遥感图像的几何校正

2013年11月25日

课程 遥感导论 系别 XXXX 班 XXXX 姓名 XX题目 实验二、遥感图像几何校正 成绩 评阅教师

一．实验目的：通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤，深刻理解遥感图像几何校正的意义。

二．实验原理：数字图像几何精校正（多项式模型）原理。 三．实验内容：ERDAS软件中图像预处理模块下的图像几何校正。

几何校正就是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地理参考（Geo-referencing）。由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。

四、实验方法及步骤：

第一步：显示图像文件

1、在Erdas图标面板中单击Viewer图标两次，打开两个视窗：Viewer 1和 Viewer 2；

2、在Viewer 1视窗下打开需要校正的遥感影像142029-20020628_sub.img；在Viewer 2 视窗下打开参考图像142029-20050815_sub.img

第二步：启动几何校正模块（Set Geometric Model）

单击Viewer 1视窗菜单栏中的Raster→Geometric Correction →打开Set Geometric Model 对话框

→选择多项式几何校正模型 Polynomial→OK →打开Geometric Correction Tools对话框和Polynomial Model Properties对话框

→在Polynomial Model Properties对话框中定义多项式次方（Polynomial Order）为2→单击Apply→单击Close

→打开GCP Tool Reference Setup 对话框 第三步：启动控制点工具

首先在GCP Tool Reference Setup 对话框中选择采点模式： →选择Existing Viewer→OK

→打开Viewer Selection Instructions指示器 →在参考图像Viewer2中单击左键

→打开Reference Map Information 提示框→OK →弹出Approximate Statistics 提示框→OK 第四步：采集地面控制点

在Viewer1中移动关联方框的位置，寻找明显的地物特征点，单击Geometric Correction Tools对话框中的图标，进入控制点选取状态，点击所选择的地物特征点；然后在Viewer2中移动关联方框的位置，寻找对应的地物特征点，同样点击，再单击相应的地物特征点；

重复以上步骤6次直至6个控制点选择完毕（二次多项式需要6个点来确定）； 单击下方GCP Tool对话框中的图标，在Viewer1中选择第7个点，从而得到RMS Error，从中判断上一步所选控制点的准确性（一般要求RMS Error要小于0.5，若没有达到要求应重新选点或者对所选点进行调整）

第五步：计算转换模型

在控制点采集过程中，随着控制点采集的完成，转换模型就自动生成，单击Geometric Correction Tools对话框中的图标→Transformation可以查阅多项式参数

第六步：图像重采样

重采样过程是指依据未校正图像的像元值，计算生成一幅校正图像的过程

在Geometric Correction Tools对话框中选择图标

→在弹出的Resample对话框中输入重采样后的图像文件名mengjian.img→OK

→在Viewer中打开mengjian123.img即可看到几何校正后的图像

五、试验截图

图2-1 待校正影像采集GCP点分布图

图2-2 遥感图像几何精校正采集GCP及校正精度表

图2-3 几何精校正后遥感数字图像

六．结果与分析

结果：通过卷帘操作检验校正结果的优劣。结合校正精度表评价校正过程中存在的问题。

通过以上三幅图像的对比，可以发现校正后的图像相对于校正前的图像地形和线路走势等图像信息发生了变化，像元的坐标发生了变化，而其变化后的地物特征更加接近参考图像的地物特征

分析：通过本次上机实验及实验报告的撰写，对遥感图像几何校正的原理、方法和具体步骤有了一个清晰的认识，几何校正能在很大程度上对遥感影像在几何位置上发生的变化进行调整，减少地形起伏、地球曲率等因素对遥感影像的影响，从而为各种科学研究提供反应真是情况的遥感影像。

在几何校正的过程中应注意操作的规范性和态度的严谨，尤其在控制点的采点过程中应注意以下内容：

1、控制点选取的最低限额是按未知系数的多少来确定的。一次多项式有6个系数，需要6个方程来求解，因此需要3个控制点的3对坐标值，及6个坐标数。二次多项式有12个系数，需要12个方程，即6个控制点。依次类推，对于n次多项式，控制点的最少数目为（n+1）（n+2）/2；

2、在条件允许的情况下，控制点的选取要大于最低数很多，从而保证几何校正的效果；

3、控制点的选择要以配准对象为依据，关键在于建立待匹配的两种坐标的对应点关系；

4、控制点应选取图像上易分辨且较精细的特征点，如道路交叉点、河流弯曲或分叉处、海岸线弯曲处、湖泊边缘、飞机场、城郭边缘； 5、特征变化大地区应该多选控制点；图像边缘部分一定要选取控制点，以避免外推；尽可能满幅均匀选取。