實(shí)驗(yàn)2遙感圖像的幾何校正課件

1、實(shí)驗(yàn)2 遙感圖像的幾何校正Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 圖像的幾何校正是指從具有幾何畸變的圖像中消除畸變的過程。幾何粗校正: 是針對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行和成像過程中引起的幾何畸變進(jìn)行的校正，即衛(wèi)星姿態(tài)不穩(wěn)、地球自轉(zhuǎn)、地球曲率、地形起伏、大氣折射等因素引起的變形。幾何精校正：利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行的幾何校正稱為幾何精校正。幾何校正簡(jiǎn)述Evaluation only.Created with Aspose.Slide

2、s for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.數(shù)字圖像糾正的處理過程框圖 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.基本思路： 把存在幾何畸變的圖像，糾正成符合某種地圖投影的圖像，且要找到新圖像中每一像元的亮度值。幾何校正主要處理過程根據(jù)圖象的成像方式確定影像坐標(biāo)和地面坐標(biāo)之間的數(shù)學(xué)模型根據(jù)所采用的數(shù)學(xué)模型確定糾

3、正公式根據(jù)地面控制點(diǎn)和對(duì)應(yīng)像點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行平差，計(jì)算變換參數(shù)，評(píng)定精度對(duì)原始影像進(jìn)行幾何變換計(jì)算，像素亮度值重采樣兩個(gè)基本環(huán)節(jié) 1）像素坐標(biāo)變換:計(jì)算校正后每一點(diǎn)所對(duì)應(yīng)原圖中的位置； 2）對(duì)坐標(biāo)變換后的像素亮度值進(jìn)行重采樣:計(jì)算每一點(diǎn)的亮度值。幾何校正簡(jiǎn)述Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.To be continued1）像素坐標(biāo)變換:4.4.2 幾何校正Evaluation only.Created wi

4、th Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.4.4.2 幾何校正兩種方法相差不大，直接法所需時(shí)間要長(zhǎng)，實(shí)踐中通常采用間接法2）像素亮度值重采樣:Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .

5、NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.重采樣的具體計(jì)算方法：（1）最近鄰法幾何校正Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.重采樣的具體計(jì)算方法：（2）雙線性內(nèi)插法幾何校正Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2

6、.0.0.Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.重采樣的具體計(jì)算方法：（3）三次卷積內(nèi)插法幾何校正Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.控制點(diǎn)的選取 幾何校正的第一步便是位置的計(jì)算，首先是對(duì)所選取的二元多線式求系數(shù)，這時(shí)必須已知一組控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)目的確定:最小數(shù)目實(shí)際中往往取6倍于最小數(shù)目。選擇的原則易分辨、易定位的特征點(diǎn)：道路的交叉口，水庫(kù)壩址，河流彎曲點(diǎn)等。圖象邊緣部分一定

7、要選取控制點(diǎn)，避免外推特征變化大的地區(qū)應(yīng)多選些。盡可能滿幅均勻選取。幾何校正Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第一步:顯示圖像文件(Display Image Files )在E RDAS圖標(biāo)面板中點(diǎn)擊Viewer圖標(biāo)兩次，打開兩個(gè)視窗(Viewer # 1和viewer #2 )，并將兩個(gè)視窗平鋪放置，操作過程如下: ERDAS圖標(biāo)面板菜單條:Sessign-T

8、ile Viewers在Viewer #1中打開需要校正的Landsat TM圖像:tmAtlanta.img在Viewer #2中打開作為地理參考的校正過的SPOT圖像像: panAtlanta.imgEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.打開圖像按鈕并將兩個(gè)視窗平鋪放置Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profi

9、le .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第二步:啟動(dòng)幾何校正模塊Geometric Correction Tool在Viewer#1菜單條，單擊Raster-Geometric Correction命令打開Set Geometric Model對(duì)話框，選擇多項(xiàng)式幾何校正計(jì)算模型為Polynomial單擊OK按鈕Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011

