遥感图像预处理Word文件下载.docx
- 文档编号:3846509
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOCX
- 页数:42
- 大小:2.01MB
遥感图像预处理Word文件下载.docx
《遥感图像预处理Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《遥感图像预处理Word文件下载.docx(42页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
每个椭球体都对应一个或多个大地基准面。
投影坐标系
投影坐标系是利用一定数学法则将地球表面上的经纬线网表示到平面上,属于平面坐标系。
一个投影坐标系包含椭球体、投影方法和大地基准面。
我国普遍采用的投影方法是高斯-克吕格投影,在欧美国家称为横轴莫卡托投影(TransverseMercator)。
为保证地图精度,采用分带投影法,有3°
分带和6°
分带两种。
对于每分带的投影,需指定中央经线以及坐标轴原点X、Y坐标。
我国在北半球,为避免Y坐标出现负值,规定统一将各带Y值加500km。
为避免各带坐标重复,可在不同带间Y值冠以带号,即通用坐标。
商业软件坐标系分为标准坐标系和自定义坐标系,我国实际应用中往往需要自定义坐标系,以北京54坐标系和西安80坐标系为例讲解如何在Envi中自定义坐标系。
1.2.Envi自定义坐标系
定义椭球体
使用记事本打开HOME\ITT\IDL80\products\envi48\map_proj\ellipse.txt,将
“Krasovsky,6378245.0,6356863.3”(Beijing-54坐标系使用)和
“IAG-75,6378140.0,6356755.3”(Xian-80坐标系使用)加入文本末端。
定义基准面
使用记事本打开HOME\ITT\IDL80\products\envi48\map_proj\datum.txt,将
“D_BEIJING_1954,Krasovsky,-12,-113,-41”(Beijing-54坐标系使用)和
“D_Xian_1980,IAG-75,0,0,0”(Xian-80坐标系使用)加入文本末端。
注:
此处的D_BEIJING_1954和D_Xian_1980在Envi4.7版本以上不可更改,否则会转换失败。
定义投影系
在Envi任何用到投影坐标的功能模块中,都可以新建坐标系(在任何地图投影选择对话框中,点击New按钮),也可通过主菜单→Map→CustomizeMapProjection,弹出CustomizedMapProjectionDefinition对话框,如图1。
Beijing19546Degree111E
图1定义投影系
依序定义如下参数:
1)ProjectionName:
投影坐标系名称;
2)ProjectionType:
选择投影类型,如TransverseMercator;
3)ProjectionDatum:
选择基准面;
4)Falseeasting:
东偏距离500000,若需X轴含带号,添加相应带号于500000前;
5)Falsenorthing:
北偏距离,填写0;
6)Latitude:
中央纬线,填写0;
7)Longitude:
中央经线,填写某带的中央经线,如117;
8)Scalefactor:
中央经线长度比,填写0.9996,精度与高斯-克吕格等同。
选择Projection→AddNewProjection,将投影添加到Envi使用的列表中。
选择File→SaveProjection,存储新添或更改过的投影信息。
打开HOME\ITT\IDL71\products\envi48\map_proj\map_proj.txt,即可看到新建的坐标信息,如图2。
至此,投影系已添加完毕,可在Envi中使用。
图2添加完成的投影坐标系
1.3.图像投影转换
描述一个栅格文件地理位置信息由两部分组成:
坐标信息(map)和投影信息(projection)。
坐标信息由起始点像素坐标以及对应的地理(投影)坐标和像素大小组成;
投影信息就是坐标系信息。
一般来说,如果坐标信息丢失,这个文件将会失去坐标;
投影信息是用来描述坐标信息,如果投影信息丢失,可以重新设定。
下面演示如何将北京54坐标系的栅格图像转化为西安80坐标系。
定义初始投影系
1)打开.\data\0-坐标定义\f49e011021.img文件;
2)在AvailableBandsList中,MapInfo节点右击,单击EditMapInformation,弹出对话框;
3)单击ChangeProjection按钮,在弹出对话框中选择目标投影系,如图3;
图3设定影像投影系
4)点击OK,AvailableBandsList中的MapInfo下拉节点坐标信息发生了相应改变,表明投影信息已成功赋予图像,如图4。
图4设定影像投影系前后对比
投影转换
选择主菜单→Map→ConvertMapProjection,在弹出的对话框中设置如下参数,如图5:
1)ChangeProjection:
选择投影目标系名称;
2)ConversionParameters:
Method选用Polynomial,PolynomialDegree为2;
3)OutputResultto:
选择Memory。
图5投影转换参数设置
单击OK后,执行投影转换,转换结果如图6。
图6投影转换后坐标信息
2.
