遥感事业部
图像正射校正
版权声明:本教程涉及到的数据仅供练习使用,禁止用于商业用途。
目录
图像正射校正.................................................................................................................................. 1
1. 概述............................................................................................................................................. 2
2. 详细操作步骤............................................................................................................................. 3
2.1 ENVI 5.x 正射校正 ........................................................................................................... 3
第一步:打开数据.......................................................................................................... 3
第二步:选择控制点/设置参数 .................................................................................... 5
2.2 ENVI Classic 正射校正 ..................................................................................................... 6
第一步:打开数据.......................................................................................................... 7
第二步:选择控制点...................................................................................................... 8
第三步:执行正射校正................................................................................................ 10
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1. 概述
ENVI 目前支持的正射校正包括两种模型:严格轨道模型(Pushbroom Sensor)和 RPC 有理
多项式系数(Rational Polynomial Coefficient),如表 1.1 所示。包括 ALOS/PRISM、ASTER、IKONOS、
OrbView-3、QuickBird、SPOT1-5、CARTOSAT-1(P5)、FORMOSAT-2、worldview-1、GeoEye-1、
KOMPSAT-2 等校正模型。
表1.1 传感器模型
传感器
ALOS/PRISM
ASTER
CARTOSAT-1(P5)
FORMOSAT-2
IKONOS
OrbView-3
QuickBird
WorldView-1、2
GeoEye-1
KOMPSAT-2
模型
RPC
RPC
RPC
文件
RPC 文件
RPC 文件
RPC 文件
Pushbroom Sensor
星历参数文件(METADATA.DIM)
RPC
RPC
RPC
RPC
RPC
RPC
RPC 文件(_rpc.txt)
RPC 文件(_metadata.pvl)
RPC 文件(.rpb)
RPC 文件(.rpb)
\
\
SPOT5 Level 1A and 1B
Pushbroom Sensor
星历参数文件(METADATA.DIM)
SPOT6
Pleiades-1/2
资源一号 02C
资源三号
高分一号
Pushbroom Sensor
星历参数文件(METADATA.DIM)
Pushbroom Sensor
星历参数文件(METADATA.DIM)
RPC
RPC
RPC
RPC 文件(.rpb)
RPC 文件(_rpc.txt)
RPC 文件(.rpb)
ENVI 还可以根据地面控制点(GCP)或者外方位元素(XS, YS, ZS, Omega, Phi, and Kappa)建
立 RPC 文件,校正一般的推扫式卫星传感器、框幅式航空相片和数码航空相片。当获得的卫星
数据提供的是轨道参数,诸如 ALOS PRISM and AVINIR, ASTER, CARTOSAT-1,IKONOS, IRS-C, MOMS,
QuickBird, WorldView-1 等,也可以利用这个功能来生成 RPC 文件做正射校正。
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本例中用到的数据情况如下:
文件
表 1.2 练习数据说明
说明
005606990010_01_P008_MUL 文件夹 L1B 级 Quickbird 多光谱数据,覆盖区域美国亚利桑那州
菲尼克斯
BaseImage.dat
参考数据,2.5 米分辨率的 DOM 图像,UTM 坐标系。
phoenix_DEM_subset.tif
GCS_WGS_1984 坐标系的 DEM 数据
phoenixGCPs.pts
ENVI 格式的控制点文件
2. 详细操作步骤
下面以 Quickbird 影像为数据源学习卫星影像的正射校正过程。分别在 ENVI5.x 和 ENVI Classic
下操作。
2.1 ENVI 5.x 正射校正
