遙感圖像配準(zhǔn)

1.實(shí)習(xí)目的：2.實(shí)習(xí)內(nèi)容：2.1掌握ENVI自定義坐標(biāo)，以及基于地形圖的遙感影像配準(zhǔn)過(guò)程。2.2本次實(shí)習(xí)中帶有地理坐標(biāo)的西安市城區(qū)地形圖被用作基準(zhǔn)影像，對(duì)資源三號(hào)全色影像進(jìn)行配準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，以糾正后的全色影像為基準(zhǔn)，校正資源三號(hào)多光譜影像，用于下節(jié)的圖像融合。實(shí)習(xí)步驟：3.1基于地形圖配準(zhǔn)全色影像的具體操作步驟：3.1.1打開(kāi)并顯示資源三號(hào)全色影像與地形圖從ENVI主菜單中，選擇File→OpenImageFile。加載地形圖文件和全色影像到可用波段列表AvailableBandsList中；點(diǎn)擊LoadRGB將地形圖加載到顯示窗口display#1；在可用波段列表Display#1下拉菜單，點(diǎn)擊NewDisplay按鈕，并從下拉式菜單中選擇NewDisplay。點(diǎn)LoadRGB按鈕，將全色影像加載到一個(gè)新的顯示窗口display#2。3.1.2修改地形圖頭文件中的地圖信息由于地形圖為西安80坐標(biāo)系，而ENVI系統(tǒng)自帶的投影文件中并沒(méi)有相關(guān)基準(zhǔn)面和橢球體，因此打開(kāi)的地形圖無(wú)法正確顯示地圖信息MapInfo；定義橢球體，進(jìn)入ENVI安裝目錄：C:\ProgramFiles\ITT\IDL71\products\envi47\map_proj,打開(kāi)橢球體文件ellipse.txt，在最后一行增加IAG-75,6378140.0,6356755.3；定義基準(zhǔn)面，在相同的目錄，打開(kāi)基準(zhǔn)面文件datum.txt文件，在最后一行增加D_Xian_80,IAG-75,0,0,0；在可用波段列表中，右鍵點(diǎn)擊地形圖文件，選擇EditHeader，從彈出的窗口的EditAttributes的下拉箭頭中選擇MapInfo，進(jìn)入EditMapInformation。輸入圖像左上角XY坐標(biāo)與像素大?。贿x擇ChangeProj，新建投影，輸入相關(guān)參數(shù)3.1.3影像配準(zhǔn)從ENVI主菜單欄中，選擇Map→Registration→SelectGCPs:ImagetoImage；在ImagetoImageRegistration對(duì)話(huà)框中，點(diǎn)擊并選擇Display#1（地形圖），作為BaseImage。點(diǎn)擊Display#2（全色影像），作為WarpImage。點(diǎn)擊OK，啟動(dòng)配準(zhǔn)程序。通過(guò)將光標(biāo)放置在兩幅影像的相同地物點(diǎn)上，來(lái)添加單獨(dú)的地面控制點(diǎn)。當(dāng)選好同名點(diǎn)后，在GroundControlPointsSelection對(duì)話(huà)框中，點(diǎn)擊AddPoint，把該地面控制點(diǎn)添加到列表中。點(diǎn)擊ShowList可以查看地面控制點(diǎn)列表。當(dāng)選好三個(gè)點(diǎn)后，GroundControlPointsSelection對(duì)話(huà)框中Predict將自動(dòng)激活可用，然后可以在基準(zhǔn)影像上選好一個(gè)控制點(diǎn)后，點(diǎn)擊Predict后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)定位后待校正的全色影像的相同位置，此時(shí)可以微調(diào)，滿(mǎn)足要求后即可將該點(diǎn)添加到地面控制點(diǎn)列表。也可以勾選GroundControlPointsSelection→Option→AutoPredict，此時(shí)當(dāng)在基準(zhǔn)影像上移動(dòng)時(shí)，待校正的全色影像窗口會(huì)隨之移動(dòng)，以便于選擇控制點(diǎn)。一旦已經(jīng)選擇了至少4個(gè)地面控制點(diǎn)以后，RMS誤差就會(huì)顯示出來(lái)。一般要求RMS必須控制在1個(gè)像素以?xún)?nèi)，如果誤差較大，可以點(diǎn)擊GroundControlPointsSelection→ShowList，打開(kāi)ImagetoImageGCPList窗口，點(diǎn)擊Update，可以將誤差較大的點(diǎn)刪除，重新選點(diǎn)。當(dāng)選好足夠數(shù)量，且精度滿(mǎn)足要求的同名點(diǎn)后，從GroundControlPointsSelection對(duì)話(huà)框中，選擇Options→WarpFile（asImagetomap）（兩幅影像傳感器類(lèi)型不一致，分辨率大小不同）。在RegistrationParameters對(duì)話(huà)框中，輸入校正影像分辨率大小，Method選擇Polynomial。在Resampling的按鈕菜單中選擇Bilinear重采樣法。并輸入輸出路徑及文件名，單擊OK輸出。7）將校正的全色影像加載到NewDisplay。并通過(guò)在主影像窗口菜單中選擇Tools→LinkDisplays→Link，將地形圖與校正后的全色影像進(jìn)行比較，檢查校正結(jié)果。3.2基于校正后全色影像配準(zhǔn)多光譜影像的具體操作步驟：從ENVI主菜單中，選擇File→OpenImageFile。