2）特征级融合是一种中等水平的融合。
首先将遥感数据进行特征提取，然而按照特征信息对多源数据进行分类、聚集和综合，产生特征向量，而后融合这些特征向量。
（3）决策级融合是最高水平的融合。
遥感卫星影像数据预处理一般流程介绍
镶嵌
当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时，通常需要将两幅或多幅图像拼接起来形 成一幅或一系列覆盖全区的较大的图像。
在进行图像的镶嵌时，需要确定一幅参考图像，参考图像将作为输出镶嵌图像的基 准，决定镶嵌图像的对比度匹配、以及输出图像的像元大小和数据类型等。镶嵌得两幅或 多幅图像选择相同或相近的成像时间，使得图像的色调保持一致。但接边色调相差太大 时，可以利用直方图均衡、色彩平滑等使得接边尽量一致，但用于变化信息提取时，相邻 图像的色调不允许平滑，避免信息变异。
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 均匀分布在整幅图像内，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。
的辐射值在不同时相遥感图像上一致，从而完成地物动态变化的遥感动态监测。
北京揽宇方圆信息技术有限公司
（3）图像重采样 重新定位后的像元在原图像中分布是不均匀的,即输出图像像元点在输入图像中的行 列号不是或不全是正数关系。因此需要根据输出图像上的各像元在输入图像中的位置，对 原始图像按一定规则重新采样，进行亮度值的插值计算，建立新的图像矩阵。常用的内插 方法包括： 1、最邻近法是将最邻近的像元值赋予新像元。该方法的优点是输出图像仍然保持原 来的像元值，简单，处理速度快。但这种方法最大可产生半个像元的位置偏移，可能造成 输出图像中某些地物的不连贯。
几何校正,正射校正,影像配准,辐射定标,辐射校正,大气校正,地形校正概念详解
几何校正，正射校正，影像配准，辐射定标，辐射校正，大气校正，地形校正概念详解以下是这些校正和定标的概念详解：1. 几何校正：是指遥感成像过程中，受多种因素的综合影响，原始图像上地物的几何位置、形状、大小、尺寸、方位等特征与其对应的地面地物的特征往往是不一致的，这种不一致就是几何变形，也称几何畸变。
几何校正是通过一系列的数学模型来改正和消除遥感影像成像时因摄影材料变形、物镜畸变、大气折光、地球曲率、地球自转、地形起伏等因素导致的原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。
2. 正射校正：是对影像进行几何畸变纠正的一个过程，它将对由地形、相机几何特性以及与传感器相关的误差所造成的明显的几何畸变进行处理。
正射校正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。
3. 影像配准：是指对同一区域内以不同成像手段所获得的不同影像图形在同一地理坐标的匹配。
包括几何纠正、投影变换与统一比例尺三方面的处理。
在多时相、多信息的复合综合分析时常需进行各种配准处理，例如在多光谱影像进行彩色合成时，必须进行不同波段影像的配准，以保证相同景物的有关像元能一一对应，使结果准备可靠。
4. 辐射定标：是遥感数据处理中的一个关键步骤，旨在将原始遥感数据的数字值转换为具有物理意义的辐射度或反射率值。
这个过程是为了确保不同时间和传感器采集的遥感数据具有一致的标度，使其可以用于定量分析和比较。
5. 辐射校正：是指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。
辐射误差产生的原因可以分为传感器响应特性、太阳辐射情况以及大气传输情况等。
6. 大气校正：是指传感器最终测得的地面目标的总辐射亮度并不是地表真实反射率的反映，其中包含了由大气吸收，尤其是散射作用造成的辐射量误差。
几种遥感卫星数据产品的分级
RadarSat-1数据产品分级
• 地理编码级： SSG：SAR地理编码系统校正产品。该产 品在SGF产品的基础上进行了地图投影校 正。 SPG：SAR地理编码精校正产品。该产品 与SSG产品相仿，不同之处在于采用地面 控制点对几何校正模型进行修正，提高了 产品的几何精度。
EnviSat数据产品分级典型雷达卫星数据产品的分级
• RadarSat-1 • EnviSat
RadarSat-1数据产品分级
• 原始信号级：RAW(Raw Signal Data Prod uct)以复型方式将未经压缩成像处理的雷 达信号数据记录在介质上，RadarSat-2不 再提供原始信号产品。 • 地理参考级：
几种遥感卫星数据产品的分级 介绍
中国科学院遥感应用研究所
明涛
主要内容
• • • • 遥感卫星数据产品分级的概念 典型光学遥感卫星数据产品的分级 典型雷达遥感卫星数据产品的分级 总结
遥感卫星数据产品分级概念
• 感卫星数据产品的类别：一般按照数据产品获取方式，包 含光学数据产品、雷达数据产品、被动微波数据产品、激 光数据产品、重力卫星数据产品等。 • 遥感卫星数据产品的分级：为了便于数据产品的生产、应 用和销售等，根据数据间的相互关系划分等级。数据产品 的分级一般针对同一类型、同一卫星平台或同一传感器的数 据产品进行。
MODIS数据产品分级
• 0级：数据是对卫星下传的数据报解除CADU外壳后，所生 成的CCSDS格式的未经任何处理的原始数据集合，其中包 含按照顺序存放的扫描数据帧、时间码、方位信息和遥测 数据等。 • 1级：对没有经过处理的、完全分辨率的仪器数据进行重建， 数据时间配准，使用辅助数据注解，计算和增补到0级数据 之后为1级数据。 1A：是对Level 0数据中的CCSDS包进行解包所还原出来的 扫描数据及其他相关数据的集合。 1B：对LlA数据进行定位和定标处理之后所生成，其中包含 以SI(Scaled Integer)形式存放的反射率和辐射率的数据集。
Envi
ENVI一、概要：ENVI（The Environment for Visualizing Images）是一个采用交互式数据语言IDL完整的遥感图像处理平台，应用汇集中的软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、图像定标、图像增强、纠正、正射校正、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类、基于知识的决策树分类、与GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷达数据处理、三维立体显示分析。