图像几何校正
几何校正是利用地面控制点和几何校正数学模型来矫正非系统因素产生的误差,同时也是将图像投影到平面上,使其符合地图投影系统的过程;
由于校正过程中会将坐标系统赋予图像数据,所以此过程包括了地理编码(geo-coding)。
2.1.基于自带定位信息的几何校正
对于重返周期短、空间分辨率较低的卫星数据,如AVHRR、MODIS、SeaWiFS等,地面控制点的选择有相当难度。
因此,可以用卫星传感器自带的地理定位文件进行几何校正。
在Envi中,基本方法为主菜单→Map→Georeference传感器名称。
本部分以MODISLevel1B级数据介绍基于自带定位信息的几何校正方法。
打开数据文件
打开.\data\1-Modis\MOD02HKM.A2002248.0345.005.2007348121959.hdf文件。
选择校正模型
选择主菜单→Map→GeoreferenceMODIS,弹出InputMODISFile对话框(图7),单击文件名,选择校正的文件单击OK,进入下一步。
图7选择要处理的MODIS波段
设置输出参数
a)在GeoreferenceMODISParameters对话框中(图4),设置输出坐标系;
b)在NumberWarpPoints中,键入X、Y方向校正点的数量。
在X方向的校正点数量应该小于等于51,在Y方向的校正点数应该小于等于行数;
c)EnterOutputGCPFilename:
设置控制点输出文件;
d)PerformBowTieCorrection:
用来消除MODIS的“蝴蝶效应”,默认Yes。
如图8,点击OK,进入下一步。
图8选择投影坐标系
设置校正参数
a)系统自动计算起始点坐标值、像元大小、图像行列数据,也可根据要求更改;
b)Background设置为0;
c)设置输出影像路径。
图9校正参数及输出路径
如图9,点击OK,开始执行校正,经过图10两个步骤后,最终校正结果如图11所示。
图10影像校正
图11校正前(左)后(右)影像
2.2.基于GLT的FY3数据校正
GLT几何校正法利用输入的集合文件生成一个GLT(geographiclookuptable)地理位置查找表文件。
它是一个二维图像文件,包含地理校正图像的行列两个波段,文件对应的灰度值表示原始图像每个像素对应的地理位置坐标信息,用符号整型存储,符号为正时,说明使用了真实的像元位置值,符号为负时,说明使用了邻近像元的位置值,值为0说明周围7个像元内没有邻近像元位置值。
GLT文件包含初始图像每个像元的地理定位信息,它的校正精度是很高的,避免了通过地面控制点利用二次多项式几何校正法对低分辨率图像数据的处理。
下面以我国(FY3)气象卫星可见光红外扫描辐射计(VisibleandInfraRedRadiometer,VIRR)数据为例,进行GLT几何校正。
安装补丁
安装HDF5补丁,将.\data\2-FY3中的open_hdf5_event.sav文件拷贝到HOME\ITT\IDL80\products\envi48\save_add文件夹中,重启ENVI。
打开文件
a)主菜单→File→OpenExternalFile→GenericFormats→HDF5,选择文件Z_SATE_C_BAWX_20090104070730_P_FY3A_VIRRX_GBAL_L1_20090104_0510_1000M_MS.HDF(文件类型选择*.*)
b)如图12,选择EV_RefSB图像数据,点击ImporttoENVI。
图12HDF5文件查看
c)同上步,将定位经纬度文件打开(Latitude和Longitude)。
生成GLT文件
a)选择主菜单→Map→GeoreferencefromImputGeometry→BuildGLT。
b)在InputXGeometryBand对话框中,选择精度Longitude作为X波段,如图13。
图13选择X波段
c)由于X波段左边边缘为0值,因此有必要对边缘进行掩膜处理,点击SpatialSubset按钮,在SelectSpatialSubset对话框中,设置Samples为3(去掉开始3个像素),如图14。
图14掩膜去除0值像素
d)在InputXGeometryBand对话框单击OK后,进入InputYGeometryBand对话框,选择纬度Latitude为Y波段。
e)点击OK后,进入GeometryProjectionInformation对话框,设置输入输出投影参数。
f)点击OK后,进入BuildGeometryLookupFile对话框,填写输出像元大小(默认),旋转角度(Rotation)为0(正上方为北),选择保存路径及文件名,如图15。
图15输出GLT文件设置
g)点击OK后,开始生成GLT文件,如图16。
图16生成GLT文件
h)生成的GLT文件含SampleLookup和LineLookup两个波段,如图17。
图17生成的GLT文件
利用GLT文件几何校正图像
a)选择主菜单→Map→GeoreferencefromInputGeometry→GeoreferencefromGLT。
b)在文件选择对话框中,依次选择GLT校正文件、待校正影像。
