实验三-遥感图像的几何校正和裁剪

实验遥感影像的几何校正简介遥感技术是通过获取遥感影像和数据对地面资源进行探测、监测和评估的一种空间信息技术。

遥感影像是一种带有几何畸变的二维投影图像，其中可能出现伸缩、扭曲、歪斜等问题。

因此，为了更精确地进行信息提取和分析，需要进行几何校正以使影像像素遵循真实地物在地球表面的几何位置分布规律。

实验遥感影像的几何校正是遥感技术学习中重要的一环，本文将介绍实验遥感影像的几何校正的基本概念和方法。

几何校正的基本概念几何校正主要包括校正模型的建立和校正参数的计算。

在进行几何校正之前，需要先确定地面控制点（GCP）和栅格坐标，然后以GCP为基础建立校正模型，计算校正参数，最终将原始影像像素校正为符合真实地物在地球表面位置分布规律的栅格影像。

几何校正的具体流程如下：1.确定GCP：GCP是几何校正的基础，一般应该选取光线影响较小的地物进行标注，例如道路交叉口、建筑物边角等。

标注时需要保证正方向一致，以实现最佳标注效果。

2.建立校正模型：GCP标注完成后，需要以这些GCP为基础建立几何校正模型。

在建立校正模型时，可以使用任意至少3个GCP的组合，其中至少包含一个控制点。

常用的校正模型有仿射变换模型、投影变换模型和多项式变换模型等。

3.计算校正参数：建立校正模型后，需要基于该模型计算校正参数，一般来说，校正参数是指实际地物坐标和栅格影像像素坐标之间的转换参数。

根据不同的校正模型，计算校正参数的方法也不同。

4.生成新影像：计算出校正参数后，需要进行像素级别的校正，使原始影像符合真实地物在地球表面位置分布规律，从而生成新的栅格影像。

几何校正的常用方法实验遥感影像的几何校正方法包括：仿射变换模型在实验中，仿射变换模型适用于影像伸缩和旋转校正，可以通过3个或4个GCP实现，其变换公式为：Xa = a1X + a2Y + a3Ya = a4X + a5Y + a6其中，Xa和Ya为校正后的像素坐标，X和Y为未校正的像素坐标，a1、a2、a3、a4、a5、a6是校正参数。

第1篇一、实验目的本次实验旨在学习遥感影像处理中的裁剪与拼接技术，通过对遥感影像进行裁剪和拼接，提高遥感数据的可用性和分析效率。

二、实验背景遥感技术是获取地球表面信息的重要手段，广泛应用于资源调查、环境监测、灾害评估等领域。

遥感影像经过处理和提取后，才能为实际应用提供有价值的信息。

裁剪与拼接是遥感影像处理中的基本操作，通过对影像进行裁剪和拼接，可以去除无关信息，提高影像的可用性。

三、实验材料1. 遥感影像数据：包括多景遥感影像，如Landsat、Sentinel-2等；2. 裁剪与拼接软件：如ENVI、ArcGIS等；3. 实验环境：计算机、遥感数据处理软件等。

四、实验步骤1. 数据准备（1）选择遥感影像数据，确保影像质量良好、覆盖范围完整；（2）对遥感影像进行预处理，包括辐射校正、大气校正等，提高影像质量。

2. 裁剪操作（1）确定裁剪范围：根据实验需求，选择合适的裁剪范围，如行政区域、研究区域等；（2）使用裁剪工具对遥感影像进行裁剪，生成新的影像。

3. 拼接操作（1）选择拼接方式：根据实际情况，选择合适的拼接方式，如同名像元拼接、重叠区域拼接等；（2）使用拼接工具对遥感影像进行拼接，生成新的影像。

4. 质量评估（1）检查拼接后的影像是否完整，是否存在缝隙、错位等问题；（2）分析拼接区域的地物特征，确保拼接效果良好。

五、实验结果与分析1. 裁剪结果经过裁剪操作，生成了新的遥感影像，去除了无关信息，提高了影像的可用性。

2. 拼接结果经过拼接操作，生成了新的遥感影像，拼接区域地物特征良好，拼接效果满意。

3. 质量评估（1）拼接后的影像完整，无缝隙、错位等问题；（2）拼接区域地物特征良好，拼接效果满意。

六、实验结论通过本次实验，掌握了遥感影像的裁剪与拼接技术，提高了遥感数据的可用性和分析效率。

在实际应用中，可根据具体需求选择合适的裁剪与拼接方法，为遥感数据处理提供有力支持。

七、实验心得1. 裁剪与拼接是遥感影像处理中的基本操作，对于提高遥感数据的可用性具有重要意义；2. 在实际操作中，应根据具体需求选择合适的裁剪与拼接方法，确保拼接效果良好；3. 学习遥感影像处理技术，有助于提高遥感数据的分析和应用水平。

