遥感图像处理实验报告

遥感图像的几何处理与校正实习目的在同一区域里，以一幅图像为基准，对另一幅图像校准，以使两幅图像中的同名像素配准。同时，借助一组控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正。二．实习内容掌握ENVI自定义坐标，以及基于地形图的遥感影像配准过程。以带有地理坐标的西安市城区地形图(作业覆盖区域编号：3号位，G042016)为基准影像，对剪裁后的资源三号全色影像进行配准。在此基础上，以纠正后的全色影像为基准，校正剪裁后资源三号多光谱影像。三．实习过程 ㈠基于地形图配准全色影像 1．选择File->OpenImageFile打开基准图像0-i49g042016.img,并在对话框中点击LoadRGB显示0-i49g042016.img图像三个窗口。2．同样的步骤在AvailableBandsList对话框中，选择NewDisplay，显示待配准剪裁后全色图像的三个窗口。3．修改地形图头文件中的地图信息 a.定义椭球体，进入ENVI安装目录：D:\ProgramFiles\ENVI\IDL71\products\envi47\map_proj,打开椭球体文件ellipse.txt，在最后一行增加IAG-75,6378140.0,6356755.3；b.定义基准面，在相同的目录，打开基准面文件datum.txt文件，在最后一行增加D_Xian_80,IAG-75,0,0,0；c.在可用波段列表中，右键点击0-i49g042016.img，选择EditHeader，从弹出的窗口的EditAttributes的下拉箭头中选择MapInfo，进入EditMapInformation。输入图像左上角XY坐标与像素大小。选择ChangeProj，新建投影，输入相关参数。 4．在ENVI主菜单中选择Map->Registration->SelectGCPs:ImagetoImage。 5．出现ImagetoImageRegistration对话框时，在“BaseImage:”下面点击选择基图像的显示（Display#1）。在“WarpImage:”下方点击选择被纠正的图像的显示(Display#2)。 6．单击OK，出现GroundControlPointsSelection对话框，开始选择控制点。将两边影像的十字丝焦点对准两副图同一地物的地方单击鼠标左键，在GroundControlPointsSelection对话框中点击“AddPoint”，控制点将被添加，点击ShowList按钮，同样的方法，添加了15个点，所添加的GCP的各信息已经列在GCP列表里。 7．所有像元的点位误差和综合RMS误差显示在GroundControlPointsSelection对话框里。将综合RMS误差过大的点，点击“On/Off”按钮，忽视GCP，点击列表中的点，观察此时剩余点的误差，重复选择，直至剩余的9个点误差小于1，并将忽视的点点击“Delete”进行删除。8．在GroundControlPointsSelection对话框菜单栏中选择File->SaveGCPstoASCII，在弹出的OutputRegistrationPoints对话框中，按choose选择目路径并填写文本文件名，把GCPs信息保存至文本文件。9．在GroundControlPointsSelection对话框中选择Option->WarpFile，在弹出的InputWarpImage对话框中，SelectInputFile栏选择要纠正的图像，点击OK，在RegistrationParameters对话框中，Method（纠正模型）为Polynomial，Resampling（重采样方式）为Bilinear(全色影像分辨率为2.1)，最后点击Choose设置输出图像路径，点击OK完成配准图像输出。10．将校正的全色影像加载到NewDisplay。并通过在主影像窗口菜单中选择Tools→LinkDisplays→Link，将地形图与校正后的全色影像进行比较，检查校正结果。基于校正后的全色影像配准多光谱图像1．从ENVI主菜单栏中，选择Map→Registration→SelectGCPs:ImagetoImage。在ImagetoImageRegistration对话框中，点击并选择Display#1（全色），作为BaseImage。点击Display#2（多光谱影像），作为WarpImage。2．以与上述相同过程选择二十个符合精度的控制点，进行基于校正后的全色影像配准多光谱影像（多光谱影像分辨率为5.8）。3．将校正的多光谱影像加载到NewDisplay。并通过在主影像窗口菜单中选择Tools–>LinkDisplays→Link，将校正后的全色影像与校正后的多光谱影像进行比较，检查校正结果。四．实习成果㈠基于地形图配准全色影像选点略图b.控制点坐标和误差精度配准后图像㈡基于校正后的全色影像配准多光谱图像ａ选点略图控制点坐标和误差精度ｃ．配准后图像五．实习心得 由于地形图为西安80坐标系，而ENVI系统自带的投影文件中并没有相关基准面和椭球体，因此打开的地形图无法正确显示地图信息MapInfo。通过此次实习，学会了修改地形图头文件中的地图信息,给位图文件与坐标系统之间建立映射关系。此次实习，地形图是1999年西安地区1：10000栅格地形图，全色影像是2002年西安城区部分区域的EO-1hyperion高光谱图像，多光谱影像是2013年7月Landsat8多光谱图像，由于时间差异很大，图像的很多地物地貌变化很大，很难辨识，选点难度有点大，因此GCP尽量在十字路口，马路边，铁路边等选取，先在区域四周，分散的选取四五个点，这四到五个点围成的几何图形最好能覆盖区域的大部分面积，然后再在其中继续选取GCP，这样比较有利于提高GCP选取效率并保证精度达到要求。六．思考题：结合实习过程，说明多项式校正模型的原理，以及对于不同的数据源如何选择控制点？ 多项式校正模型的原理：利用地面控制点的图像坐标和其同名点坐标，建立映射函数即多项式校正模型，利用最小二乘法进行平差计算多项式的系数，之后用该多项式对图像进行配准校正。 我所作业覆盖区域编号：3号位，G042016。在基于地形图配准全色影像时，地形图上上地物主要以马路，铁路，房屋建筑为主，但由于房屋建筑变化较大，而主干道路变化不大，因此选择控制点，主要以道路像十字路口，铁路边等为匹配点。选择同名像点时，先在裁剪后图像的四周选择四到五个点，这四到五个点围成的几何图形最好能覆盖区域的大部分面积，然后再在其中继续选取GCP，均匀分布，选在明显的地位，这样比较有利于提高GCP选取效率并保证精度达到要求。 在基于校准后的全色影像配准多光谱影像时，由于全色影像