c)在输出对话框中,选择输出路径及文件名,单击OK进行校正,校正后影像已包含MapInfo信息,如图18。
图18校正后影像
2.3.ImagetoImage几何校正
本部分介绍以具有地理参考的SPOT410m全色波段为基础,对Landsat5TM30m影像进行校正的过程,流程如图19。
图19几何校正一般流程
打开影像文件
选择主菜单→File→OpenImageFile,将.\data\3-几何校正中的bldr_sp.img和bldr_tm.img文件打开,并分别显示在Display中。
启动几何校正模块
a)选择主菜单→Map→Registration→SelectGCPs:
ImagetoImage,打开几何校正模块。
b)选择显示SPOT文件的Display为基准图像(BaseImage),显示TM文件的Display为待校正图像(WarpImage),如图20,点击OK按钮,进入采集地面控制点。
图20选择基准图像与待校正图像
采集地面控制点
首先对控制点工具对话框进行说明,如图21。
图21地面控制点工具对话框
表2菜单命令及功能
菜单命令
功能
File
SaveGCPstoASCII
保存GCP为ASCII文件
SaveCoefficientstoASCII
保存多项式系数到ASCII文件
RestoreGCPsfromASCII
从ASCII文件打开GCP
Option
WarpDisplayedBand
配准当前显示的波段1
WarpFile
配准整个文件1
WarpDisplayedBand(asImagetoMap)
校正当前显示的波段2
WarpFile(asImagetoMap)
校正整个文件2
ReverseBase/Warp
颠倒基准图像和被校正图像角色
1stDegree(RSTOnly)
选择使用RST模型来计算误差
AutoPredict
打开/关闭自动预测点功能
LabelPoints
打开/关闭GCP标签
OrderPointbyError
打开/关闭根据误差从大到小对GCPs排序
ClearAllPoints
删除所有控制点
SetPointColors
设置控制点标示颜色
AutomaticallyGenerateTiePoints
启动自动寻找同名点(Tie)功能
1当基准图像没有地理投影时选择这种配准命令,如果基准图像具有地理投影时选择此命令,得到的结果诸如投影参数、像元大小与基准图像相同。
2.当基准图像具有地理投影时,可以选择此命令,在输出结果时还可更改校正图像的输出像元大小和投影参数。
表3对话框按钮及功能
控件
BaseX
基准图像上的Zoom显示窗口十字光标的X像素坐标(列数)
BaseY
基准图像上的Zoom显示窗口十字光标的Y像素坐标(行数)
WarpX
校正图像上的Zoom显示窗口十字光标的X像素坐标(列数)
WarpY
校正图像上的Zoom显示窗口十字光标的Y像素坐标(行数)
Degree
预测控制点、计算误差(RMS)多项式次数
AddPoint
添加控制点
Predict
预测点位置,当控制点数量达到多项式最少点要求时可用
Show/HideList
显示/关闭控制点列表
NumberofSelectedPoint
已收集的控制点个数
RMSError
累积误差(单位:
像元)
1当控制点数量达到一定数量时才能更改,如控制点数为6,Degree可更改为2。
Degree最大可为3。
下面开始采集地面控制点。
a)在GroundControlPointsSelection对话框中,选择Options→PointColors修改GCP在可用和不可用状态的颜色。
b)在两个Display中移动方框位置,找寻明显的地物特征点作为输入GCP。
c)在两个Display的Zoom窗口中配准完成后,单击GroundControlPointsSelection对话框中的AddPoint按钮,增加控制点。
d)重复b、c步骤添加其他控制点,当选择控制点数量达到3时,RMS被自动计算。
GroundControlPointsSelection对话框中Predict按钮可用,这时在基准图像显示窗口上定位一个特征点,单击Predict,校正图像显示窗口会自动预测区域,仅需手动调整位置AddPoint即可添加控制点,如图22。
图22添加控制点
e)选择Options→AutoPredict,打开预测功能,这是在基准图像显示窗口上定位特征点时,校正图像显示窗口会自动预测。
f)当选择一定数量的控制点之后(至少3个),可以利用自动找点功能,在GroundControlPointsSelection对话框中Options→AutomaticallyGeneratePoints,选择一个匹配波段,如Band5,单击OK。
g)在AutomaticTiePointsParameters对话框中,设置Tie点数量(60)、搜索窗口大小、移动窗口大小、特征点区域切片大小、最小相关系数、采样点数目、兴趣算法,如图23。
单击OK。
图23自动匹配控制点参数设定
h)点击GroundControlPointsSelection对话框中的ShowList按钮,可看到所有控制点列表。
i)选择ImagetoImageGCPList中的Options→OrderPointsbyError,按RMS值由高到低排序,如图24。