10、 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第二步:啟動(dòng)幾何校正模塊Geometric Correction Tool同時(shí)打開Geo Correction Tools對(duì)話框和Polynomial Model Properties對(duì)話框在Polynomial Model Properties窗口中，定義多項(xiàng)式模型參數(shù) （1）定義多項(xiàng)式次方（Polynomial Order）為2 （2）單擊Apply按鈕應(yīng)用，單擊Close按鈕關(guān)閉 （3）打開GCP Tool Reference Setup對(duì)話框輸入“2”后按Apply再按close，出現(xiàn)中間圖Evaluation o

11、nly.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第三步:啟動(dòng)控制點(diǎn)工具(Start GCP Tools )首先在GCP Toots Reference Setup對(duì)話框中選擇采點(diǎn)摸式，選擇視窗采點(diǎn)模式：Existing ViewerOK(關(guān)閉GCP Tools Reference Setup 對(duì)話框)打開Viewer Selection Instructions指示器在顯示作為地理參考圖像panAtl

12、anta.img的Viewer #2中點(diǎn)擊左鍵(要點(diǎn)在圖像中)打開Reference Map Information提示框 (顯示參考圖像的投影信息)OK(關(guān)閉Reference Map 1nformation提示框)Viewer Selection Instructions指示器Reference Map Information提示框Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.8. 整個(gè)屏幕將自動(dòng)變化為如圖所示

13、的狀態(tài)，圖中控制點(diǎn)工具被啟動(dòng)，表明進(jìn)入控制點(diǎn)采集狀態(tài)。關(guān)聯(lián)方框關(guān)聯(lián)方框放大窗口,該窗口是關(guān)聯(lián)方框的放大表示,在該窗口中進(jìn)行控制點(diǎn)的選擇控制點(diǎn)工具對(duì)話框左鍵按住方框,可以移動(dòng)方框位置左鍵按住方框?qū)蔷€位置,可以改變方框大小Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第四步:采集地面控制點(diǎn)(Ground Control Point)單擊可改變顏色控制點(diǎn)工具對(duì)話框Select G

14、CPCreate GCPEdit-Set Point Type可以設(shè)置點(diǎn)的類型計(jì)算檢查點(diǎn)的誤差，更新RMS誤差X,Y殘差值，中誤差，貢獻(xiàn)率Contribution，及匹配程度自動(dòng)GCP編輯模式開關(guān)鍵（Toggle）依據(jù)控制點(diǎn)求解幾何校正模型設(shè)置自動(dòng)轉(zhuǎn)換計(jì)算開關(guān)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程GCP的具體采集過程：在GCP工具對(duì)話框中點(diǎn)擊Select GCP圖標(biāo)，

15、進(jìn)入GCP選擇狀態(tài)在GCP數(shù)據(jù)表中將輸入GCP的顏色(Color)設(shè)置為比較明顯的黃色在Viewer #1中移動(dòng)關(guān)聯(lián)方框位置，尋找明顯的地物特征點(diǎn)，作為輸入GCP在GCP工具對(duì)話框中單擊Create GCP圖標(biāo)，并在Viewer #3中點(diǎn)擊左鍵定點(diǎn)，GCP數(shù)據(jù)表將記錄一個(gè)輸入GCP，包括其編號(hào)、標(biāo)識(shí)碼、X坐標(biāo)、Y坐標(biāo)注意:所選控制點(diǎn)是同名點(diǎn),即在TM影像上點(diǎn)和在SPOT影像上點(diǎn),兩個(gè)點(diǎn)是同一地物點(diǎn)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 A

16、spose Pty Ltd.第四步中的單擊Select GCP圖標(biāo)將輸入GCP的顏色設(shè)置為黃色在Viewer #1中移動(dòng)關(guān)聯(lián)方框位置，尋找明顯的地物特征點(diǎn)，作為輸入GCP單擊Create GCP圖標(biāo)，并在Viewer #3中點(diǎn)擊左鍵定點(diǎn)控制點(diǎn)刪除,直接左鍵選中該行,右鍵命令刪除,類似EXCEL表中行刪除可以左鍵按住控制點(diǎn),進(jìn)行位置移動(dòng)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正

