遥感图像几何纠正共线方程校正法

第三章 遥感图像的几何纠正

教学目标

1、使学生了解引起遥感图像几何畸变的原因及其进行遥感图像几何纠正的必要性；

2、使学生掌握理解进行遥感几何纠正的原理与方法；

3、要求学生通过本章的学习可以熟练使用ENVI进行遥感数字图像的几何纠正；

教学内容：

1、几何纠正的概念 2、引起几何畸变的原因

3、遥感图像几何纠正的原理与方法

4、在ENVI中进行影像到影像的配准实践

一、遥感图像几何纠正的概念：

由于搭载传感器的平台(如飞机,卫星)的姿态,速度等的不稳定,以及地球曲率,空气折射等的影响,形成的图像常有畸变,几何纠正即消除遥感图像中所包含的几何畸变的过程。通常有两个叫法：

1、图像配准(Registration)：同一区域里一幅图像（基准图像）对另一幅图像的校准，以使两幅图像中的同名像元配准。

2、图像校正(Rectification)：借助一组地面控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正。

在应用之前，进行遥感图像几何纠正是很必要的。第一，对遥感原始图像进行几何变形纠正后，才能对图像信息进行各种分析，制作满足两侧和定位要求的各类地球资源及环境的遥感专题图；第二，当应用不同遥感方式、不同光谱范围以及不同成像时间的各种同一区域复合图像数据来进

遥感图像的几何校正（配准）

1.实验目的与任务： （1）了解几何校正的原理；

（2）学习使用ENVI软件进行几何校正； 2.实验设备与数据：

设备：遥感图像处理系统ENVI 数据：TM数据

3 几何校正的过程：

注意：几何校正一种是影像对影像，一种是影像对地图，下面介绍的是影像对影像的配准或几何校正。

1.打开参考影像（base）和待校正影像：分别打开，即在display#1,display#2中打开； 2．在主菜单上选择map->Registration->select GCPs：image to image

3 .出现窗口Image to Image Registration，分别在两边选中DISPLAY 1（左）,和DISPLAY 2（右）。 BASE图像指参考图像而warp则指待校正影像。 选择OK!

4. 现在就可以加点了：将两边的影像十字线焦点对准到自己认为是同一地物的地方，就可以选择ADD POINT添加点了。（PS：看不清出别忘记放大） 如果要放弃该点选择右下脚的delete last point，或者点show point弹出image to image gcp list窗口，从中选择你要删除的点，也可以进行其他很多操作，

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

遥感图像处理：图像校正

杨可明中国矿业大学(北京) 测绘与土地科学系2013-7-27

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

主要内容

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

数字图像的性质与特点 辐射校正 图像的几何畸变 几何校正的方法 几何校正的重采样、内插方法

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

数字图像的性质与特点

研究生课程：遥感图像处理与分析——图像校正

什么是数字图像？– 模拟图像：普通像片那样的灰度级及颜色连续变化的图 像 – 数字图像：而是以数字形式表示的遥感影像。包括把模 拟图像分割成同样形状的小单元，以各个小单元的平均 亮度值或中心部分的亮度值作为该单元的亮度值进行数 字化的图像。

把前一部分的空间离散化处理叫采样(sampling), 而后一部分的亮度值的离散化处理叫量化(quantization),以上两种过程结合起来叫图像的数字化(digitization)。

中国矿业大学(北京)测绘系：杨可明

2013-7-27

遥感图像处理与分析_2(图像校正)

大气校正说明文档

步骤一：辐射定标

本实验采用的是绝对辐射定标，直接建立遥感影像DN值与接收到的能量的

之间的关系。

建立关系所采用的公式是：L??gain*DN?offset?

