实验二使用ENVI进行正射校正

实验二使用ENVI进行正射校正

1正射校正

正射校正是对一个影像空间和几何畸变进行校正生成平面正射影像的处理过程。将相机或卫星模型与有限的地面控制点结合起来，可以建立正确的校正公式，产生正确的，经几何校正的具有地图精度级的正射影像。

2 使用ENVI进行正射校正的步骤

使用ENVI进行正射校正需要几个步骤来完成，不考虑采集数字影像数据的传感器和像片类型。这些步骤包括：

1 进行内定向（Interior Orientation，只针对航空像片而言）：内定向将建立相机参数和航空像片之间的关系。它将使用航空像片间的条状控制点、相机框标（fiducial mark）和相机的焦距，来进行内定向。

2 进行外定向（Exterior Orientation）外定向将把航片或卫片上的地物点同实际已知的地面位置（地理位置）和高程联系起来。通过选取地面控制点，输入相应的地理坐标，来进行外定向。这个过程同影像到影像的配准（image to map registration）比较相似。

3 使用数字高程模型（DEM）进行正射校正，这一步将对航片和卫片进行真正的正射校正。校正的过程将使用定向文件、卫星位置参数，以及共线方程（collinearity equation）。共线方程是由以上两步，并协同数字高程模型共同建立生成的。

在进行正射校正之前，需要考虑影像空间分辨率的大小。正射校正的处理同ENVI影像配准有所不同，它有三个关键的参数：

DEM的像元大小

输出影像的像元大小

正射校正后输出影像的像元大小

允许对任何像元大小的影像进行处理，但是这些参数将对输出结果有很大的影响。理想情况下，DEM的像元大小应该同要创建的输出正射影像大小相同（或者更小）。如果DEM 分辨率明显大于所需的输出分辨率，那么得到的正射校正影像结果将有了一些明显的误差。在结果影像中，这些误差成阶梯状或块状分布，这种情况通常发生在像素集群的边缘处，这些位置通常会被赋予相同的

DEM高程。因此在ENVI中进行正射校正之前，要使用Basic Tools →Resize Images （spatial/spectral），将重采样成所需的输出正射影像的分辨率。在这里建议使用双线性插值法（bilinear interpolation）进行重采样。

这次实验的数据为IKONOS数据，由美国space Imaging和Digital Globe公司提供。ENVI 中的IKONOS影像的正射校正功能将使用RPC相机模型，RPC工具既不需要DEM文件，也不需要地面控制点。

3 查看正射校正所涉及的影像

1要打开一个文件，从ENVI主菜单中，选择file →open image file。

2 在出现的Enter data filename文件选择对话框中，点击open file按钮，选择envidata 目录下的ortho子目录，从文件夹中选择po_101515_pan_0000000.tif文件，然后点击open。

3 在可用波段列表中，选择grey scale单选按钮，选择刚打开IKONOS影像文件的第一个波段，然后点击load band按钮显示该波段。

4 从ENVI主菜单栏中，选择file →open external file→Digital Elevation→USGS DEM，选择进入envidata目录下的ortho子目录的conus_USGS.dem文件，然后点击open。

5 在USGS DEM Input Parameters对话框中，输入ortho_dem.dat作为输出文件名，然后点击ok。

6在可用波段列表中，选择grey scale单选按钮，点击ortho_dem.dat文件下所列的DEM 影像。

7 在可用波段例表底部，点击display＃1按钮，并选择New display。

8 点击load band按钮，把高程影像加载到一个新的显示窗口。

查看这些影像，这个影像区域的高程范围从海平面一直到245米。这个显著的地形起伏必然将给IKONOS影像带来几何上的误差。同时，也可以注意到DEM和IKONOS影像没有相同的地图投影，而且没有相同的像元大小，但是ENVI正射校正的工具可以解决这个问题，没有必要在正射校正前对两幅影像重新进行定义进行处理或者重采样。

运行正射校正程序

1选择map →orthorectification →IKONOS →orthorectify IKONOS，打开正射校正工具。

2 在文件选择对话框中，选择po_101515_pan_0000000.tif文件，然后点击ok。

3在随后出现的Enter orthorectification Parameters对话框中，输入下列参数。

2．1 orthorectification Parameters对话框

Image Resampling是可以确定IKONOS影像中像元值的大小，它可以把当前影像转换到另外一个空间尺度。默认的重采样方法是Bilinear（双线性插值），它能够对影像进行适当的平滑。Cubic convolution（三次卷积重采样）选项能够产生更加平滑的效果，而Nearest neighbor（最近邻法重采样）选项将不会改变初始值的像素值。Nearest neighbor选项将导致一个相对的不连续效果，但是如果想要在正射校正后的影像上进行分析，这将是唯一有效的选择，在本次实验中，选择默认的Bilinear

Background value就是在最终影像中指定的边缘像素的像素值，一般设定为0

Input Height指定了数字高程模型或者一个固定的高程值是否使用在整个影像中。因为我们已经有了DEM数据，这是一个更精确的选项，因此选择DEM选项，点击select DEM。并在随后出现的文件选择对话框中，选择先前生成的高程文件ortho_dem.dat。