17、過程GCP的具體采集過程：在 GCP工具對(duì)話框中點(diǎn)擊Select GCP圖標(biāo)，重新進(jìn)入GCP選擇狀態(tài)在GCP數(shù)據(jù)表中將參考GCP的顏色( Color)設(shè)置為比較明顯的紅色在Viewer #2中移動(dòng)關(guān)聯(lián)方框位置，尋找對(duì)應(yīng)的地物特征點(diǎn)，作為參考GCP在GCP工具對(duì)話框中點(diǎn)擊Create GCP圖標(biāo)，并在Viewer#4中點(diǎn)擊左鍵定點(diǎn)，系統(tǒng)將自動(dòng)把參考點(diǎn)的坐標(biāo)(X Reference,Y Reference ) 顯示在GCP數(shù)據(jù)表中在GCP工具對(duì)話框中點(diǎn)擊Select GCP圖標(biāo)，重新進(jìn)入GCP選擇狀態(tài); 并將光標(biāo)移回到Viewer #1，準(zhǔn)備采集另一個(gè)輸入控制點(diǎn)。不斷重復(fù)，采集若干GCP，直到滿足

18、所選定的幾何校正模型為止; 而后，每采集一個(gè)Input GCP, 系統(tǒng)就自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)Ref. GCP，通過移動(dòng)Ref. GCP可以逐步優(yōu)化校正模型。 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.第四步中的單擊Select GCP圖標(biāo)將輸入GCP的顏色設(shè)置為紅色在Viewer #2中移動(dòng)關(guān)聯(lián)方框位置，尋找明顯的地物特征點(diǎn)，作為輸參考GCP單擊Create GCP圖標(biāo)，并在Viewer #4中點(diǎn)擊左鍵定點(diǎn)重新進(jìn)入GC

19、P選擇狀態(tài); 準(zhǔn)備采集另一個(gè)控制點(diǎn)Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.X,Y殘差值，中誤差貢獻(xiàn)率Contribution，及匹配程度(下表最后一列)XY殘差值，中誤差,這三列數(shù)據(jù)均要小于1貢獻(xiàn)率是指該控制點(diǎn)參與校正方程建立的權(quán)重匹配程度是指檢查點(diǎn)在兩幅圖像中的相似程度注意:要保證一定的控制點(diǎn)個(gè)數(shù),校正方程才能建立,不能將所有點(diǎn)都設(shè)成檢查點(diǎn)采集GCP以后，GCP數(shù)據(jù)表如圖所示可以將上表的列全選中，然后右鍵點(diǎn)

20、擊，復(fù)制粘貼到word，用于寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。是按住列表頭選中,不是按住行選中 Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第五步:采集地面檢查點(diǎn)(Ground Check Point)第四步中采集的GCP點(diǎn)的類型( Type)均為Control(控制點(diǎn))，用于控制計(jì)算，建立轉(zhuǎn)換模型及多項(xiàng)式方程。本步所要采集的GCP點(diǎn)的類型均是Check(檢查點(diǎn)).用于檢驗(yàn)所建立的轉(zhuǎn)換方程的精度

21、和實(shí)用性。依然在GCP Tool對(duì)話框狀態(tài)下，按以下步驟操作:在GCP Tool菜單條中確定GCP類型 單擊Edit-Set Point Type-Check(注意TYPE為control的個(gè)數(shù)不能少于六個(gè),不能將所有點(diǎn)的TYPE都變成Check,否則會(huì)報(bào)錯(cuò))在GCP Tool菜單條中確定GCP匹配參數(shù)(Matching Parameter):單擊Edit-Point Matching命令，打開GCP Matching對(duì)話框Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyrig

