ENVI实验2：影像地理坐标定位和配准

1、ENVI 实验 2：影像地理坐标定位和配准 主要介绍在 ENVI 中对影像进行地理校正，添加地理坐标，以及如何使用 ENVI 进行影 像到影像的配准和影像到地图的校正。 一、ENVI 中带地理坐标的影像 ENVI 对带地理坐标的影像提供了全面的支持，它能够对许多预定义的地图投影进行处 理，这些地图投影可以采用 UTM 或 State Plane 投影方式。此外， ENVI 的用户自定义地图 投影功能能够创建自定义的地图投影，它允许使用 6 种基本投影类型，超过 35 种的不同的 椭球体以及 100 多种的基准数据集（ Datum ）来满足大多数地图投影的需要。 ENVI 的地图投影参数存储在

2、ASCII 码文本文件 Map_proj.txt 中，该文本文件能够被 ENVI 地图投影工具修改，或者直接被用户编辑。这个文件中的信息会被影像相应的头文件 所使用， 而且 ENVI 允许使用已知的地图投影坐标来简单地指定相Magic Pixel （地图坐标系 统的起始点） 。然后，选择的 ENVI 函数就能够使用该信息，在带地理坐标的数据空间中进 行操作处理。 ENVI 的影像配准和几何纠正工具允许用户将基于像素的影像定位到地理坐标上，然后 对它们进行几何纠正，使其匹配基准影像的几何信息。使用全分辨率（主影像窗口）和缩放 窗口来选择地面控制点（GCPs）,进行影像到影像和影像到地图的配准。基

3、准影像和未校正 影像的控制点坐标都会显示出来， 同时由指定的校正算法所得的误差也会显示出来。 地面控 制点预测功能能够使对地面控制点的选取简单化。 将使用重采样、缩放比例和平移（ PST） ，以及多项式函数（多项式系数可以从 1 到 n） 或者 Delaunay 三角网的方法，来对影像进行校正。所支持的重采样方法包括最近邻法 （ nearest-neighbor ） 、双线性内插法 （ bilinear interpolation ）和三次卷积法 （ Cubic convolution ）。 使用 ENVI 的多重动态链接功能对基准影像和校正后的影像进行比较，可以快速评估配准的 精度。 （Po

4、stScript :只有在能打印彩色输出，并且能使用操作系统标准程序来打印Postscript 输出文件的前提下，才能创建 PostScript 文件） 二、操作:影像到影像的配准 带有地理坐标的 SPOT 影像被用做基准影像，一个基于像素坐标的 Landsat TM 影像将 被校正，数据文件:bldr_SP.img 和 bldr_tm.img 打开文件 1）从 ENVI 主菜单中，选择 FileOpen Image File ； 2） 当Enter Data File name对话框出现后，选择文件bldr_tm.img，点击 Ope n,把TM 影 像加载到可用波段列表中。 3） 在列表中

5、选择波段 3,点击 NO Display ,并从下拉菜单中选择 New Display; 4）点击 Load Band 按钮,把 TM 第 3波段影像加载到一个新的显示窗口中。 5） 按上述类似步骤,加载bldr_SP.img; 选择和加载地面控制点 1）从 ENVI 主菜单中,选择 MapRegistrationSelect GCPs:Image to image. 2）在 Image to Image Registration 对话框中,点击并选择 Display #1（SPOT 影像）,作为 Base Image,点击 Display #2（TM 影像），作为 Warp Image. 3

6、）点击OK, 独的地面控制点。 启动匹配程序。通过将光标放置在两幅影像的相同地物点上，来添加单 图1地面控制点选择对话框 4）在Ground Control Points Selection对话框的 Base X 和Y文本框中，分别输入753 和826,将SPOT影像中的光标移动到相应的点上。 5）使用同样的方法，在 Warp X和Y文本框中，分别输入 331和缓33,将TM影箱中 的光标移动到相应的点上； 6）在两个缩放窗口中，查看光标点所处位置，如果需要，在每个缩放窗口所需的位置 上，点击鼠标左键，调整光标所处的位置。 7）在Ground Control Points Selection对

7、话框中，点击 Add Point把该地面控制点添加到 列表中，点击Show List可以查看地面控制点列表。注意对话框中所列的实际影像点和预测 点坐标，一旦已经选择了至少4个地面控制点以后，RMS误差就会显示出来。 8）在 Ground Control Points Selection 对话框中，选择 OptionsClear All Points，可以清 除掉所有的已选择的地面控制点； 9）从 Ground Control Points Selectio 对话框中，选择 选择文件把控制点保存。 File Save GCPs to ASCII ，可以 查看两幅影像中相应地面控制 调整对话框的大

