ENVI单景高分辨率影像的正射校正

影像正射校正2、单景高分辨率影像的正射校正2.1影像正射校正2.2ENVI下的正射校正为什么要进行正射纠正?在卫星影像和航空影像中会有一些几何误差误差主要由以下原因引起:比例尺变化传感器的姿态/方位传感器的系统误差正射纠正可以消除这些误差比例尺变化在所有的摄影影像中都会发生2cm影像的各处比例尺是不相同的6cm房子的宽度=8m比例尺为1:400比例尺为1:133比例尺变化在影像的铅直方向也有同样的影响房子的宽度是恒定的(8m),而在影像上的体现却各有不同,这说明各处的比例尺是变化的传感器姿态/方位2311要进行三角测量，就要给定软件计算或估计出的空间传感器的位置和方位123推帚扫描透视中心——传感器的系统误差数据是沿扫描线获取的，每条扫描线都有自己的透视中心每条扫描线的传感器位置和方向都不同用多项式函数可以对每个透视中心和旋转角度进行修正多项式的次数越大要进行三角测量所需的地面控制点（GCP）数目就越多多项式的纠正只能针对分辨率比较低的卫星影像，而对于高分辨率的卫星影像我们需要严格的物理模型（如，dem原数据）或者是有理函数多项式进行模拟卫星参数（如RPC参数）。三种之间建立关联影像空间和目标空间的数学关联主要靠控制点的测量X,Y,ZX,Y,ZX,Y,Zx,y通过数学函数可以在这些值间建立关联左x1,y1x2,y2x3,y3GCP#1GCP#2GCP#3目标X1,Y1,Z1X2,Y2,Z2X3,Y3,Z3右x1,y1x2,y2x3,y3#1#2#3自定义RPC文件正射校正ENVI目前支持的正射校正包括两种模型：严格轨道模型（PushbroomSensor）和RPC有理多项式系数（RationalPolynomialCoefficient），如下表所示。包括ALOS/PRISM、ASTER、IKONOS、OrbView-3、QuickBird、SPOT1-5、CARTOSAT-1（P5）、FORMOSAT-2、worldview-1、GeoEye-1、KOMPSAT-2校正模型。ENVI正射校正传感器模型文件ALOS/PRISMRPCRPC文件ASTERRPCRPC文件CARTOSAT-1(P5)RPCRPC文件FORMOSAT-2PushbroomSensor星历参数文件(METADATA.DIM)IKONOSRPCRPC文件（_rpc.txt）OrbView-3RPCRPC文件(_metadata.pvl)QuickBirdRPCRPC文件(.rpb)WorldView-1RPCRPC文件(.rpb)GeoEye-1RPC\KOMPSAT-2RPC\SPOT5Level1Aand1BPushbroomSensor星历参数文件(METADATA.DIM)自定义RPC文件正射校正ENVI还具有根据星历表参数建立RPC文件来正射校正数据的功能（Map->BuildRPCs）。也可以根据地面控制点（GCP）或者外方位元素（XS,YS,ZS,Omega,Phi,andKappa）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ALOSPRISMandAVINIR,ASTER,CARTOSAT-1,IKONOS,IRS-C,MOMS,QuickBird,WorldView-1，也可以利用这个功能来生成RPC文件做正射校正。打开文件在主界面中，选择File->OpenExternalFile，选择对应的传感器类型和文件格式。选择校正模型选择Map->Orthorectification，选择对应的传感器模型。选择控制点有三种方式供选择，默认的为键盘输入参考点，第二种方式是从影像上选择控制点，第三种方法是从矢量数据中获得控制点。输出校正结果在GroundControlPointsSelection工具面板中，选择Options->OrthorectifyFile输出校正结果。自定义RPC文件正射校正航空影像（框幅式和数码）和丢失RPC参数卫星影像数据可以根据相机参数、传感器参数、外方位元素和地面控制点。支持的数据包括扫描的框幅式航空相片、框幅中心投影的航空数码相片（如VexcelUltraCamD）、线中心投影的航空数码相片（如ADS40）、推扫式卫星（如ALOSPRISM/AVINIR,ASTER,CARTOSAT-1,FORMOSAT-2,GeoEye-1,IKONOS,IRS-C,KOMPSAT-2,MOMS,QuickBird,WorldView-1,SPOT)。自定义RPC文件正射校正正射校正一般步骤为：进行内定向（InteriorOrientation，只针对航空相片而言）——内定向将建立相机参数和航空像片之间的关系。它将使用航片间的条状控制点、相机框标点和相机的焦距，来进行内定向。进行外定向（ExteriorOrientation）——外定向将把航片或者卫片上的地物点同实际已知的地面位置（地理坐标）和高程联系起来。通过选取地面控制点，输入相应的地理坐标，来进行外定向。使用数字高程模型（DEM）进行正射校正——这一步将对航片和卫片进行真正的正射校正。校正过程中将使用定向文件、卫星位置参数，以及共线方程（collinearityequations）。共线方程是由以上两步，并利用数字高程模型（DEM）共同建立生成的。下面以一副SPOT4全色影像为例，介绍自定义RPC文件正射校正的操作过程。自定义RPC文件正射校正第一步、设置相机参数打开Spot4pan影像Spot_pan.tif。在主菜单中，选择Map->BuildRPCs，在SelectInputFile对话框中选择Spot_pan.tif，单击OK打开BuildRPCs面板。在BuildRPCs面板中需要设置以下相机参数：

Tyep：PushbroomSensorFocalLength（mm）：1082.0PrincipalPointx0(mm)：0.000000PrincipalPointy0(mm)：0.000000XPixelSize(mm)：0.013YPixelSize(mm)：0.013IncidenceAngleAlongTrack：0IncidenceAngleAcrossTrack：16.8SensorLineAlongAxis：XPolynomialOrdersforXS,YS,ZS,Omega,Phi,andKappa：全部为2。自定义RPC文件正射校正BuildRPC参数设置面板图自定义RPC文件正射校正SensorNameFocalLength(mm)ImagePixelSize(mm)ADS4062.77(0.0065,0.0065)ALOSAVNIR-2800.0(0.0115,0.0115)ALOSPRISM1939.0(0.007cross-track,0.0055along-track)ASTER329.0(Bands1,2,3N)376.3(Band3B)(0.007,0.007)Bands1,2,3N,3BEROS-A13500(0.013,0.013)FORMOSAT-22896(0.0065,0.0065)PanIKONOS-210000(0.012,0.012)PanIRS-1C982(0.007,0.007)PanIRS-1D974.8(0.007,0.007)PanKOMPSAT-2900Pan

2250Multispectral(0.013,0.013)KodakDCS42028(0.009,0.009)MOMS-02660(0.01,0.01)QuickBird8836.2(0.013745,0.013745)SPOT-1~41082(0.013,0.013)PanSPOT-5HRS580(0.0065,0.0065)PanSTARLABOTLS60(0.007,0.007)VexcelUltraCamD101.4(0.009,0.009)PanZ/IImagingDMC120(0.012,0.012)常见传感器焦距长度和像元分辨率表自定义RPC文件正射校正第二步、外定向在BuildRPCs面板中，单击SelectGCPsinDisplay按钮，在SelectGCPsinDisplay选择框中选择SelectProjectionforGCPs，设置GCP点的投影信息，如图所示。

自定义RPC文件正射校正控制点选择方式和前面章节的卫片正射校正的GCP选择方式一样。当选择足够多的点之后，在ExteriorOrientationGCPs面板中，选择Options->ExportGCPstoBuildRPCs。计算得到外方位元素