1、精選優質文檔-傾情為你奉上第一講 遙感影像預處理圖像處理流程分為以下幾個步驟：圖像的配準、重采樣、定標以及大氣糾正。其中，圖像配準是做所有工作的前提，是圖像的幾何糾正。在進行定性或者定量遙感時都要進行圖像配準來確定我們所要研究的目標。在進行完圖像配準（幾何糾正）之后，為了使得輸出圖像的配置與輸入圖像向對應，因此要進行重采樣。定標以及大氣糾正則是進行輻射量糾正的重要的過程，是進行定量遙感不可少的步驟。分類是圖像處理的最后一步，按某種使用意圖分類之后的圖像，對實際應用有很大幫助。圖像預處理的流程一、影像配準配準：同一區域里一幅圖像（基準圖像）對另一幅圖像的校準，以使兩幅圖像中的同名像元配準；圖像糾

2、正：借助于一組地面控制點，對一幅圖像進行地理坐標的校正，也稱為地理參照；目的 : (1) 在定性應用遙感時,例如我們想動態監測湖泊形狀和面積的變化,必須通過配準才能使圖像之間具有可比性,從而達到我們的研究目的.(2) 在遙感的定量研究中,例如要反演所感興趣地方的參數,也需要通過配準才能確定具體的目標.實際上,配準就是一種幾何糾正由于搭載傳感器的平臺(如飛機,衛星)的姿態,速度等的不穩定,以及地球曲率,空氣折射等的影響,形成的圖像常有畸變,所以要進行幾何糾正,我們常常通過配準實現(對于山區,可采用正射糾正)類型(1) 把畸變圖像往地形圖上配(2) 把畸變圖像往底圖上配(3) 把畸變圖圖像相互之間

3、配原理(一) 多項式糾正模型:(1) 一次多項式Xw=a0+a1*Xb+a2*YbYw=b0+b1*Xb2*+bYb(2) 二次多項式Xw=a0+a1*Xb+a2*Yb+a3*Xb2+ a4*Yb2+a5*Xb*YbYw=b0+b1*Xb+b2*Yb+b3*Xb2+ b4*Yb2+b5*Xb*Yb(3) 三次多項式Xw=a0+a1*Xb+a2*Yb+a3*Xb2+ a4*Yb2+a5*Xb*Yb+a6*Xb3+a7*Yb3+a8*Xb2*Yb+a9*Xb*Yb2Yw=b0+b1*Xb+b2*Yb+b3*Xb2+ b4*Yb2+b5*Xb*Yb+b6*Xb3+b7*Yb3+b8*Xb2*Yb+b

4、9*Xb*Yb2求系數:通過尋找控制點（GCP）去求系數，有幾個未知數就至少要幾對控制點！一次至少要3對，二次至少要6對，三次至少要10對。有個經驗式: GCPmin=(t+1)(t+2)/2其中t為多項式的次數,GCP單位為控制點的”對數”; 當然我們還可以找更多的控制點去求統計意義上的最優系數.此外在ENVI中還提供了另外兩種方法(感興趣的可以看ENVI手冊)（二）RST(旋轉、縮放和平移)（三） 三角測量選取控制點:在幾何校正中，GCP點的選擇是最重要，也是工作量最大的，對于一個精確的校正必須使用精確的地面控制點，圖像中所有其它點的校正坐標均由地面控制點外推所得。被定位的地面控制點必須散

5、布在整幅圖像上，GCP點分布越均勻，數量越多，校正的可靠性越高。 我們所選的點在圖像上要容易辨認，地面上最好可以實測，具有較固定的特征,不會隨時間的變化而變化(例如城市的十字路口).另外在沒有經過地形糾正的圖像上選取控制點時,應在同一地形高度上進行(即要先消除地形的影響,可以用正射糾正). 同時也可以有選擇的去除一些效果不好的控制點，以達到最佳效果.控制點的精度和選取的難易程度是與圖像的質量,地物的特征及圖像的空間分辨率密切相關的.控制點好壞的評價標準:RMSRMS（均方根）誤差是在用轉換矩陣對一個GCP作轉換時，所期望輸出的坐標與實際輸出的坐標之間的偏差。估算坐標和原坐標之間的差值大小代表了