二、介绍：1、系统窗口：ENVI 5.1有两种使用界面，分别为ENVI与ENVI Classic，ENVI（如下图）包括菜单项、工具栏、图层管理、工具箱、状态栏几个部分组成。
ENVI Classic主要为经典菜单与三视窗的操作界面，三视窗包括主图像窗口，缩放窗口和滚动窗口。
2.显示：显示功能主菜单都在主图像窗口，下面主要将主菜单中常用应用进行解释说明：图像增强——有目的地强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰Profiles——可形成X、Y、Z方向的剖面图Color Mapping——彩色制图Measurement Tool——量测工具Quick stats——快速统计Gray Scale和RGB Color等等功能三、具体操作：根据实例进行大致讲解：1、数据输入：（1）一般数据输入：使用File/Open 打开ENVI 图像文件或其它已知格式的二进制图像文件。
ENVI 自动地识别和读取下列类型的文件：（2）对于特定的已知文件类型，利用内部或外部的头文件信息输入。
使用File/Open File As选项，ENVI 能够读取一些标准文件类型的若干格式，包括精选的遥感格式、军事格式、数字高程模型格式、图像处理软件格式及通用图像格式。
2、辐射定标：通过open image file打开文件, envi自动校正的，也可使用波段运算通过数据中的Scales和Offset数据进行定标。
公式：R=Scales*（DN- Offset）Band math和Basic Tool/ Preprocessing/Data-Specific Utilities/View HDF DatasetAttributes找到radiance_scales，和radiance_offset。
ENVI简介
l ENVI简介1）实现遥感地物定量化分析的最佳工具ENVI（The Environment for Visualizing Images）是一套功能齐全的遥感图像处理系统，是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。
获2000年美国权威机构NIMA遥感软件测评第一。
2）强大的影像显示、处理和分析系统ENVI包含齐全的遥感影像处理功能：常规处理、几何校正、定标、多光谱分析、高光谱分析、雷达分析、地形地貌分析、矢量应用、神经网络分析、区域分析、GPS联接、正射影象图生成、三维图像生成、丰富的可供二次开发调用的函数库、制图、数据输入/输出等功能组成了图像处理软件中非常全面的系统。
ENVI对于要处理的图像波段数没有限制，可以处理最先进的卫星格式，如Landsat7、IKONOS、SPOT, RADARSAT, NASA, NOAA, EROS和TERRA，并准备接受未来所有传感器的信息。
ENVI 支持各种操作系统，包括Windows98/NT/2000、UNIX、Linux、Macintosh及OpenVMS。
3）强大的多光谱影像处理功能ENVI 能够充分提取图像信息，具备全套完整的遥感影像处理工具，能够进行文件处理、图像增强、掩膜、预处理、图像计算和统计，完整的分类及后处理工具，及图像变换和滤波工具、图像镶嵌、融合等功能。
ENVI 遥感影像处理软件具有丰富完备的投影软件包，可支持各种投影类型。
同时，ENVI 还创造性地将一些高光谱数据处理方法用于多光谱影像处理，可更有效地进行知识分类、土地利用动态监测。
4）更便捷地集成栅格和矢量数据ENVI包含所有基本的遥感影像处理功能，如：校正、定标、波段运算、分类、对比增强、滤波、变换、边缘检测及制图输出功能，并可以加注汉字。
ENVI 具有对遥感影像进行配准和正射校正的功能，可以给影像添加地图投影，并与各种GIS数据套合。
ENVI的矢量工具可以进行屏幕数字化、栅格和矢量叠合，建立新的矢量层、编辑点、线、多边形数据，缓冲区分析，创建并编辑属性并进行相关矢量层的属性查询。
我国现有标准中有关遥感技术的相关标准概要
航天遥感图像定位精度检测方法
GJB4407-2002
规定了航天遥感图像定位精度检测的基本要求、方法和操作程序。适用于光学、微波航天遥感图像测定地面目标二维或三维坐标时其定位精度的检测
19
SAR数据处理系统通用要求
GJB5175-2004
规定了合成孔径雷达SAR数据地面处理系统的主要作战使用要求，适用于星载合成孔径雷达数据地面处理系统的论证，系统的研制、订购和使用可参照执行，机载合成孔径雷达数据地面处理系统也可参照执行
22
军用数字地图产品元数据要求
GJB5603-2006
规定了军用数字地图产品元数据的内容、结构和格式的要求，数字地图产品包括数字矢量地图、数字栅格地图、数字影像地图、数字高差模型四种产品类型。适用于军用数字地图产品的生产、建库、管理和更新与分发服务
23
星载合成孔径雷达分辨力和目标像元位置的计算方法
GJB5089-2002
14
航天遥感数字图像产品存储条件
GJB4031-2000
规定了航天遥感数字图像产品存储的介质技术要求、库房环境要求及维护管理要求。适用于航天遥感数字图像产品存储的介质选用、场地建造的技术指标制定及性能评价、维护管理等
15
航天遥感数据编目检索方法
GJB 4028-2000
规定了航天遥感图像数据编目和检索系统功能、结构及编目和检索方法。适用于卫星遥感图像数据编目检索系统的功能与结构设计、运行和维护。其他航天遥感数据的编目检索方法可参照使用
3
遥测系统术语
GJB727A-98
规定了与遥测系统有关的主要术语，适用于遥测系统的技术文件和产品命名。
4
摄影测量与遥感术语
GB/T 14950-94
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(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