遙感圖像預(yù)處理匯總

。表1我國常用橢球體橢橢球體名稱長半軸/m短半軸/m份2)大地基準(zhǔn)面。我國普遍采用的投影方法是高斯-克呂格投影，在歐美國家稱為橫軸莫卡托i在Envi任何用到投影坐標(biāo)的功能模塊中，都可以新建坐標(biāo)系(在任何地圖圖1定義投影系建的坐標(biāo)信息，如圖2。至此，投影系已添加完畢，可在Envi中使用。圖2添加完成的投影坐標(biāo)系描述一個(gè)柵格文件地理位置信息由兩部分組成：坐標(biāo)信息(map)和投影信息(projection)。坐標(biāo)信息由起始點(diǎn)像素坐標(biāo)以及對應(yīng)的地理(投影)坐標(biāo)和像圖3設(shè)定影像投影系圖4設(shè)定影像投影系前后對比圖5投影轉(zhuǎn)換參數(shù)設(shè)置圖6投影轉(zhuǎn)換后坐標(biāo)信息幾何校正是利用地面控制點(diǎn)和幾何校正數(shù)學(xué)模型來矯正非系統(tǒng)因素產(chǎn)生的理的MODIS波段圖8選擇投影坐標(biāo)系a)系統(tǒng)自動計(jì)算起始點(diǎn)坐標(biāo)值、像元大小、圖像行列數(shù)據(jù)，也可根據(jù)要求圖9校正參數(shù)及輸出路徑圖11校正前(左)后(右)影像下面以我國(FY3)氣象衛(wèi)星可見光紅外掃描輻射計(jì)(VisibleandInfraRedXc)由于X波段左邊邊緣為0值，因此有必要對邊緣進(jìn)行掩膜處理，點(diǎn)擊開始3個(gè)像素)，如圖14。大小(默認(rèn))，旋轉(zhuǎn)角度(Rotation)為0(正上方為北)，選擇保存路徑及圖19幾何校正一般流程a)選擇主菜單→Map→GeoreferencefromInputGeometry→Georeferencec中，選擇輸出路徑及文件名，單擊OK進(jìn)行校正，校正后圖18校正后影像顯顯示圖像文件采集地面控制點(diǎn)計(jì)算誤差選擇幾何模型重采樣輸出檢驗(yàn)校正結(jié)果誤差太大2.3.2.啟動幾何校正模塊圖20選擇基準(zhǔn)圖像與待校正圖像圖21地面控制點(diǎn)工具對話框表2菜單命令及功能菜菜單命令I(lǐng)顛倒基準(zhǔn)圖像和被校正圖像角色打開/關(guān)閉自動預(yù)測點(diǎn)功能刪除所有控制點(diǎn)設(shè)置控制點(diǎn)標(biāo)示顏色啟動自動尋找同名點(diǎn)(Tie)功能命令，得到的結(jié)果諸如投影參數(shù)、像元大小與基準(zhǔn)圖像相同。2.當(dāng)基準(zhǔn)圖像具有地理投影時(shí)，可以選擇此命令，在輸出結(jié)果時(shí)還可更改校正圖像的輸出影參數(shù)。表3對話框按鈕及功能預(yù)測控制點(diǎn)、計(jì)算誤差(RMS)多項(xiàng)式次數(shù)添加控制點(diǎn)預(yù)測點(diǎn)位置，當(dāng)控制點(diǎn)數(shù)量達(dá)到多項(xiàng)式最少點(diǎn)要求時(shí)可用顯示/關(guān)閉控制點(diǎn)列表已收集的控制點(diǎn)個(gè)數(shù)累積誤差(單位：像元)控件圖22添加控制點(diǎn)窗口大小、移動窗口大小、特征點(diǎn)區(qū)域切片大小、最小相關(guān)系數(shù)、采樣自動匹配控制點(diǎn)參數(shù)設(shè)定k)對控制點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整后，當(dāng)RMS值小于1個(gè)像素(根據(jù)實(shí)際情況確定最小值)且控制點(diǎn)數(shù)量足夠且分布均勻時(shí)，即可完成控制點(diǎn)的選擇。