遥感图像解译实习指导一——图像校正.doc

遥感图像解译实习指导一
一、实习任务：运用遥感软件进行图像校正，包括辐射校正和几何校正
二、实习目标以及用时：
1 熟悉ERDAS视窗操作过程
2 熟悉遥感数据几何校正过程
3 运用ERDAS软件进行地形校正
三、教学方式：依据实习指导书进行实验，并完成实习报告
四、使用器材：ERDAS遥感图像处理软件，遥感数据
五 具体实习过程

实习任务一：ERDAS视窗的基本操作

目的：初步了解目前主流的遥感图象处理软件ERDAS的主要功能模块，在此基础上，掌握视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。
内容：视窗功能介绍；文件菜单操作；实用菜单操作；显示菜单操作；矢量和删格菜单操作等。
视窗操作是ERDAS软件操作的基础, ERDAS所有模块都涉及到视窗操作。要求掌握视窗的基本功能，熟练掌握图像显示操作和矢量菜单操作，从而为深入理解和学习ERDAS软件打好基础。
1、视窗功能简介
二维视窗（图1-1）是显示删格图像、矢量图形、注记文件、AOI等数据层的主要窗口。通过实际操作，掌握视窗菜单的主要功能、视窗工具功能。 

图1-1 二维视窗
重点掌握ERDAS图表面板菜单条；ERDAS图表面板工具条；掌握视窗菜单功能和视窗工具功能等基本操作。
2、图像显示操作（Display an Image）
第一步：启动程序（Start Program）
视窗菜单条：File→open→ RasterLayer→Select Layer To Add对话框。
第二步：确定文件（Determine File）
在Select Layer To Add对话框中有File和Raster Option两个选择项，其中File就是用于确定图像文件的，具体内容和操作实例如表。
表1-1 图像文件确定参数
参数项
含义
实例
Look in
确定文件目录
examples
File name
确定文件名
xs_truecolor_sub.img
File of type
确定文件类型
IMAGINE Image（*.img）
Recent
选择近期操作过的文件
------
Go to
改变文件路径
-------
第三步：设置参数（Raster option）

图1-2 参数设置
第四步：打开图像（Open Raster Layer）
4、          实用菜单操作
了解光标查询功能；量测功能；数据叠加功能；文件信息操作；三维图像操作等。
4、显示菜单操作
掌握文件显示顺序（图1-3）；显示比例；显示变换操作等。
   5、矢量菜单操作
矢量菜单操作功能是ERDAS软件将遥感与地理信息系统相结合的一个体现。

图1-3 图层显示顺序

实习任务二： 多项式几何纠正
运用已经几何校正过的SPOT全色数据，对TM数据进行纠正。
1 单击ERDAS IMAGINE上的Viewer图标
2 在ERDAS IMAGINE的主菜单上单击Session->Tile viewers，将两幅视图并排排列
3 在第一幅视图中，单击图标（或者选择File->Open->Raster layer），打开数据tmAtlanta.img。这幅数据是Atlanta地区的TM数据，这幅数据未经过几何纠正。注意单击标签Raster Option选择显示的波段。在Raster Options中可以选择Display as。系统中默认是真彩色方式显示，并用近红外波段放入红色通道，红波段放入绿色通道，绿波段放入蓝色通道，各位同学也可以自己选择假彩色显示的方式。这里为了后面选择同名点方便，在Display as中选择“Gray Scale”,并在Display Layer中选择第二波段。
3 在视图2中打开全色的SPOT数据panatlanta.img.
4 在视图1中，选择Raster->Geometric Correction.此时几何模型对话框打开，选择Polynomial（多项式）作为纠正方法。

此时Geo Correction Tools以及Polynomial model Properties对话框打开了。在 Polynomial Model Properties对话框中单击 Close.此时GCP Tool Reference Setup 对话框打开了