6、其每個控制點幾何糾正的精度.RMS誤差用計算距離的方程求得：xi和yi是輸入的原坐標；xr和yr是逆變換后的坐標。通過計算每個控制點的RMS,即可檢查有較大誤差的地面控制點,又可得到累積的總體均方根誤差.。RMS誤差以坐標系統的距離來表示。如果原坐標是數據文件坐標，那么RMS誤差是用像元數的距離.例如，RMS誤差是1意味著參考像元與逆轉換像元之間的距離是1個像元。 通常我們會指定一個可以接受的最大總RMS誤差,如果實際的超過了這個,則需要刪除具有最大RMS誤差的地面控制點(但是在實際情況中, 如果圖像的某一特殊區域只有一個GCP，那么剔除它可能導致更大的誤差),必要時選取新的控制點或調整舊的控

7、制點;改變坐標變換函數式重新計算多項式的系數;重新計算RMS誤差。（1）最鄰近像元法重采樣 由于輸出圖像的像元點在輸入圖像中的行列號不是或不全是整數關系,所以需要根據輸出圖像上的各像元在輸入圖像中的位置,對原始圖像按一定規則重新采樣,進行亮度值的插值運算,建立新的圖像矩陣.常用的內插方法有:(1) 最鄰近法: 將最鄰近的像元值賦予新像元. 優點: a 不引入新的像元值 ，適合分類前使用； b 有利于區分植被類型，確定湖泊渾濁程度，溫度等； c 計算簡單，速度快 缺點:最大可產生半個像元的位置偏移,改變了像元值的幾何連續性，原圖中某些線狀特征會被扭曲或變粗成塊狀 .(2) 雙線性內插法 : 使用

8、鄰近4個點的像元值,按照其據內插點的距離賦予不同的權重,進行線性內插.優點:a 圖像平滑，無臺階現象。線狀特征的塊狀化現象減少；b 空間位置精度更高缺點:a 像元被平均，有低頻卷積濾波效果,破壞了原來的像元值,在波譜識別分類分析中,會引起一些問題。b邊緣被平滑，不利于邊緣檢測。(3) 三次卷積內插法 : 使用內插點周圍的16個像元值,用三次卷積函數進行內插.優點: 高頻信息損失少，可將噪聲平滑,對邊緣有所增強,具有均衡化和清晰化的效果缺點: 破壞了原來的像元值,計算量大. 內插方法的選擇除了考慮圖像的顯示要求及計算量外，在做分類時還要考慮內插結果對分類的影響,特別是當紋理信息為分類的主要信息時

9、。研究表明，最近鄰采樣將嚴重改變原圖像的紋理信息。因此，當紋理信息為分類主要信息時，不宜選用最近鄰采樣。雙線性內插及三次卷積內插將減少圖像異質性，增加圖像同質性，其中，雙線性內插方法使這種變化更為明顯。 這幾種方法在ENVI中均是可以選擇的.通過具體的例子說明一下ENVI中配準的實現過程: 先打開兩幅圖選擇MAP>registration>select GCPS:image to image(因為兩幅均為影像,如果一幅是圖像另一幅是地圖,則選擇image to map)點擊OK就可以在兩幅圖上進行選點了控制點的顏色可以在窗口的file>preferences中修改選好一個點后就用add point,當然不好的點還可以刪掉,用hide list ,可以打開所選點的列表從此表中,我們可以看到各點的X軸和Y軸誤差,以及RMS誤差,而在中,我們可以看到總的RMS選好點后,做保存進行糾正: 選擇MAP>registration>warp from GCPS:image to image輸入待糾正的圖像和基準的圖像在warp method中可以選擇多