圖24查看所有控制點(diǎn)2.3.4.選擇校正參數(shù)并輸出校正結(jié)果樣方法(Bilinear)、背景值(0)、輸出范圍(根據(jù)基準(zhǔn)圖像大小進(jìn)行計(jì)XY方向分辨率(30m，在編輯框內(nèi)按回車自動計(jì)算輸出影像尺寸)、校正方法(2次多項(xiàng)式)、重采樣方法(Bilinear)、背景值(0)、輸出路徑，以像素為輸出文件大小的單位(默認(rèn))以米為輸出文件大小的單位當(dāng)像元大小改變時(shí)，保存輸出像元行列數(shù)不變恢復(fù)初值參數(shù)匹配外部文件參數(shù)2.4.2.啟動幾何校正模塊圖28投影參數(shù)、分辨率設(shè)置地面控制點(diǎn)可通過以下幾種方式采集(可同時(shí)使用)：手動輸入坐標(biāo)添加控制點(diǎn)圖30從柵格影像導(dǎo)出控制點(diǎn)a)選擇主菜單→OpenVectorFile，在文件選擇對話框中，文件類型選擇g數(shù)設(shè)置(默認(rèn)即可)。f)在放大圖上找到相應(yīng)位置，單擊左鍵出現(xiàn)十字光標(biāo)，松開左鍵后單擊右圖31從矢量中輸出坐標(biāo)位置2.4.4.選擇校正參數(shù)并輸出校正結(jié)果檢驗(yàn)校正結(jié)果2.5.1.打開圖像并啟動自動配準(zhǔn)功能e2.5.2.生成匹配點(diǎn)(同名點(diǎn))圖34配準(zhǔn)參數(shù)設(shè)置ENVI正射校正校正模型,即將推出的ENVI4.6還將增加GeoEye-1、RADARSAT-2、KOMPSAT-2、傳感器模型星歷參數(shù)文件(METADATA.DIM)RPC文件(_rpc.txt)WorldView-1星歷參數(shù)文件(METADATA.DIM)ENVI還具有根據(jù)星歷表參數(shù)建立RPC文件來正射校正數(shù)據(jù)的功能(Map->Build建立RPC文件，校正一般的推掃式衛(wèi)星傳感器、框幅式航空相片和數(shù)碼航空相片。如圖1為生成RPC文件面板。當(dāng)獲得的衛(wèi)星數(shù)據(jù)提供的是軌道參數(shù)，諸如ALOSPRISMand1衛(wèi)星圖像正射校正件、選擇傳感器校正模型、選擇控制點(diǎn)、計(jì)算控制點(diǎn)誤差、設(shè)置輸出參數(shù)五個(gè)步驟，其中地面控制點(diǎn)位(X，Y，Z)，需要高程值。2無控制點(diǎn)正射校正1要打開一個(gè)文件，從ENVI主菜單中，選擇file→openimagefile。DEMgreyscaleorthodemdatDEM7在可用波段例表底部，點(diǎn)擊display＃1按鈕，并選擇Newdisplay。查看這些影像，這個(gè)影像區(qū)域的高程范圍從海平面一直到245米。這個(gè)顯著的地形起伏同的地圖投影，而且沒有相同的像元大小，但是ENVI正射校正的工具可以解決這個(gè)問題，沒有必要在正射校正前對兩幅影像重新進(jìn)行定義進(jìn)行處理或者重采樣。運(yùn)行正射校正程序1選擇map→orthorectification→IKONOS→orthorectifyIKONOS，打開正射校正工具。另外一個(gè)空間尺度。默認(rèn)的重采樣方法是Bilinear(雙線性插值)，它能夠?qū)τ跋襁M(jìn)行適當(dāng)?shù)钠交?。Cubicconvolution(三次卷積重采樣)選項(xiàng)能夠產(chǎn)生更加平滑的效果，而Nearest選擇，在本次實(shí)驗(yàn)中，選擇默認(rèn)的Bilinear選項(xiàng)。