5 GCP Tool Reference Setup接受默认选择“Exsisting Viewer”,单击“OK”

此时“Instructions box”打开了,由你选择参考坐标的图像，单击Second Viewer,里面显示的是已经经过几何校正具有地理编码的panAtlanta.img.数据。此时“Reference Map Information”对话框打开了，显示了具有地理编码数据的几何信息，这些信息是不可编辑的。
6 在Reference Map Information 对话框中单击“OK”。此时“Chip Extraction Viewers ” link boxes, 以及GCP Tool 打开了。

注意各个视图之间的关系，Viewer1以及Vierer2中显示的是两幅原始的数据，chip Extraction Viewer中式Link box中对应的放大数据，在确定GCP时，应该在Chip Extraction viewer中选择。例如，你在两幅图像中找到同名的地方，将Link Box移动到同名地点，而后，在GCP Tool中，选择，在chip extraction Viewer中点击同名点，同名点的坐标就会显示在GCP Tool中。为了在图像中清晰地显示GCP点，可在GCP Tool中Color列里面，点右键，选择颜色，这样可以在图像中清晰地显示GCP点。
7 采集地面检查点（Ground Check Point）
以上采集的 GCP的类型均为控制点，用于控制计算，建立转换模型及多项式方程，。下面所要采集的GCP类型是检查点。（略）
8 计算转换模型（Compute Transformation）
   在控制点采集过程中，一般是设置为自动转换计算模型。所以随着控制点采集过程的完成，转换模型就自动计算生成。
   在Geo-Correction Tools对话框中，点击Display Model Properties 图表，可以查阅模型。
9 图像重采样（Resample the Image）
重采样过程就是依据未校正图像的像元值，计算生成一幅校正图像的过程。原图像中所有删格数据层都要进行重采样。
ERDAS IMAGE 提供了三种最常用的重采样方法。略
图像重采样的过程：
首先，在Geo-Correction Tools对话框中选择Image Resample 图标。
然后，在Image Resample对话框中，定义重采样参数；
→输出图像文件明（OutputFile）:rectify.img
→选择重采样方法（Resample Method）:Nearest Neighbor
→定义输出图像范围：
→定义输出像元的大小：
→设置输出统计中忽略零值:
→定义重新计算输出缺省值：
10 保存几何校正模式（Save rectification Model）
在Geo-Correction Tools对话框中点击Exit按钮，推出几何校正过程，按照系统提示，选择保存图像几何校正模式，并定义模式文件，以便下一次直接利用。
第九步：检验校正结果（Verify rectification Result）
基本方法：同时在两个视窗中打开两幅图像，一幅是矫正以后的图像，一幅是当时的参考图像，通过视窗地理连接功能，及查询光标功能进行目视定性检验。
实习任务三 地形校正
地形校正借助Lambertian反射模型消除地形对遥感影像的影响，由于与地面高程、太阳高度角、方位角相关的地形坡度、坡向受地形的影响，遥感图像会有部分畸变，可以借助DEM数据以及太阳高度角、方位角对遥感影像进行校正处理，消除部分地形影响。地形校正要求DEM图像必须具有投影坐标，至于遥感影像的太阳高度角和方位角，一般包含于影像的头文件中，可以从遥感影像的供应商那里获取。
步骤一：在ERDAS IMAGINE主窗口中，选择Interpreter图标->Topographic analysis|Topographic Nomalize命令，打开Lambertian reflection Model对话框。
步骤二:点击输入影像文件，选择输入文件为：eldoatm.img
步骤三：点击输入DEM文件，选择输入文件为：eldoadem.img
步骤四：其他参数如下图设置，点击OK进行地形校正。

六 实习思考题：
1 运用多项式方法进行图像几何校正时，控制点的分布应该满足什么条件？多项式的系数与所需选择地最小控制点的点数之间存在什么关系？[(t+1)(t+2)/2]
2 请尝试用不同的重采样方法进行几何校正，说明各种重采样方法的原理，并比较各种方法在几何校正中的效果（包括时间效率，以及校正图像的效果）
3 请简述Lambertian地形校正的原理。