22、ht 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第五步:采集地面檢查點(diǎn)(Ground Check Point)在GCP Matching對(duì)話框中，需要定義下列參數(shù): 匹配參數(shù)( Matching Parameters )最大搜索半徑( Max. Search Radius ):3 搜素窗口大小(Search Window Size ): X-5 Y-5 約束參數(shù)( Threshold Parameters ) 相關(guān)閾值(Correlation Threshold ):0.8 刪除不匹配的點(diǎn)Discard Unmatched Point ):Act

23、ive 匹配所有/選擇點(diǎn)(Match All / Selected Point )選項(xiàng)組中設(shè)從輸入到參考(Reference from Input )或 從參考到輸入(Input from Reference ) 單擊Close按鈕（關(guān)閉GCP Matching對(duì)話框）Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第五步:采集地面檢查點(diǎn)(Ground Check Point)

24、確定地面檢查點(diǎn) 在GCP Tool工具條中選擇Create GCP圖標(biāo)，并將Lock圖標(biāo)打開，鎖住Create GCP功能，如同選擇控制點(diǎn)一樣，分別在Viewer#1和Viewer#2中定義5個(gè)檢查點(diǎn)，定義完畢后點(diǎn)擊Unlock圖標(biāo)，解除Create GCP功能。計(jì)算檢查點(diǎn)誤差 在GCP Tool工具條中點(diǎn)擊Compute Error圖標(biāo)，檢查點(diǎn)的誤差就會(huì)顯示在GCP Tool的上方，只有所有檢查點(diǎn)的誤差均小于一個(gè)像元(Pixe1)，才能繼續(xù)進(jìn)行合理的重采樣。一般來說，如果你的控制點(diǎn)(GCP)定位選擇比較準(zhǔn)確的話，檢查點(diǎn)匹配會(huì)比較好，誤差會(huì)在限差范圍內(nèi)。否則，若控制點(diǎn)定義不精確，檢查點(diǎn)就無法匹

25、配，誤差會(huì)超標(biāo)。Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.選擇Create GCP圖標(biāo)，并將Lock圖標(biāo)打開，鎖住Create GCP功能，分別在Viewer#1#2中定義5個(gè)檢查點(diǎn)計(jì)算檢查點(diǎn)誤差Evaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty

26、 Ltd.在采集地面控制點(diǎn)和檢查點(diǎn)時(shí),要注意不能將所有點(diǎn)的TYPE都設(shè)成檢查點(diǎn),因?yàn)橐Ａ粢欢ǖ目刂泣c(diǎn)數(shù),校正方程才能建立.TYPE類型中要有控制點(diǎn)和檢查點(diǎn),才能進(jìn)行點(diǎn)匹配計(jì)算Edit-Point Matching進(jìn)行點(diǎn)選擇時(shí),有時(shí)選中一張圖上的點(diǎn),另一張圖上的點(diǎn)會(huì)自動(dòng)出現(xiàn),如果自動(dòng)出現(xiàn)的點(diǎn)位置不好,可以左鍵按住該點(diǎn)移動(dòng)調(diào)控制點(diǎn)的作用是建立多項(xiàng)式校正方程，檢查點(diǎn)的作用是檢測(cè)所建立的多項(xiàng)式校正方程精度。所以type中不能全部設(shè)為check左鍵選中某行, Edit-Set Point Type-Check 改變?cè)撔械腡YPE屬性在FILE下面,可以保存所選擇的點(diǎn)位這列屬性不能全為Check ,至少

27、要有6個(gè)controlEvaluation only.Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile .Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.上機(jī)：基于spot圖像的TM圖像校正過程第六步:圖象重采樣(Resample the Image )在Geo Correction Tools對(duì)話框中選擇Image Resample圖標(biāo)打開Image Resample(圖像重采樣)對(duì)話框在Image Resample對(duì)話框中，定義重采樣參數(shù): 輸出圖像文件名(Output File):rectify.img 選擇重采樣方法(Resample Method ): Nearest Neighbor 定義輸出圖像范圍(Output Corner): IJLX, ULY, LRX, LRY 定義輸出像元大小(Output Cell Size): X-30, Y-30 設(shè)置輸出統(tǒng)計(jì)中忽略零值:Ignore Zero