?Lmin

其中，gainLmax??Lmin?fullDNrange?LmaxDN?Lmin?DN?min? ， offset?max? Lmaxλ和Lminλ通过参看遥感影像的头文件进行确定。fullDNrange取的是

255。

具体操作如下：

1） 打开遥感影像文件及其头文件

2） 根据头文件信息计算gain和offset的值

3） 在envi的Basic Tools中打开 Band Math像，将本步骤采用的公式

写入band math中，计算出L。

至此，就完成了遥感影像的辐射定标过程。

步骤二：未进行大气校正所得到的反射率

本步骤讲述如何从经过辐射定标的遥感影像直接生成地物的反射率的影像，制作该影像的目的是为了与后面经过大气校正后的影像进行对比。 本步骤所采用的公式是：???*L*d2/(ESUN*cos(?))

其中，L是由上步所算出来的，d指的是实际的日地距离，单位是天文距离，ESUN指的是太阳平均辐射强度，θ

遥感图像校正实验报告

2011

年3月30日

项目名称：遥感图像几何精校正、辐射校正

实验目的：

通过实习操作，掌握遥感图像几何精校正和辐射校正的基本方法和步骤，深刻理解遥感图像处理意义。

实验原理：

1、几何精校正：校正遥感图像成像过程中所造成的各种几何畸变称为几何校正。几何校正就是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地理参考（Geo-referencing）。由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。

2、辐射校正：辐射校正（ radiometric correction ）是指对由于外界因素，数据获取和传输

系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。

数据来源：数据来源：国际科学数据服务平台---数据检索---Landsat 卫星---四川省宜宾

市屏山县，数据标识LT51290402005216BJC00，条带号129，行

图像融合方案

第6组

1314100113李家旭

2015/9/27

一．技术流程图

QuickBird高分辨率影像 TM低分辨率影像 以QuickBird影像为基准进行几何校正 图像自动配准 图像融合 总结 图1 技术流程图

二．目的及内容

2.1 目的

对低分辨率TM影像和高分辨率Quickbirds影像进行融合。

2.2内容

⑴图像几何校正 ⑵图像自动配准 ⑶图像融合

三．图像几何校正

通过几何校正，使校正的RMS控制在0.5个像元值内。并且通过几何校正之后的两幅影像具有相同的地理参考。

四．图像自动配准

同一区域的图像，由于几何校正的误差，重叠区的相同地物不能重叠，这会对图像的融合造成影响。ENVI提供图像自动配准工具，能够自动产生匹配点，实现图像自动配准。

五．图像融合

图像融合是将低空间分辨率的多光谱图像或高光谱数据与高空间分辨率的单波段图像重采样生成一幅高分辨率多光谱图像的遥感图像处理技术。使得处理后的图像既具有较高的空间分辨率，又具有多光谱特征。

图像融合的关键是融合前两幅图像的精确配准以及处理过程中融合方法的选择。图像融合有多种方法，分别是HSV变换、Brovey变换、乘积运算（CN）、主成分（PC）变换、Gram-Sch

绪论和第一章 1图像的概念

是以不同形式和手段观测客观世界而获得的可以直接或间接作用于人眼，进而产生视觉的一种实体。

它是对客观对象的一种相似性的描述或写真，它包含了被描述或写真对象的信息 2图像分类

人眼的视觉特点 ：可见图像 不可见图像

图像的明暗程度和空间坐标的连续划分：数字图像(不可见) 模拟(光学)图像 (可见) 波段的数量 ：单波段图像 多波段图像 时间特性 ： 静态图像 动态图像 3图像的数学表达方法

常用的数学表征法有两种：确定性表示和统计性表示。 4遥感数字图像处理主要内容

图像增强、图像校正、信息提取。

1）图像增强：用来改善图像的对比度，突出感兴趣的地物信息，提高图像大的目视解译效果，它包括灰度拉伸、平滑、锐化、滤波、变换（K—L/K—T）、彩色合成、代数运算、融合等。 图像显示：为了理解数字图像中的内容，或对处理结果进行对比。 图像拉伸：为了提高图像的对比度（亮度的最大值与最小值的比值），改善图像的显示效果。