InputHeight指定了數(shù)字高程模型或者一個(gè)固定的高程值是否使用在整個(gè)影像中。因?yàn)镈EMResampling是一個(gè)確定像元值的方法，它將在內(nèi)部進(jìn)行計(jì)算，并生成同IKONOS影像有相同方位和像素大小的高程影像。在這里，我們采用默認(rèn)的Bilinear重采樣法。GeoidOffset為大地水準(zhǔn)面超過影像拍攝地平均海平面的高度。大多數(shù)的高程影像都提供了每個(gè)像素相應(yīng)地超過海平面的高程信息。正射校正仍然需要每個(gè)像素相應(yīng)的超過橢球體的高程信息。要將DEM中平均海平面高程值轉(zhuǎn)換成超過橢球體的高程值，必須把大地水準(zhǔn)面高程加到DEM中。本次默認(rèn)值為0。對話框右邊，都是與輸出影像的范圍和像元大小相關(guān)的參數(shù)，默認(rèn)的參數(shù)值將從原始ChangeProj…。已經(jīng)選定了所有的參數(shù)，點(diǎn)擊ok，開始進(jìn)行正射校正處理。正射校正處理將花費(fèi)幾分鐘的時(shí)間，當(dāng)處理完成后，經(jīng)正射校正的文件就會列出在可中。檢查正射校正后的結(jié)果displaydisplay顯示窗口顯示的就是高程影2從顯示窗口的菜單欄中，選擇tool→linkdisplays→link，對原始IKONOS影像和正射校正后的影像進(jìn)行比較。3在其中的一個(gè)顯示窗口中，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，來查看另一幅影像，注意其幾何信息的差異，特別是在兩幅影像的右上角處，這就是正射校正后的結(jié)果。3利用地面控制點(diǎn)進(jìn)行正射校正利用控制點(diǎn)對IKONOS進(jìn)行正射校正，首先要在IKONOS影像上找到明顯的交叉點(diǎn)，作為地面控制點(diǎn)，通過GPS外業(yè)采集精確的位置和高程值，再輸入到相應(yīng)的地理坐標(biāo)，這與影2選擇map→orthorectification→IKONOS→orthorectifyIKONOSwithgroundpointshowlist。4按照上述辦法輸入剩余的地面控制點(diǎn)值，待控制點(diǎn)的誤差達(dá)到要求即可進(jìn)行控制點(diǎn)信息的保存工作。建議盡量選擇足夠的控制點(diǎn)，并使這些點(diǎn)均勻分布在影像中。s入?yún)?shù)完畢對圖像進(jìn)行正射校正和保存。4自定義RPC正射校正正射校正是對一個(gè)影像空間和幾何畸變進(jìn)行校正生成平面正射影像的處理過程。將相何校正的具有地圖精度級的正射影像。(1)掃描的框幅式航空像片；(2)框幅中心投影的航空數(shù)碼像片，如VexcelUltraCamD等；(3)線中心投影的航空數(shù)碼像片，如ADS40、STARLABOTLS等；SPOT，已知傳感器參數(shù)的其他衛(wèi)星。使用ENVI進(jìn)行正射校正需要幾個(gè)步驟來完成，不考慮采集數(shù)字影像數(shù)據(jù)的傳感器和像1進(jìn)行內(nèi)定向(InteriorOrientation，只針對航空像片而言)：內(nèi)定向?qū)⒔⑾鄼C(jī)參數(shù)和航空像片之間的關(guān)系。它將使用航空像片間的條狀控制點(diǎn)、相機(jī)框標(biāo)(fiducialmark)和相機(jī)的焦距，來進(jìn)行內(nèi)定向。2進(jìn)行外定向(ExteriorOrientation)外定向?qū)押狡蛐l(wèi)片上的地物點(diǎn)同實(shí)際已知的地面位置(地理位置)和高程聯(lián)系起來。