实验三 ENVI影像的几何校正本专题旨在介绍如何在ENVI中对影像进行地理校正，添加地理坐标，以及如何使用ENVI进行影像到影像的几何校正。

遥感图像的几何纠正是指消除影像中的几何形变，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新影像。

一般常见的几何纠正有从影像到地图的纠正，以及从影像到影像的纠正，后者也称为影像的配准。

遥感影像中需要改正的几何形变主要来自相机系统误差、地形起伏、地球曲率以及大气折射等。

几何纠正包括两个核心环节：一是像素坐标的变换，即将影像坐标转变为地图或地面坐标；二是对坐标变换后的像素亮度值进行重采样。

本实验将针对不同的数据源和辅助数据，提供以下几种校正方法：Image to Map几何校正：通过地面控制点对遥感图像几何进行平面化的过程，控制点可以是键盘输入、从矢量文件中获取。

地形图校正就采取这种方法。

Image to image几何校正：以一副已经经过几何校正的栅格影像作为基准图，通过从两幅图像上选择同名点（GCP）来配准另一幅栅格影像，使相同地物出现在校正后的图像相同位置。

大多数几何校正都是利用此方法完成的。

Image to image自动图像配准：根据像元灰度值自动寻找两幅图像上的同名点，根据同名点完成两幅图像的配准过程。

当同一地区的两幅图像由于各自校正误差的影像，使得图上的相同地物不重叠时，可利用此方法进行调整1. 地形图的几何校正（1）打开并显示地形图从ENVI主菜单中，选择file →open image file，打开3-几何校正\地形图\G-48-34-a.JPG。

（2）定义坐标从ENVI主菜单栏中，选择Map →Registration →Select GCPs：Image to map。

在image to Map Registration对话框中，点击并选择New,定义一个坐标系从ENVI主菜单栏中，选择Map →Registration →Select GCPs: Image to Map。

遥感几何校正实验报告遥感几何校正实验报告一、引言遥感技术在地球科学和环境研究中起着至关重要的作用。

遥感图像的几何校正是确保图像的准确性和可用性的关键步骤之一。

本实验旨在通过对遥感图像进行几何校正，探索校正过程中的方法和技术。

二、实验目的1. 了解遥感图像的几何校正原理和意义；2. 掌握几何校正的基本步骤和技术；3. 分析几何校正对遥感图像质量的影响。

三、实验材料与方法1. 实验材料：- 遥感图像数据集；- 几何校正软件。

2. 实验方法：- 导入遥感图像数据集；- 对图像进行几何校正；- 分析校正前后图像的差异。

四、实验过程与结果1. 数据导入：在几何校正软件中导入遥感图像数据集，确保图像能够正确显示。

2. 几何校正：根据几何校正软件的操作指南，按照以下步骤进行几何校正：a) 选择合适的控制点：根据图像中的特征选择控制点，以确保校正的准确性；b) 校正图像：通过对控制点进行配准，对图像进行几何校正；c) 评估校正结果：查看校正后的图像，与原始图像进行对比，评估校正的效果。

3. 结果分析：a) 观察校正后的图像：比较校正前后图像的差异，注意观察图像的形状、位置和尺度是否发生变化；b) 分析校正效果：根据观察结果，评估几何校正的效果。

若图像形状、位置和尺度变化较小，说明校正效果较好；c) 讨论校正结果：讨论校正结果对后续遥感分析的影响，如地物提取、变化检测等。

五、讨论与总结几何校正是遥感图像处理的重要步骤，能够提高图像的准确性和可用性。

本实验通过对遥感图像进行几何校正，探索了校正过程中的方法和技术。

校正后的图像形状、位置和尺度变化较小，说明校正效果较好。

几何校正结果对后续遥感分析有重要影响，能够提高地物提取和变化检测的精度。

然而，几何校正过程中仍存在一些挑战和限制。

例如，控制点的选择和配准的准确性对校正结果至关重要。

此外，校正过程中可能出现图像畸变和信息丢失的情况，需要在校正结果的评估中进行综合考虑。

实验三 ENVI影像的几何校正本专题旨在介绍如何在ENVI中对影像进行地理校正，添加地理坐标，以及如何使用ENVI进行影像到影像的几何校正。

遥感图像的几何纠正是指消除影像中的几何形变，产生一幅符合某种地图投影或图形表达要求的新影像。

一般常见的几何纠正有从影像到地图的纠正，以及从影像到影像的纠正，后者也称为影像的配准。

遥感影像中需要改正的几何形变主要来自相机系统误差、地形起伏、地球曲率以及大气折射等。

几何纠正包括两个核心环节：一是像素坐标的变换，即将影像坐标转变为地图或地面坐标；二是对坐标变换后的像素亮度值进行重采样。

本实验将针对不同的数据源和辅助数据，提供以下几种校正方法：Image to Map几何校正：通过地面控制点对遥感图像几何进行平面化的过程，控制点可以是键盘输入、从矢量文件中获取。

