基于多项式方法的栅格地图几何校正.doc

实习名称：基于多项式方法的栅格地图几何校正校正原理：多项式模型（Polynomial）属于一种近似校正方法，在卫星图像校正过程中应用较多。校正时先根据多项式的阶数，在影像中选取足够数量的控制点，建立影像坐标与地面坐标的关系式，再将整张影像进行转换。此校正方式会受到影像面积及高程变化程度的影响，如果影像范围不大且高程起伏不明显，校正后的精度一般会满足要求，反之则精度会明显降低。因此多项式模型一般适用于平地或者精度要求相对较低的校正处理。操作步骤：一、 加载图像文件1）、在ERDAS图标面板菜单条中选择Main | Start Image Viewer命令，打开Viewer窗口Viewer#1.2）、同步骤1）打开一个新的Viewer窗口Viewer #2。如图1所示：图1 Viewer #1 和Viewer 23）、在Viewer #1菜单条中选择File | Open | Raster Layer命令，打开Select Layer to Add对话框，选择需要校正的栅格图像1.bmp。同理在Viewer #2中加载精度较高的shape file文件sichuan.shp。二、启动几何校正模块1）、在Viewer #1菜单条中选择Raster | Geometric Correction，打开Set Geometric Model对话框（图2）和Geo Correction Tools 对话框（图3）。 图2 Set Geometric Model对话框 图3 Geo Correction Tools 对话框2）、在Select Geometric Model中选择Polynomial（多项式校正），点击OK（如图2所示）。打开 Polynomial Model Properties（No File）窗口，把Polynomial Order设置为2，点击Apply（如图4所示）。单击Close按钮关闭当前对话框，打开GCP Tool Reference Setup 对话框。 图4 Polynomial Model Properties 对话框三、启动控制点工具1）、在GCP Tool Reference Setup 对话框中选择采点框，即选择Existing Viewer按钮。单击OK按钮关闭该窗口，打开Viewer Selection Instruction 指示器（图5）。图5 GCP Tool Reference Setup 对话框2）、鼠标点击显示作为地理参考图像sichuan.shp的Viewer #2窗口，打开Reference Map Information对话框（图7），显示参考图像的投影信息。 图6 Viewer Selection Instruction 指示器 图 7 Reference Map Information对话框3）、单击OK按钮，整个屏幕将自动到如图8所示的状态，其中包括两个主窗口、两个放大窗口、两个关联方框（分别位于两个窗口中，指示放大窗口与主窗口的关系）、控制点工具对话框（分别位于两个窗口中，指示放大窗口与主窗口的关系）、控制点工具对话框和几何校正工具等等。控制点工具被启动，进入控制点采集状态。图8四、采集地面控制点GCP具体采集过程如下：1）、在Viewer #1移动关联方框，寻找特征明显的地物点，作为输入GCP，并在Viewer #3中单击确定相对应的点，GCP数据表将记录一个输入GCP，包括其编号（Point #）、标识码（Point ID）、X坐标（X Input）、Y坐标（Y Input）。在GCP一般选择在校正图像和标准图像都比较容易识别的同名地物点，如道路交叉点、中标等。且GCP的选择尽量要覆盖地图的整个区域，分布均匀。输入6个控制点之后，多项式的校正方程已经得出了一个初始解，接下来的控制点则用于进一步增强精度。增加冗余控制点时，最好分散添加控制点，不要集中在一个区域增加控制点，否则会导致图像在远离控制点的区域变形很大。2）、为使CGP #1容易识别，单击GCP数据列表的Color列参考GCP对应的白处，在弹出的颜色列表中选择容易区分的颜色，如红色。3）、在Viewer #2移动关联方框位置，寻找对应的同名地物点，作为参考GCP。4）、在Viewer #4中单击定点，系统自动把参考GCP点的坐标（X Reference , Y Reference）显示在GCP数据表中。5）、为使参考GCP容易识别，单击GCP数据列表的Color列参考GCP对应的白处，在弹出的颜色列表中选择容易区分的颜色，如蓝色。6）、不断重复步骤1） 5），采集若干GCP，直到满足所选定的几何校正模型为止。本例中为23个控制点。每采集一个Input GCP，系统就自动产生一个参考控制点(Ref.GCP，通过移动Ref.GCP可以逐步优化校正模型。7）、采集GCP以后，GCP数据列表如图9所示：图9 GCP数据列表对话框五、采集地面检查点以上采集的GCP类型均为控制点，用于控制计算、建立转换模型及多项式方程，通过校正计算得到全局校正以后的影像图，因此需要用地面检查点与之对比，检验。操作如下：1）、在GCP Tool菜单条中选择Edit | Set Point Type | Check 命令，进入检查点编辑状态。2）、确定地面检查点。在GCP Tool工具条中选择Create GCP 按钮，并将Lock按钮打开，锁住Create GCP功能。如同选择控制点一样，分别在Viewer #1和Viewer # 2中定义10个检查点，定义完毕后单击Unlock按钮，解除Create GCP的功能锁定。3）、计算检查点误差。在GCP Tool工具条中选择Compute Error按钮，检查点的误差就会显示在GCP Tool的上方，只有所有检查点的误差均小于一个像元，才能够继续进行合理的重采样。如图9所示：图 9 检查点的误差结果六、计算转换矩阵在控制点采集过程中，默认设置为自动转换计算模式，随着控制点采集过程的完成，转换模型就自动计算完成。七、图像重采样1）、在Geo Correction Tool 窗口中选择Image Resample 按钮，打开图像重采样（Resample）对话框，如图10所示。2）、输出图像为outPut2.img。3）、选择重采样方法为Bilinear Interpolation，具体方法的适用范围可以参考相应的文档。4）、图像输出范围和输出像元大小为默认值即可，设置输出统计中忽略零值，即选中Ignore Zero in Stats复选框。5）、单击OK按钮，关闭Resample对话框，执行重采样 。七、保存几何校正模式多项目纠正过程中的控制点文件以及图像几何校正模式，都可以以文件的形式保存下来。八、检验校正结果比较精确的