遥感图像的几何校正实验

1．实验目的和内容

实验目的：学习如何使用ENVY中Image to Image和Image to Map两种方法对遥感图像进行几何校正，了解掌握遥感图像几何校正的基本原理和和方法，理解遥感图像几何校正的意义。

实验内容：

（1）Image to Image

以一副已经经过几何校正的栅格文件作为基准图，通过从二幅图像上选择同名点（或控制点）来配准另外一幅栅格文件，使相同地物出现在校正后的图像相同位置。

（2）Image to Map

通过地面控制点对遥感图像几何进行平面化的过程，控制点可以是键盘输入，从矢量文件中获取或者从栅格文件中获取。

2．图像处理方法和流程

A. Image to Image

1、加载影像，打开ENVI，file>>open image file，加载待校正影像与已校正影像。

2、启动几何校正模块

Map>>Registration>>Select GCPs:Image to Image，打开几何校正模块。

选择显示base.img文件的Display为基准影像（Base Image），显示uncorrected.img文件的Display为待校正影像（Warp Image）

点击OK

3、采集地面控制点

（1）在两个Display中找到相同区域，在Zoom窗口中，将十字光标定位到相同点上，点击Ground Control Points Selection上的Add Point按钮，将当前找到的点加入控制点列表。

（2）当选择一定数量的控制点之后（至少3个），利用自动找点功能。Ground Control Points Selection窗口>>Options>>Automatically Generate Tie Points，选择一个匹配波段点击OK。

（3）Image to Image GCP List窗口>>Options>Order Points by Error，按照RMS值有高到底排序。对于RMS过高的点，一是直接删除。选择此行，按Delete按钮；二是在两个影像的ZOOM窗口上，将十字光标重新定位到正确的位置，Update按钮进行微调。

（4）总的RMS值小于1时，完成控制点的选择。Ground Control Points Selection窗口>>File>>Save GCPs to ASCII，将控制点保存。

4、校正结果输出

Ground Control Points Selection窗口>>Options> Warp File，选择待校正文件。在校正参数窗口中，校正方法选择多项式（2次）。重采样选择Bilinear，背景值（Background）为0。选择输出路径和文件名，单击Ok按钮。

5、结果检验

（1）分别打开base.img、校正后的结果图。

（2）启动地理连接功能。

（3）任意定位display中的位置，查看校正结果。

B.Image to Map

1、添加国内坐标系

文件夹“map_proj“直接替换ENVI安装目录下Map_proj文件夹内的三个文件。 Map_proj文件夹中包括球体定义文件（ellipse.txt）、基准面定义文件（datum.txt）和地图投影文件（map_proj.txt）。重启ENVI。

2、打开图像文件，主菜单>>File>>Open Image File，打开taian-drg.tif。

3、启动几何校正模块

主菜单>>Map>>Registration>>Select GCPs:Image to Map。选择Beijing_1954_GK_Zone_20，X/Y Pixel Size分别输入4，单击OK，打开Ground Control Points Selection面板。

4、采集地面控制点

在Display视图中，定位到左上角第一个公里网交互处，从图上读取X：20501000，Y：4003000，填入在Image to Map Registration面板中的E和N，单击Add Point按钮，增加控制点。用上述相同操作均匀选取9个控制点，结果如下图所示。

5、校正结果输出

Ground Control Points Selection窗口>>Options>Warp File，校正参数窗口中，默认投影参数和像元大小与基准影像一致。投影参数保持默认，在X和Y的像元大小输入4米，按回车，图像输出大小自动更改。

校正方法选择多项式（2次）。

重采样选择Bilinear，背景值（Background）为0.

Output Image Extent：默认是根据基准图像大小计算，可以做适当的调整。选择输出路径和文件名，单击Ok按钮。

6、结果检验

原地形图是没有坐标系的，经过几何校正后，坐标系被加入到地形图中。

3. 实验结果

（1）Image to Image

由图可以看出，纠正后图像（右图）与纠正模板图像（左图）的大小、走向、各个细节图等等基本一致。在Scroll窗体可以看出，纠正后图像整体做了旋转等变化处理，使得最终呈现结果与模板图一致。

（2）Image to Map

由图可以看出，纠正后图像与纠正前图像的整体图大致没有变化，但是纠正后图像带有坐标系，而未纠正图像是不带有坐标系的。

4．结果分析

Image to Image实验通过选取一副已经经过几何校正的栅格文件作为基准图，通过从二幅图像上选择同名点（或控制点）来配准另外一幅栅格文件，随后选取纠正方法、纠正参数以及图像重采样使相同地物出现在校正后的图像相同位置。最终结果图也成功达到了想要实现的效果，两幅图像的相同地物也出现在相同的位置。

Image to Map实验通过地面控制点对遥感图像几何进行平面化的过程。此次实验结果同样达到了想要实现的效果，没有进行几何校正的图没有坐标系，而几何校正后的图像加入了坐标系，因此鼠标在图像上移动时，也会显示坐标在变化。