加載校正后全色影像pan_warp.img和待糾正全色影像ms.img到可用波段列表AvailableBandsList中，并分別加載到兩個(gè)Display中；從ENVI主菜單欄中，選擇Map→Registration→SelectGCPs:ImagetoImage；在ImagetoImageRegistration對(duì)話(huà)框中，點(diǎn)擊并選擇Display#1（全色），作為BaseImage。點(diǎn)擊Display#2（多光譜影像），作為WarpImage。點(diǎn)擊OK，啟動(dòng)配準(zhǔn)程序。通過(guò)將光標(biāo)放置在兩幅影像的相同地物點(diǎn)上，來(lái)添加單獨(dú)的地面控制點(diǎn)。以下過(guò)程與上述配準(zhǔn)過(guò)程基本一致；下面介紹一種自動(dòng)選擇控制點(diǎn)的方法。當(dāng)至少選好3個(gè)同名點(diǎn)后（手動(dòng)選擇控制點(diǎn)數(shù)量越多，自動(dòng)選點(diǎn)的精度越高），可以選擇GroundControlPointsSelection→Option→AutomaticallyGenerateTilePoint，然后在WarpImageBandMatching選擇一個(gè)波段進(jìn)行基于像素匹配，一般選擇信息量豐富的波段（不要選擇前面的波段，噪聲較多，本實(shí)習(xí)可以選擇第四個(gè)近紅外波段）。選擇最后一個(gè)波段，打開(kāi)AutomaticTilePointsParamet窗口，輸入選擇控制點(diǎn)的個(gè)數(shù)NumberofTiePoint，點(diǎn)擊OK；點(diǎn)擊GroundControlPointsSelection→ShowList，對(duì)自動(dòng)選擇的控制點(diǎn)進(jìn)行篩選，對(duì)于明顯錯(cuò)誤的點(diǎn)刪除，位置略有偏差的點(diǎn)手工移動(dòng)后選擇update。在控制點(diǎn)篩選完成，并滿(mǎn)足精度要求的情況后，即可選擇Options→WarpFile（asImagetomap）。在RegistrationParameters對(duì)話(huà)框中，輸入校正影像分辨率大小，Method選擇Polynomial。在Resampling的按鈕菜單中選擇Bilinear重采樣法。并輸入輸出路徑及文件名，單擊OK輸出。將校正的全色影像加載到NewDisplay。并通過(guò)在主影像窗口菜單中選擇Tools→LinkDisplays→Link，將校正后的全色和多光譜影像進(jìn)行比較，檢查校正結(jié)果。4.實(shí)習(xí)結(jié)果：影像的配準(zhǔn)成果表達(dá)全色圖像圖中紅色數(shù)字標(biāo)記的為所選擇的20個(gè)特征控制點(diǎn)多光譜影像圖中紅色數(shù)字標(biāo)記的為所選擇的34個(gè)特征控制點(diǎn)5.實(shí)習(xí)心得：遙感實(shí)習(xí)是一門(mén)應(yīng)用型課程，在實(shí)習(xí)過(guò)程中，我們將一學(xué)期所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際操作中，深入了解了遙感與地理信息系統(tǒng)的作用并初步學(xué)會(huì)了運(yùn)用相關(guān)軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理制作。課程中，了解了ENVI理與制作。的基本功能和基本作用，完成了圖像的處理與制作。今天的實(shí)習(xí)給我的最深體會(huì)是只有動(dòng)手操作才會(huì)真正學(xué)會(huì)運(yùn)用軟件，再多地文字資料也比不上一次認(rèn)真地操作。我從頭至尾地操作了ENVI，使我對(duì)ENVI軟件有了初步的了解。實(shí)習(xí)剛剛開(kāi)始，我會(huì)對(duì)ENVI和對(duì)與ENVI有關(guān)軟件的比如ArcGIS進(jìn)行學(xué)習(xí)，早日實(shí)現(xiàn)對(duì)這幾個(gè)軟件靈活運(yùn)用。成為一名遙感的應(yīng)用性人才！思考題：多項(xiàng)式校正模型的原理，以及控股點(diǎn)選取得原則。答：多項(xiàng)式校正模型屬于一種近似校正方法，在衛(wèi)星圖像校正過(guò)程中應(yīng)用較多。校正時(shí)先根據(jù)多項(xiàng)式的階數(shù)，在影像中選取足夠數(shù)量的控制點(diǎn)，建立影像坐標(biāo)與地面坐標(biāo)的關(guān)系式，再將整張影像進(jìn)行轉(zhuǎn)換。此校正方式會(huì)受到影像面積及高程變化程度的影響，如果影像范圍不大且高程起伏不明顯，校正后的精度一般會(huì)滿(mǎn)足要求，反之則精度會(huì)明顯降低。因此多項(xiàng)式模型一般適用于平地或者精度要求相對(duì)較低的校正處理。遙感圖像校正選擇控制點(diǎn)有幾個(gè)原則：1.控制點(diǎn)不要選擇太少也不要太集中，一般要分布在整幅遙感圖像上好。2.一般選擇道路交叉點(diǎn)，河流拐點(diǎn)等特征點(diǎn)，由于我們一般看到的的遙感圖像分辨率一般都在幾十米，所以你在標(biāo)準(zhǔn)圖像和矯正圖像上看似差不多的兩個(gè)點(diǎn)在實(shí)地上是相差很多的，這些點(diǎn)不選。3.選點(diǎn)時(shí)要選擇沒(méi)有變化的相同區(qū)域，如明顯的道路交叉路口、建筑物或構(gòu)筑物的邊角等等。因?yàn)檫b感影像與航片有時(shí)相差異，成像時(shí)的太陽(yáng)高度角、方位角、大氣等條件也不盡相同，因此同樣的建筑物或其它具有明顯高程差的地物上不宜放置控制點(diǎn)，以避免像差帶來(lái)的幾何誤差，保證點(diǎn)位的精準(zhǔn)度。4.一般來(lái)說(shuō)，采用多項(xiàng)式數(shù)學(xué)模型時(shí)，控