8、小，观察Grou nd Control Points Selection 对话框中所列的合计 RMS 误差(RMS Error) File Options; 10）点击Show List对话框中，点击单独的地面控制点, 点的位置、实际影像点和预测点的坐标以及RMS误差。 I mp x Warp Y Fr edi ct I Pre di el Y 930.00 1291.00 42D.OO 00 420. 7510 562.6377 754. 00 627 00 331.DO 433.00 330 9989 432.9335 784 00 l 4） 在主影像窗口中，点击鼠标右键，选择TOOLS、

9、LINK、LINK Displays. 5）在Link Displays对话框中，点击 OK，把SPOT影像和已经添加了地理坐标的TM 影像连接起来； 6）在主影像窗口中，点击鼠标左键，使用动态链接功能，对 SPOT影像和TM影像进 行比较； 注意采用不同的校正方法和不同的重采样方法的结果有何不同。 三、操作：影像到地图的配准 从带地理坐标的SPOT影像中获取的地图坐标以及一个矢量的数字线划图（DLG）都将 被作为基准数据，然后对基于像素的Landsat TM影像进行校正，以匹配相应的地图数据。 选择影像到地图的配准并恢复控制点坐标 按照上述步骤打开 TM文件，选择第三波段并显示在窗口； 1）

10、从 ENVI 主菜单中，选择 MapRegistrationSelect GCPs:lmage to Map。 2） 如果打开了多个影像显示窗口，那么就在Image to Map Registration对话框中，点击 选择包含该灰阶的那个显示窗口的显示号； 3）从投影列表中选择 UTM，并在Zone文本框中输入13； 4）设置像素大小为 30m，点击OK，启动配准程序； 5）在要校正的影像中，把光标移动到一个已知地图坐标的地面点上（可以从一幅地图 或ENVI矢量文件中读取所需的地图坐标），来添加单个的地面控制点； 6） Ground Control Points Selection 对话框中

11、的E和N文本框中，手动输入已知的地图 坐标，然后点击 Add Point来添加新的地面控制点； 7）选择足够的地面控制点； 注：使用矢量显示的线划图DLG来添加地图控制点； 1）从 ENVI 主菜单中，选择 FileOpen Vector FileUSGS DLG; 2） 在文件选择对话框中，选择bldr_rd,dlg ； 3） 在 Import Optional DLG File Parameters 对话框中，选择 Memory 单选按钮，点击 OK , 读入所需的数字线划地图数据； 4）在可用波段列表中高亮选择Roads And Trails:Boulder,CO 文件，点击 Load

12、Selected按钮; 5）在Load Vector对话框中，点击 New Vector Window，把该矢量加载到一个新的矢量 显示窗口中； 6）在Vector Windows #1窗口中，点击并拖曳鼠标左键，激活一个十字光标，光标处的 地图坐标会在 Vector Windows#1窗口的底部列出; 7）在主影像窗口中，选择TOOLS、Pixel Locator，并输入402和418,然后点击 Apply,j 将影像光标移动到道路交叉口相应的点上去； 8）在矢量窗口中，用鼠标左键点击并拖曳矢量光标，当十字形光标位于所需要的道路 交叉时，松开鼠标左键，把矢量光标放置在道路的交叉口上，其坐标为

13、477593.74,4433240.0 （北纬40度3分3秒，东经105度15分45秒） 图矢量窗口 Export Map Location 。 9）在矢量窗口中，点击鼠标右键，并从弹出的快捷菜单中，选择 新的地图坐标就会出现在Grou nd Co ntrol Poi nts Selection 对话框中。 10）在Ground Control Points Selection 对话框总，点击 Add Point,添加该地图坐标/影像 坐标对，并观察 RMS误差的变化。 RST和三次卷积校正 1）在 Ground Control Points Selection 对话框中，选择 Options

14、Warp Files; 2） 在In put Warp Image对话框中，高亮选择文件名bldr_tm.img，点击 OK，对TM的6 个波段进行校正； 3）在出现的 Registration Parameters Dialogs 对话框中，将 Warp Method 选为 RST，将 Resampling 设为 Cubic Convolution 。 4）把 Background 值设为 255; 5） 在 Output file文本框中，输入输出文件名为bldrtm_m.img 6）点击OK，开始进行影像到地图的校正； 显示结果并进行评价 使用光标位置 /值（ Cursor Location/Value ）来对校正后