2）图像校正（恢复/复原）：为了去除和压抑成像过程中由各种因素影响而导致的图像失真。 注意：图像校正包括辐射和几何校正，前者通过辐射定标和大气校正等处理将像素

第四，五章

1.遥感图像辐射畸变的原因：

1光学镜头的非均匀性○2光电转换误差及探测器增益的变化。 内部误差:○

1大气散射与吸收○2太阳位置○3地形起伏。 外部误差:○

2.系统辐射误差校正

1光学镜头的非均匀性引起的边缘减光现象的校正 ○

2坏线及条纹的修复 ○

3随机坏象元 ○

3..辐射定标的定义

是指传感器建立每个探测元所输出信号的数值量化值（DN）与该探测器对应视场内的实际地物辐亮度值（Li）之间的定量关系。 作用：遥感信息定量化的前提，遥感数据的可靠性及应用的深度和广度在很大程度上取决于遥感器的定标精度。 4辐射定标方法 1仪器实验室定标 ○

2机上或星上定标 ○

3场地定标：主要有3种方法，反射率基法，辐射量度法和辐照度基法 ，最常用的是反射○

率基法。 辐射校正场:

美国：白沙辐射校正场；

法国：马赛市Lacrau辐射校正场；

中国：青海省青海湖热红外辐射校正场，甘肃省郭煌戈壁可见光/近红外波段辐射校正场。 5.两个定标系数：

增益gain（斜率） 偏移offset/bias（截距） L=Gain*DN+bias 6.程辐射Lp：

大气对辐射散射后，有相当一部分散射光直接进入传感器，这部分辐射称为程辐射。 去掉程辐射的主要方法有：直方图

利用地形图对TM遥感影像进行几何精校正的方法研究

2 1年第 2期 00

北京测绘

2 7

利用地形图对 T遥感影像进行几何精校正的 M方法研究侯姗姗 .鹏新王f中国农业大学信息与电气工程学院，北京，0 0 3 10 8 )『摘要 1遥感数据的几何精校正是生成遥感数据产品及将遥感数据用于进一步数据分析前重要的一步。

几何精校正的效果将直接影响到影像地理参考的精度，而影响到在许多遥感数据分析中都要用到的地物能否进精确定位的问题。因此几何精校正是遥感科研工作中基础的必可可少的工作之一。文介绍了利用 1 100 0比本：0 0

例尺地形图及 E D SI GN .件，用 2次多项式模型，关中平原 T影像进行几何精校正的方法。 R A MA I E 8 6软采对 M结

果表明：当保留 2 5个控制点时，校正后误差为 0 3个像元， . 6校正后影像具有较高精度，可以用于遥感信息的提取以及为地理信息系统等提供可使用的数据。 f键词]地形图；M影像；何精校正；据处理关 T几数

冲图分类号] P 3 27

【文献标识码】A

[文章编号】 10— 0 0 2 1 0— 07 3 0 (0 0)2 5

卫星成像时，由于受到传感器系统自身、传感器飞行高度、态、度以及地球曲率

ENVI遥感图像处理之图像增强

一、 对比度增强

1、 快速拉伸

步骤：打开数据—>加载图像到窗口—>图像主窗口Enhance菜单进入图像增强

的菜单选项。 原始显示的影像：

进行线性拉伸后的影像： 进行高斯拉伸后的影像：

说明： 本菜单栏中包含的图像快速拉伸的功能还有0-255的线性拉伸（这应该是实际的遥感影像的灰度值，而刚开始说的那个原始影像实际上已经经过了2%的线性拉伸的）、均衡化拉伸、均方根拉伸等。

2、交互式拉伸

步骤：选择图像主窗口中的Enhance菜单—>Interactive Stretching进入交互式拉伸的界面 在Stretch_Type菜单下可以选择交互拉伸的类型，有线性拉伸、分段线性拉伸等。 可以在Stretch旁边的文本框中直接输入拉伸的图像的灰度范围，亦可以在input histogram窗体中用鼠标左键拖动两条竖直虚线进行拉伸范围的选择。

原始图像：

交互式线性拉伸后的图像：

分段线性拉伸后的影像：

高斯拉伸后的影像：

3、直方图匹配

步骤：进行直方图匹配之前必须打开两个窗口显示两个波段或两幅影像。

在两窗口中