实验三 遥感图像的几何校正

实验法三遥感图像的几何校正

一实验目的

通过实验操作，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，称为地理参考（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1）。

图1 Set Geo-Correction Input File对话框

在Set Geo-Correction Input File对话框（图1）中，需要确定校正图像，有两种选择情况：

其一：首先确定来自视窗（From Viewer），然后选择显示图像视窗。

其二：首先确定来自文件（From Image File），然后选择输入图像。

2、图像几何校正的计算模型（Geometric Correction Model）

ERDAS提供的图像几何校正模型有7种，具体功能如下：

表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

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），通常整景图像选择3次方。次方数与所需要的最

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,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，依次类推。

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：

（1） ERDAS图表面板菜单条：Session→Title Viewers

（2）在Viewer1中打开需要校正的Landsat图像：nongdatu.img

（3）在Viewer2中打开作为地理参考的校正过的SPOT图像：nongdacankaotu.img 第二步：启动几何校正模块（Geometric Correction Tool）

（1） Viewer1菜单条：单击Raster → Geometric Correction命令。

（2）打开Set Geometric Model对话框（图2）。

（3）选择多项式几何校正模型为Polynomial。

（4）单击OK按钮。

（5）同时打开Geo Correction Tools对话框（图3）和Polynomial Model Properties 对话框（图4）。

在Polynomial Model Properties对话框中，定义多项式模型参数以及投影参数：

（1）定义多项式次方（Polynomial Order）为3。

（2）定义投影参数：（Projection）(图略)。

（3）单击Apply按钮应用或单击Close按钮关闭。

（4）打开GCP Tool Reference Setup 对话框（图5）

图2 Set Geometric Model对话框图5 GCP Tool Reference Setup 对话框

图3 Geo Correction Tools对话框图4 Polynomial Model Properties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6）

→在显示作为地理参考图像nongdacankaotu.img的Viewer2中点击左键

→打开reference Map Information 提示框（图7）；→OK

→此时，整个屏幕将自动变化为如图8所示的状态，表明控制点工具被启动，进入控制点采点状态。

图6 Viewer Selection Instructions 图7 reference Map Information提示框

图8 控制点采点窗口

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工具对话框中单击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，单击Create GCP图标，并在Viewer3中单击左键定点，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，单击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，单击Create GCP图标，并在Viewer 4中单击定点，系统将自动将参考点的坐标（X Reference、Y Reference）显示在GCP数据表中。

9、在GCP工具对话框中，单击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、不断重复步骤1-9，采集若干控制点GCP，直到满足所选定的几何校正模型为止，而后，每采集一个Input GCP，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。

采集GCP以后，GCP数据表如图9所示。