实习三地形图的配准实用教案

1、几何几何(j h)精纠正精纠正为什么要进行几何(j h)精纠正：遥感器本身引起的畸变 外部因素引起的畸变 处理过程中引起的畸变 二、地形图配准原理(yunl)第1页/共23页第一页，共23页。 数字图象几何纠正：通过计算机对离散结构的数字图像中的每一个像元逐个进行纠正处理(chl)的方法。 这种方法能够精确地改正动态扫描图像的误差。 基本原理：利用图像坐标和地面坐标（另一图像坐标、地图坐标等）之间的数学关系，即输入图像和输出图像间的坐标转换关系实现。 第2页/共23页第二页，共23页。直接纠正方法:从原始图像，依次对每个像元根据变换函数(hnsh) F（），求得它在新图像中的位置。并将灰度值付

2、给新图像的对应位置上。间接纠正法:从新图像中依次每个像元，根据变换函数(hnsh) f () 找到它在原始图像中的位置，并将图像的灰度值赋予新图像的像元。第3页/共23页第三页，共23页。灰度重采样(ci yn)纠正后的新图像的每一个像元，根据变换函数，可以得到它在原始图像上的位置。如果求得的位置为整数(zhngsh)，则该位置处的像元灰度就是新图像的灰度值。如果位置不为整数(zhngsh)，则有几种方法：1) 最近邻法2) 双线性内插法3）三次卷积法 第4页/共23页第四页，共23页。灰度重采样(ci yn)1) 最近邻法：距离实际(shj)位置最近的像元的灰度值作为输出图像像元的灰度值；第

3、5页/共23页第五页，共23页。灰度重采样(ci yn)2）双线性法：以实际位置临近的4个像元值，确定(qudng)输出像元的灰度值。公式为： 4141432144332211,iiiiinmpgpppppgpgpgpgpg）（ G2 G3 G4 G1 第6页/共23页第六页，共23页。灰度重采样(ci yn)3）三次卷积法以实际位置临近的16个像元值，确定(qudng)输出像元的灰度值。公式为： 161161,iiiiinmpgpg）（ PSF 三次(sn c)样条函数 sinc函数第7页/共23页第七页，共23页。灰度重采样(ci yn)几种采样(ci yn)方法的优缺点：1）最近邻法：计

4、算简单，一般情况下可接受，灰度级细微变化，保留原始数据，这种方法最大可产生半个像元的位置偏移，可能造成输出图像中某些地物(dw)不连续。2) 双线性插值：计算量中等，效果较好，细节丧失，具有平均化的滤波效果，边缘受到平滑作用，原来的像元值等到破坏，在以后的波谱识别分类分析中，会引起一些问题；3)三次卷积法:计算量较大，但它可既避免了采用最近邻近点法所带来地物(dw)不连续的现象，提供了比双线性内插法更加清晰的图像，具有均衡化和清晰化的效果。第8页/共23页第八页，共23页。总上所述： 纠正的函数可有多种选择：多项式方法、共线方程(fngchng)(fngchng)方法、随机场内插方法等等。其中

5、多项式方法的应用最为普遍。 准准备备 工工作作 输输入入原原始始图图象象 建建立立纠纠正正函函数数 确确定定输输出出图图象象的的范范围围 逐逐个个像像元元进进行行几几何何变变化化 灰灰度度的的重重采采样样 输输出出纠纠正正后后的的图图象象 效效果果 评评价价 第9页/共23页第九页，共23页。多项式纠正的基本思想：图像的变性规律可以看作是平移、缩放、旋转、仿射、偏扭、弯曲(wnq)等形变的合成。一般的公式为： .54321022),(iiiiiiiixiYcXcYXcYcXccYXfx.54321022),(iiiiiiiiyiYdXdYXdYdXddYXfy.54321022),(iiiii

6、iiixiycxcyxcycxccyxFX.54321022),(iiiiiiiiyiydxdyxdydxddyxFY2) 直接(zhji)法 1) 间接(jin ji)法 利用有限的控制点的已知坐标，解求多项式的系数，确定变换函数。然后讲各个像元带入多项式进行计算，得到纠正后的坐标。第10页/共23页第十页，共23页。1) 1) 表征空间位置的可靠性，道路交叉点，标志物，水域表征空间位置的可靠性，道路交叉点，标志物，水域的边界，山顶，小岛中心，机场等。的边界，山顶，小岛中心，机场等。同名控制点要在图像上均匀分布；同名控制点要在图像上均匀分布；清楚清楚(qng chu)(qng chu)辨认；

7、辨认；数量应当超过多项式系数的个数（数量应当超过多项式系数的个数（(n+1)(n+1)* *(n+2)/2(n+2)/2）。当）。当控制点的个数超过多项式的系数个数时，采用最小控制点的个数超过多项式的系数个数时，采用最小2 2乘乘法进行系数的确定，使得到的系数最佳。法进行系数的确定，使得到的系数最佳。 控制点的选择(xunz)原则:第11页/共23页第十一页，共23页。三、地形图配准操作步骤三、地形图配准操作步骤（一）单幅图的配准步骤 经扫描后的地形图，并没有投影信息和坐标系统，在ERDAS软件下，利用公里格网或四个角点的经纬度座标给地形图赋上投影和坐标信息，建议利用公里格网点，因为(yn w

8、i)一幅地形图的公里格网点较多，可以很好的纠正由于纸张变形，扫描等引起的误差。第12页/共23页第十二页，共23页。1、将扫描后的地形图转换为image格式、启动(qdng)配准程序：Maindata preaprationimage geometric correction3、选择要配准的地形图（从下窗口中选择）第13页/共23页第十三页，共23页。4、选择几何校正模型 一般(ybn)选择多项式变换模型（polynomial）；单幅图多项式次方数可选1，两幅图多项式的次方数可数3或者3以上第14页/共23页第十四页，共23页。5、选择投影类型、填写(tinxi)投影参数在上图中选择(xunz

9、)add/change projection第15页/共23页第十五页，共23页。第16页/共23页第十六页，共23页。在上图中注意几点：1）projection type:选择transverse mercator2)Spheroid name和datum:都选择:krasovsky3)Scale factor at central meridian:选择1.0004)Longitude of central meridian:中央子午线的经度需要计算5)False easting:北半球填写为50,000m(500公里(n l)其他不变第17页/共23页第十七页，共23页。、选择(xunz

10、)几何校正采点模式 1）单击set projection GCP tool第18页/共23页第十八页，共23页。2)单幅图的配准选择通过键盘方式(fngsh)输入控制点：即keyboard only 两幅图的配准选择exsiting viewer,即用一幅有坐标的图给另一幅没有坐标的图赋予坐标单位选择米、在图中选点，在此X residual 和Y residual第19页/共23页第十九页，共23页。输入坐标值，注意输入的单位为要换算成米，如图上的坐标为(19757,3571)，其中19757中19是带号，所以输入值为757000,3571应输入3571000（单位为米）8、再采集其他控制点 最少控制点的个数可按下列公式计算：(t+1)*(t+2)/2，当次方数为时最少需要个控制点，次方需要个控制点，次方需要个控制点。 当输入3个控制点后（本次实习），每采集一个地面控制点，系统(xtng)自动产生一个ref.gcp第20页/共23页第二十页，共23页。9、其他知识：x residual y和 residual分别表示单个GCP控制点的X、Y残差， RMS error 和contribution是单个GCP的RMS误差(wch)和贡献率。 一般要求配准误差(wch)不超过一个像元，即从配准图上可以看出总误差(wch)大小第21页/共23页第二十一页，共23