当我们在进行正射校正时,如果没有控制点或控制点需要手动输入时,可以采用 ENVI 5.x
进 行 操 作 。 用 到 的 工 具 为 流 程 化 工 具 /Geometric Correction/Orthorectification/RPC
Orthorectification Workflow。
第一步:打开数据
(1) 在 ENVI 5.x 中选择菜单 File > Open As > QuickBird,在弹出的对话框中选择文件“...\数据
\QuickBird\005606990010_01_P008_MUL\05JUL11182931-M1BS-005606990010_01_P008.TIL ”;
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图2.1 数据打开,查看 RPC 信息
(2) 打开 Data Manager(如上图所示),可以看到 ENVI 自动识别 QB 数据的 RPC 信息。
(3) 打开 DEM 数据“...\数据\QuickBird\phoenix_DEM_subset.tif”;
(4) 在 Toolbox 中,打开/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification
Workflow;
(5) 在弹出的 File Selection 对话框中,Input File 选择输入文件,DEM File 选择 DEM 数据,
如下图所示,点击 Next 进入下一步;
注:在 ENVI5.1 及之后版本,会自动使用 ENVI 自带的全球 900 米的 DEM 数据(GMTED2010.jp2),
数据介绍可以参考博文:http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0101cbwj.html
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图2.2 RPC 正射校正选择输入文件和 DEM 文件
第二步:选择控制点/设置参数
(6) 由于本次操作没有进行 GCPs 的输入,可以直接选择 Advanced 选项卡,设置输出像
元大小、重采样方法等参数,如下图所示;建议启用 Geoid Correction 设置项,可以在
很大程度上提高 RPC 模型的水平和垂直精度。PRC 正射校正流程化工具使用 Earth
Gravitational Model (EGM) 1996 来进行大地水准面校正,自动确定偏移量。
注:如果有实测 GCPs,可以切换到 GCPs 选项卡,在工具栏选中 图标,在图像中添
加实测 GCP 同名点,然后在右侧表格中输入如下信息,然后继续添加 GCP 即可。
Map X:经度
Map Y:纬度
Height:高度
(7) 参数和控制点设置完成后,可以点击流程化工具左下角的“Preview”进行结果预览,
如图所示;
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图2.3 控制点输入与参数设置页面
(8) 最后切换到 Export 选项卡,设置输出文件路径,点击 Finish 即可。
图2.4 预览正射校正结果
2.2 ENVI Classic 正射校正
当我们的 GCPs 是从标准图像或矢量中获取时,建议使用 ENVI Classic 进行正射校正。下面
我们以同样的例子数据介绍 ENVI Classic 正射校正的详细步骤。
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第一步:打开数据
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(1) 开始>程序>ENVI5.1 >Tools>ENVI Classic;
(2) 打开待校正 Quickbird 数据。选择 File > Open External File > Quickbird > GeoTIFF,选
择
“\数据\QuickBird\005606990010_01_P008_MUL\05JUL11182931-M1BS-005606990010_01_P008.TIF”;
(3) 打 开 参 考 数 据 。 菜 单 File > Open
Image File , 选 择 文 件 “ \ 数 据
\QuickBird\BaseImage.dat”;
(4) 打 开 DEM 数 据 。 菜 单 File > Open , 选 择 文 件 “ \ 数 据
\QuickBird\phoenix_DEM_subset.tif”;打开后的波段列表如下图所示。
图2.5 打开的波段列表
(5) 将参考数据与 DEM 文件进行绑定,方便后续控制点高程的导入。在标准文件
BaseImage.dat 文件名上点击右键,选择 Edit Header…,在弹出的对话框中选择 Edit
Attributes > Associate DEM File…(如下图所示),选择“phoenix_DEM_subset.tif”即可,
点击 OK。绑定后将 DEM 显示在三视窗内,双击鼠标取值可以同时看到 DN 值和 DEM
值;
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图2.6 绑定 DEM 方法(左),绑定后效果(右)
第二步:选择控制点
(6) 将待校正和参考数据均显示在三视窗内,本例中参考数据窗口为 Display #1,待校
正数据窗口为 Display #2 。然后选择菜单 Map > Orthorectification > QuickBird >
Orthorectify Quickbird with Ground Control,在弹出的对话框内选择待校正文件对应的窗
口编号(本例为 Display #2),自动弹出控制点选择面板 Ground Control Points Selection;
(7) 在 Ground Control Points Selection 面板中,单击 Change Proj...按钮,修改控制点坐标
系与参考数据的坐标系一致;
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