通過選取地面控制點(diǎn)，輸入相應(yīng)的地理坐標(biāo)，來進(jìn)行外定向。這個(gè)過程同影像到影像的配準(zhǔn)(imagetomapregistration)比較相似。3使用數(shù)字高程模型(DEM)進(jìn)行正射校正，這一步將對航片和衛(wèi)片進(jìn)行真正的正射校正。校正的過程將使用定向文件、衛(wèi)星位置參數(shù)，以及共線方程(collinearityequation)。共線方程是由以上兩步，并協(xié)同數(shù)字高程模型共同建立生成的。除SPOT4數(shù)據(jù)外，還需要6個(gè)以上的地面控制點(diǎn)信息(包括高程信息)以及一些圖像的屬性信息，包括焦距長度、像元大小、入射角大小、圖像所在地區(qū)的DEM數(shù)據(jù)文件。2構(gòu)建RPC文件Type(相機(jī)類型)：PushbroomSensor。FocalLength(焦距長度)：1082.0。PrinciplePointx0(像中心坐標(biāo))和PrinciplePointy0(像中心坐標(biāo))：0。XPixelSize(mm)和YPixelSize(mm)(X/Y像素大小)：0.013。IncidenceAngleAlongTrack(沿軌道方向入射角)：0。IncidenceAngleAcrossTrack(垂直軌道方向入射角)：16.8。SensorLineAlongAxis(傳感器前進(jìn)方向軸)：X。PolynomialOrders(多項(xiàng)式系數(shù))：均選擇2。按鈕，進(jìn)入控制點(diǎn)選擇界面(ExteriorOrientationGCPs)。(3)控制點(diǎn)的選擇與幾何校正中的選擇方式一樣。(4)選擇12個(gè)控制點(diǎn)，RMS控制在1個(gè)像素左右，在ExteriorOrientationGCPs對話(5)回到BuildRPC對話框中，可以看到計(jì)算到的外方位元素。單擊OK按鈕，出現(xiàn)最大與最小高程選擇(MinimumElevation、MaximumElevation)，系統(tǒng)會自動計(jì)算一個(gè)默認(rèn)值，可通過其他途徑獲取圖像所在地區(qū)的高程信息。(6)單擊OK按鈕，執(zhí)行RPCs計(jì)算。第三步執(zhí)行正射校正apOrthorectificationGenericRPCandRSM→OrthorectifyusingRPCorRSM。在打開的SelectFiletoOrthorectify對話框中選擇(2)在打開的OrthorectificationParameters對話框中，選擇DEM文件等相應(yīng)的正射(3)單擊OK按鈕，執(zhí)行正射校正過程。SPOT2/4PAN正射糾正(基于DRG的控制點(diǎn)糾正)下面就以DRG作為控制點(diǎn)參考源，完成SPOT2全色圖像的正射糾正過程，練習(xí)數(shù)據(jù)放在“5-SPOTPAN正射糾正”文件夾中。包括SPOT2PANL1級數(shù)據(jù)、DEM和DRG數(shù)據(jù)。在正射校正之前，將“正射校正控制點(diǎn)選擇修正”文件夾內(nèi)的修正補(bǔ)丁裝上。 EIMAG_01.DAT，并在Display中顯示。面板。(6)在Display中以RGB方式顯示DRG_mosaic.img。(7)利用Display三個(gè)窗口的移動功能將spotpan影像和DRG文件顯示在同一個(gè)位置。(8)在顯示DRG_mosaic.img的窗口中右鍵選擇選擇PixelLocator