地形图校正就采取这种方法。

Image to image几何校正：以一副已经经过几何校正的栅格影像作为基准图，通过从两幅图像上选择同名点（GCP）来配准另一幅栅格影像，使相同地物出现在校正后的图像相同位置。

大多数几何校正都是利用此方法完成的。

Image to image自动图像配准：根据像元灰度值自动寻找两幅图像上的同名点，根据同名点完成两幅图像的配准过程。

当同一地区的两幅图像由于各自校正误差的影像，使得图上的相同地物不重叠时，可利用此方法进行调整1. 地形图的几何校正（1）打开并显示地形图从ENVI主菜单中，选择file →open image file，打开3-几何校正\地形图\G-48-34-a.JPG。

（2）定义坐标从ENVI主菜单栏中，选择Map →Registration →Select GCPs：Image to map。

在image to Map Registration对话框中，点击并选择New,定义一个坐标系从ENVI主菜单栏中，选择Map →Registration →Select GCPs: Image to Map。

实验三、遥感图像的几何校正与裁剪实验内容：1.图像分幅裁剪（Subset Image）2.图像几何校正（Geometric Correction）3.图像拼接处理（Mosaic Imgaes）4.生成三维地形表面（3D Surfacing）1.图像分幅裁剪在实际工作中，经常需要根据研究工作范围对图像进行分幅裁剪，按照ERDAS IMAGINE 8.4实现图像分幅裁剪的过程，可以将图像分幅裁剪为两类型：规则分幅裁剪，不规则分幅裁剪。

1.1规则分幅裁剪(以c:\Program File\ IMAGINE 8.4\examples\lanier.img为例)规则分幅裁剪是指裁剪图像的范围是一个矩形，通过左上角和右上角两点的坐标可以确定图像的裁剪位置，过程如下：方法一:→ERDAS IMAGINE 8.4 图标面板菜单条：Main→Data Preparation(或单击ERDAS IMAGINE 8.4 图标面板工具条“DataPrep”图标)→打开Data Preparation 对话框→单击Subset Image按钮，打开Subset对话框在Subset对话框中需要设置下列参数：→输入文件名（Input File）:lanier.img→输出文件名（Output File）:lanier_sub.img→坐标类型（Coordinate Type）:Map→裁剪范围（Subset Definition）:ULX、ULY、LRX、LRY（注：ULX，ULY是指左上角的坐标，LRX,LRY是指右上角的坐标，缺省状态为整个图像范围）→输出数据类型（Output Data Type）:Unsigned 8 Bit→输出文件类型（Output Layer Type）:Continuous→输出统计忽略零值:Ignore Zero In Output Stats→输出像元波段（Select Layers）:2,3,4→OK(关闭Subset对话框，执行图像裁剪)方法二:→ERDAS IMAGINE 8.4图标面板菜单条:Main→Start IMAGINE Viewer(或单击RDAS IMAGINE 8.4图标面板工具条“Viewer”图标)→打开一个二维视窗→单击视窗工具条最左端的“打开文件”图标→打开Select Layer To Add对话框在Select Layer To Add对话框完成以下设置：→Look In:examples→File Name:lanier.img→Files of type:IMAGINE Image→双击OK按钮→在二维视窗中打开lanier.img文件→单击ERDAS IMAGINE 8.4 图标面板工具条“DataPrep”图标 →打开Data Preparation对话框→单击Subset Image按钮→打开Subset对话框在Subset对话框中需要设置下列参数：→输入文件名（Input File）:lanier.img→输出文件名（Output File）:lanier_sub.img→坐标类型（Coordinate Type）:Map→输出数据类型（Output Data Type）:Unsigned 8 Bit →输出文件类型（Output Layer Type）:Continuous→输出统计忽略零值:Ignore Zero In Output Stats→输出像元波段（Select Layers）:2,3,4→单击From Inquire Box按钮→打开Invalid Coordinate Type对话框→单击Continue→在显示图像文件lanier.img视窗中单击工具条的“+”按钮,打开Inquire Cursor 对话框,在视窗中移动十字光标,确定裁剪范围左上角和右下角,读取其坐标分别填入Subset Image对话框的ULX,ULY中和LRX,LRY中→单击OK按钮(关闭Subset对话框，执行图像裁剪)方法三:首先在视窗中打开lanier.img文件→AOI→Tools打开AOI工具面板→单击矩形框确定裁剪范围→File→Save→AOI Layer As→打开Save AOI As对话框,输入文件名:2→单击OK(退出Save AOI As对话框)→单击ERDAS IMAGINE 8.4 图标面板工具条“DataPrep”图标 →打开Data Preparation对话框→单击Subset Image按钮→打开Subset对话框在Subset对话框中需要设置下列参数：→输入文件名（Input File）:lanier.img→输出文件名（Output File）:lanier_sub.img→坐标类型（Coordinate Type）:Map→输出数据类型（Output Data Type）:Unsigned 8 Bit→输出文件类型（Output Layer Type）:Continuous →输出统计忽略零值:Ignore Zero In Output Stats →输出像元波段（Select Layers）:2,3,4→单击AOI按钮→打开Choose AOI对话框→在Choose AOI对话框作如下设置：→AOI Source:File→AOI File:2→单击OK(退出Choose AOI对话框)→单击OK(退出Subset对话框,执行图像裁剪)→单击OK(退出Modeler对话框,完成图像裁剪)1.2不规则分幅裁剪不规则分幅裁剪是指裁剪图像的边界范围是个任意多边形，无法通过左上角和右下角两点的坐标确定图像的裁剪位置，而必须事先生成一个完整的闭合多边形区域，可以是一个AOI多边形，也可以是ArcInfo的一个Polygon Coverage，针对不同的情况采用不同的裁剪过程。