j)对RMS过高的GCP,可选中该行,删除控制点(Delete)或在ZOOM窗口重新定位(Update)。
k)对控制点进行调整后,当RMS值小于1个像素(根据实际情况确定最小值)且控制点数量足够且分布均匀时,即可完成控制点的选择。
图24查看所有控制点
l)在GroundControlPointsSelection对话框中选择File→SaveGCPstoASCII,保存控制点。
选择校正参数并输出校正结果
有两种校正输出方式:
WarpFile和WarpFile(asImageMap)。
1)WarpFile方式:
a)在GroundControlPointsSelection对话框中选择Options→WarpFile,选择校正文件(TM影像),单击OK。
b)在RegistrationParameters对话框中,设置校正方法(2次多项式)、重采样方法(Bilinear)、背景值(0)、输出范围(根据基准图像大小进行计算得来,可微调)、输出路径,如图25。
图25WarpFile校正参数设定
2)WarpFile(asImageMap)方式:
a)在GroundControlPointsSelection对话框中选择Options→WarpFile(asImageMap),选择校正文件(TM影像),单击OK。
b)在RegistrationParameters对话框中,设置投影参数(与基准图像一致)、XY方向分辨率(30m,在编辑框内按回车自动计算输出影像尺寸)、校正方法(2次多项式)、重采样方法(Bilinear)、背景值(0)、输出路径,如图26。
图26WarpFile(asImageMap)校正参数设定
c)在RegistrationParameters对话框中的Options中参数功能如表4所示。
表4校正参数Options功能
选项
ReportoutputsizeinPixels
以像素为输出文件大小的单位(默认)
ReportoutputsizeinMeters
以米为输出文件大小的单位
Maintainmapextentwhenpixelsizechange
当像元大小改变时,保持图像长宽大小(默认)
Maintainoutputpixelswhenpixelsizechanges
当像元大小改变时,保存输出像元行列数不变
Restoreinitialvalues
恢复初值参数
Matchexistingfile
匹配外部文件参数
图27两种不同方式校正影像的MapInfo
检验校正结果
同时在两个窗口中打开基准影像及校正后影像,通过视窗链接(LinkDisplays)及十字光标或者地理链接(GeographicLink)进行关联。
2.4.ImagetoMap几何校正
ImagetoMap几何校正过程与ImagetoImage几何校正基本类似,但控制点采集方式更加灵活。
仍以TM影像为例介绍。
选择主菜单→File→OpenImageFile,将.\data\3-几何校正中的bldr_tm.img文件打开,显示在Display中。
ImagetoMap,打开几何校正模块。
b)在ImagetoMapRegistration对话框中填写校正影像的投影参数、像元大小,如图28。
图28投影参数、分辨率设置
地面控制点可通过以下几种方式采集(可同时使用):
1)键盘输入:
a)在校正图像Display中移动方框位置,寻找明显地物特征作为输入GCP。
b)在Zoom窗口中,移动十字光标(鼠标或键盘↑↓←→微调),将光标定位在地物点上。
c)在GroundControlPointsSelection对话框上,将该点坐标x(E)、y(N)值输入。
点击AddPoint,添加控制点,如图29。
图29手动输入坐标添加控制点
d)重复a~c,添加其他控制点。
2)从栅格文件中采集:
a)打开控制点采集的栅格文件,在Display中显示。
b)在校正图像的Display中移动方框位置,寻找明显地物特征点作为输入GCP。
c)在栅格文件Display中,将Zoom窗口中十字光标定位到相同地物特征点。
d)在栅格文件Display中右键打开快捷菜单,选择PixelLocator,单击PixelLocator对话框上的Export按钮,系统自动将定位点坐标输入GroundControlPointsSelection对话框中的x(E)、y(N),如图30。
图30从栅格影像导出控制点
e)重复a~d,添加其他控制点。
3)从矢量文件中采集:
a)选择主菜单→OpenVectorFile,在文件选择对话框中,文件类型选择USGSDLG(*.ddf,*.dlg),选择矢量文件.\data\3-几何校正\bldr_rd.dlg。
b)在弹出的ImportVectorFilesParameters中设置dlg文件转换evf文件的参数设置(默认即可)。
c)在AvailableVectorList对话框中加载文件,将其显示在VectorWindow中。
d)在校正图像Display中移动方框位置,寻找明显地物特征作为输入GCP。
e)在Ve
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 遥感 图像 预处理