ENVI实验2：影像地理坐标定位和配准.doc

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StatePlane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MagicPixel（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（bilinearinterpolation）和三次卷积法（Cubicconvolution）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PostScript: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LandsatTM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File\OpenImageFile；2）当EnterDataFilename对话框出现后，选择文件bldr_tm.img,点击Open，把TM影像加载到可用波段列表中。

3）在列表中选择波段3,点击NODisplay，并从下拉菜单中选择NewDisplay;4）点击LoadBand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Map\Registration\SelectGCPs:Imagetoimage.2）在ImagetoImageRegistration对话框中，点击并选择Display#1（SPOT影像），作为BaseImage，点击Display#2（TM影像），作为WarpImage.3）点击OK,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GroundControlPointsSelection对话框的BaseX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WarpX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GroundControlPointsSelection对话框中，点击AddPoint把该地面控制点添加到列表中，点击ShowList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GroundControlPointsSelection对话框中，选择Options'ClearAllPoints，可以清除掉所有的已选择的地面控制点；9）从GroundControlPointsSelectio对话框中，选择File\SaveGCPstoASCII.,可以选择文件把控制点保存10）点击ShowList对话框中，点击单独的地面控制点，查看两幅影像中相应地面控制点的位置、实际影像点和预测点的坐标以及RMS误差调整对话框的大小，观察GroundControlPointsSelection对话框中所列的合计RMS误差（RMSError）;#1GeoreferencedSPOT):bldr_sp.i>gFileOverlayEnharLCEToolsWindowFi.1e0賢唱夢13孑EnhaiLdgToolsWi:校正影像可以校正显示的影像波段也同时校多段进行校正。

1）从GroundCd示的波)ptions\Warp"Disp2）在Registration^PajResampling的按钮菜单3）输入文件名为bdr_4）重复步骤1和步骤Convolution重采样法―..旳勺Method按钮菜单中,相丄择Biline5）将结果分别bldtm36）再一次重复步骤Convolution重采样答,:Convolution重采样法;7）将结果分别遢•比较校正结果幽"JKi»式olynomial校正法，并使用gulation校正法，相应应用件中;使用动态连接来比较校正结果：1）在可用波段列表中，点击原始的TM波段影像名bldr_tm.img,然后在菜单烂中，选择FILE\CloseSelectedFile.2）在随后出现的ENVI警告对话框中，点击YES关闭相应的影像文件3）在可用波段列表中，选择Bldr_tm1.wrp，将该文件加载到一个新的显示窗口中；4）在主影像窗口中，点击鼠标右键，选择TOOLS、LINK、LINKDisplays.5）在LinkDisplays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LandsatTM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）从ENVI主菜单中，选择Map\Registration\SelectGCPs:ImagetoMap2）如果打开了多个影像显示窗口，那么就在ImagetoMapRegistration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）GroundControlPointsSelection对话框中的E和N文本框中，手动输入已知的地图坐标，然后点击AddPoint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File'OpenVectorFile'USGSDLG;2）在文件选择对话框中，选择bldr_rd,dlg；3）在ImportOptionalDLGFileParameters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RoadsAndTrails:Boulder,CO文件，点击LoadSelected按钮；5）在LoadVector对话框中，点击NewVectorWindow，把该矢量加载到一个新的矢量显示窗口中；6）在VectorWindows#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VectorWindows#1窗口的底部列出；7）在主影像窗口中，选择TOOLS、PixelLocator,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477593.74,4433240.0（北纬40度3分3秒，东经105度15分45秒）tion。

影像9）在矢量窗口中，点新的地图坐标就会出现在VectorTindov#1:CursorQuery10）在GroundContro坐标对，并观察RMS误差的变化・RST和三次卷积校正1）在GroundControlPointsSelection对话框中，选择Options\WarpFiles;2）在InputWarpImage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RegistrationParametersDialogs对话框中，将WarpMethod选为RST，将Resampling设为CubicConvolution4）把Background值设为255；5）在Outputfile文本框中，输入输出文件名为bldrtm_m.img6）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（CursorLocation/Value）来对校正后的彩色影像进行评价1）在可用波段列表中，点击RGB单选按钮，接着点击校正影像的波段4、波段3和波段2（作为RGB）2）从Display#下拉菜单按钮中，选择NewDisplay。

点击LoadRGB,来加载这幅校正后的TM彩色影像；注意到校正影像是倾斜的，这是由于消除了TM轨道方向影响的原因，此时这个影像已经具有地理坐标，但是注意它的空间分辨率是30米，而SPOT空间分辨率为10米。