Question

实验十一 遥感图像几何精校正：Image to Image方式

Answer 1

一、实验目的

通过对ENVI的Image to Image Registration功能命令操作，用带地理坐标的遥感图像校正几何畸变的遥感图像，从而消除后者的几何畸变，成为带地理坐标的遥感图像，以加深对遥感图像几何校正的理解。

二、实验内容

①图像几何校正控制点的选择；②控制点坐标数据库建立；③纠正模型选择；④插值算法选择；⑤几何校正后图像与原始图像比较分析。

三、实验要求

①控制点的选择必须是其所在位置具有清晰可辨的点位识别特征，如点、两线交叉点和单线锐角拐点等；②控制点在影像上要均匀分布；③全图区内的控制点数量不能少于20个；④对校正前后的图像进行比较分析。

四、技术条件

①微型计算机；②桂林市P6卫星影像Pan波段及多光谱波段数据；③ENVI软件；④Photoshop软件（ver.6.。以上）和ACDSee软件（ver.4.0以上）。

五、实验步骤

（1）在ENVI主菜单栏中选择“File>OpenImage File”，出现文件目录窗口，将桂林市P6影像数据调入“Available Bands List”窗口。

（2）选取地面控制点（GCPs）。选取地面控制点GCPs操作通常是在两幅图像（图像一图像配准需要打开两幅图像）的缩放窗口中进行的。

1）打开参考影像和待纠正影像，并将它们分别显示于两个主窗口中。

2）在ENVI主菜单栏中选择“Map>Registration>Select GCPs: Image to Image”命令，弹出“Image to Image Registration”对话框，如图11-1所示。

3）选择参考影像和待纠正影像的显示窗口。在“Base Image”列表中，选择基影像（参照影像）。在“Warp Image”列表中，选择待纠正的影像，如图11-1所示。

4）点击【OK】按钮，弹出“Ground Control Point Selection”对话框，如图11-2所示。

图11-1 图像对图像配准对话框

图11-2 地面控制点选择对话框

5）选取地面控制点。通过在缩放窗口（Zoom）中定位同名像元位置，在参考影像和待纠正影像中选择地面控制点，像元坐标信息被导入到“Ground Control Point Selection”对话框中（图11-2）。

6）两幅影像上的对应像元选择完毕后，在“Ground Control Point Selection”对话框中点击【Add Point】按钮，将选择的GCPs添加到X、Y（样本、行）坐标对列表中。

7）如需浏览所选的GCPs列表，点击【Show List】按钮，弹出“Image to Image GCP List”对话框，如图11-3所示，已经选取的GCPs将全部显示在表格中。

图11-3 GCPs列表

（3）图像—图像配准。在选择GCPs完成之后，根据所选控制点执行影像纠正，具体操作步骤如下：

1）在“Ground Control Point Selection”对话框菜单栏中选择“Options>Warp Displayed Band”命令，弹出“Registration Parmaeters”对话框，如图11-4所示。

2）在“Mehtod”下拉列表中选择纠正模型。

ENVI提供三个纠正模型：RST（旋转、缩放和平移）、多项式和Delaunay 三角测量。RST纠正是最简单的方法，需要三个或者更多的GCPs。多项式可以选择1次到n次多项式纠正，可以选择的次数依赖于所选的GCPs个数，即＃GCPs＞（多项式次数＋1）²。Delaunay 三角测量适用于三角到不规则空间GCPs和内插数值到输出网格中。

3）在“Registration Parameters”对话框中的“Resamnpling”下拉列表框中选择重采样方式，可用的重采样方法包括：最临近、双线性和三次卷积。最临近重采样运用没有解译的像元生成纠正图像；双线性重采样使用4个像元进行线性内插，以对纠正图像进行重采样；三次卷积使用近似于正弦函数的16个像元，通过三次多项式对图像进行重采样。

图11 -4“Registration Parameters”对话框

4）选择输出到“File”或“Memory”。点击【OK】按钮开始处理，结果将出现在可用波段列表中。

（4）由于将Pan波段作为基影像对多光谱波段进行了重采样，配准后的多光谱波段还需要按照原来的空间分辨率23.5m 进行重采样。

1）在ENVI主菜单栏中选择“Basic Tools>Resize Data”工具，将出现“Resize Data Input File”对话框，选择需要重采样的输入文件，点击【OK】按钮，将会弹出“Resize Data Parameters”对话框，如图11 -5所示。

2）点击【Set Output Dims by Pixel Size】按钮（图11-5），将图像像元分辨率改为23.5。

3）在“Resampling”下拉列表框中选择重采样方式，然后选择输出到“File”或“Memory”。点击【OK】按钮开始处理，结果将出现在可用波段列表中。

（5）用Photoshop软件将经过几何校正的图像与原始图像并列打开，观察比较几何校正前后影像有何差异，用W ORD文档记录，取名为《几何校正前后差异分析》，存入自己的工作文件夹。

图11-5 调整数据参数对话框

六、实验报告

（1）简述实验过程。

（2）回答问题：①Image to Image代表的含义是什么？②影响几何精校正精度的主要因素有哪些？③为何选择控制点必须严格遵循如下原则：第一，控制点的选择必须是其所在地物形态具有点状或近似点状、清晰显著和易于识别的影像特征；第二，控制点在影像上要均匀分布；第三，全图区内的控制点数量不能少于20个？

实验报告格式见附录一。