实习2、影像几何精纠正

实习序号及题目影像几何精纠正实习人姓名专业班级及编号任课教师姓名实习指导教师姓名实习地点榆中校区实验楼A209实习日期时间2013-11-7实习目的1.深入理解影像几何精纠正的原理2.学会使用影像对影像的几何精纠正方法和具体操作步骤基本原理1、影像的几何校正（geometriccorrection）是指利用地面控制点与几何校正数学模型，建立影像坐标与对应地物空间位置之间的数学变换关系，从而消除影像中几何位置畸变的操作。2、影像精纠正（rectification）：借助于一组已知地理坐标的地面控制点（GroundControlPoint，GCP），对一幅影像进行地理坐标的校正。3、GCP的选取要求:控制点的空间分布应尽量做到在工作区范围内均匀分布地面控制点对应地物要相对稳定，不能随时间、季节而发生变化，以保证当两幅不同时相或相邻的影像做地图几何精纠正时，均可以被正确定位；在影像上清晰可辨的地物特征标志点，如道路交叉点、河流汇合口，田间地块的转折点，可以作为GCP的候选点在大多为山区的影像上选取控制点时，应尽量选择同高程的控制点（通常是在平原、低地地区），不要从山地顶部选取控制点；进行最后的插值和重采样前对所有GCP进行筛选，剔除其中误差较大的点单点定位精度一般应小于0.5个像元大小，至少不能超过一个像元。数据准备ENVI/IDL教学培训数据：1.已经纠正的SPOT4空间分辨率10米的全色波段影像：bldr-sp.img（1994年）2.待纠正的Landsat5TM30米分辨率多光谱影像：bldr-TM.img（2009年）操作方法及过程步骤与要求1.将ENVI_Image_Swipe.sav文件添加至安装路径ITT\IDL\IDL80\Products\envi48\save-add下；2．打开基础影像与待纠正影像，File\openimagefile；3.启动ENVI几何校正模块进行几何精纠正操作，map\registration\selectGCPs:magetoimage；在maptomapregistration对话框中选择basemap与warpmap分别为SPOT影像与LandsatTM影像，用一阶多项式的影像对影像纠正法，即GroundControlPointsSelections对话框中选择degree=1，然后选择控制点要求：控制点数不少于20个，并均匀分布在图幅的各个方向上。要求单点定位误差不得超过0.5个像元大小（RMSerror≤0.5）。4.然后对控制点进行调节，以满足上述要求；5.记录并分析GCP表中的数据，给出精度评价结果（RMSError）；6.选择options菜单中的WarpFile，重采样生成纠正多光谱影像文件；7.目视检测纠正精度。在全色影像主窗口中选择Tools|swipe打开卷帘窗口，查看纠正后影像与纠正好的影像，结合效果，检验精纠正效果。结果与分析1、控制点选择：（图2-1）（图2-2）图2-1为SPOT影像（基准影像），图2-2为LandsatTM影像。其中控制点基本都能均匀分布于工作区域，控制点相对稳定，不随时间、季节变化化，均是可辨的地物特征标志点2、一阶、二阶、三阶多项式对影像的纠正即结果：(图2-3)(图2-4)(图2-5)附：20个控制点选取相同(图2-3)为运用一阶多项式对影像精纠正后的结果，总误差（RMSError）为0.191218，单点最大误差为0.3193（第12个坐标点）；(图2-4)为运用二阶多项式对影像精纠正后的结果，总误差（RMSError）为0.165559，单点最大误差为0.34（第9个坐标点）；(图2-5)为运用三阶多项式对影像精纠正后的结果，总误差（RMSError）为0.056314，单点最大误差为0.1646（第9个坐标点）；分析：最少控制点的个数与多项式阶次的关系：L=(n+1)(n+2)/2，故20个控制点可以将一阶、二阶、三阶多项式都可以确定；对于复杂问题的拟合中，i+1阶拟合函数比i阶拟合函数能更好的对实际模型进行拟合，所以在影像纠正结果中，三阶多项式纠正的总误差（RMSError）最小，而一阶多项式纠正的总误差（RMSError）最大；选取的控制点相同，由于构建的一阶、二阶、三阶多项式不相同，所以单点误差不相同。3、重采样生成纠正多光谱影像文件（图2-6）（图2-6）为重采样生成纠正多光谱影像文件，保存纠正多光谱影像文件对话框，在其中可以更改保存的图像分辨率大小（通过调节XPixelSize与YPixelSize）4、目视检测纠正精度（图2-7）（图2-8）图2-7、2-8分别是横向卷帘、横向卷帘的效果图（底图为SPOT影像，上面的overlay为经过精纠正后的LandsatTM影像），通过观察卷帘过程中明显地物是否发生了跳动等来判定精纠正的效果。若地物明显发生了跳动，则精纠正效果较差；若卷帘过程中地物光滑显示，则精纠正效果较好。存在问题与解决办法1、在用全色波段影像纠正多光谱波段的影像时，需要进行同名点的识别，但是由于多光谱影像的空间分辨率（30m）比较低，经过放大后很难找到同名点。解决方法：选取完20个控制点后，在多选5-6个备用的，打开控制点信息后，删掉较大误差的5-6个控制点，然后在对剩下的进行调节；2、在保证控制了影像配准的单点精度和整体精度的条件下，将配准的影像导出后进行卷帘，用以检验影像配准的效果，但是某些影像区域配准效果较好，部分区域卷帘效果不好的现象。解决方法：控制点的空间分布应尽量做到在工作区范围内均匀分布3、将ENVI_Image_Swipe.sav文件添加至安装路径ITT\IDL\IDL80\Products\envi48\save_add下.但是不懂为什么这么操作的目的.总结1、在本次实习过程中，充分掌握了影像的精纠正、控制点的选取、误差的减小以及卷帘操作检验几何精纠正效果；2、在本次实习中，控制点精度控制较好，影像配准比较成功。