实验报告实验名称：遥感图像的几何校正课程名称：《遥感导论》教师：院系：矿业工程学院班级：姓名：遥感图像的几何校正实验报告一、实验目的通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本原理和和方法，理解遥感图像几何校正的意义。

二、实验环境操作系统：windows 8.1软件：ENVI 4.3三、实验内容ERDAS 软件中图像预处理模块下的图像几何校正几何校正的必要性：由于遥感平台位置和运动状态的变化、地形起伏、地球表面曲率、大气折射、地球自转等因素的影响，遥感图像在几何位置上会发生变化，产生诸如行列不均匀，像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等畸变，称为遥感图像的几何畸变。

产生畸变的图像给定量分析及位置配准造成困难，因此在遥感数据接收后需要对图像进行几何校正以使其能够反映出接近真实的地理状况。

几何校正的原理：遥感影像相对于地图投影坐标系统进行配准校正，即要找到遥感影像与地图投影坐标系统之间的数学函数关系，通过这种函数关系可计算出原遥感影像中每个像元在地图投影坐标系统上的位置从而得到校正后的图像遥感影像相对于地图投影坐标系统进行配准校正，即要找到遥感影像与地图投影坐标系统之间的数学函数关系，通过这种函数关系可计算出原遥感影像中每个像元在地图投影坐标系统上的位置从而得到校正后的图像。

在本次实验中采用的是Polynomial(多项式变换)的模型，通过在遥感影像和参考图像上分别选取相应的控制点，求出二元二次多项式函数：25243210'25243210'y b x b xy b y b x b b y y a x a xy a y a x a a x +++++=+++++=，得到变换后的图像坐标（x ′,y ′）与参考图像坐标的关系，从而对图像进行几何校正。

实验步骤：运行ENVI 软件第一步：显示图像文件从ENVI 主菜单中，选择File —— Open Image File 当Enter Data Filename文件选择对话框出现后，选择进入当前目录下的"几何校正"子目录，从列表中选择bldr_tm.img和bldr_sp.img文件。

一、实验目的1. 掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤；2. 掌握图像拼接的原理，以及两幅图像拼接的时候需要的条件，掌握拼接技术；3. 学习通过 ERDAS 进行遥感图像规则分幅裁剪，不规则分幅裁剪和掩膜处理。

二、实验内容1. 规则分幅裁剪：根据行列号、左上角和右下角两点坐标、图像文件、ROI 矢/量文件等获取矩形裁剪范围，进行规则裁剪。

2. 不规则分幅裁剪：通过手动绘制裁剪范围和外部矢量数据裁剪图像两种方法进行不规则裁剪。

3. 掩膜处理：对全州县东山瑶族自治乡七宝坑研究区TM影像进行掩膜处理，提取研究区信息。

三、实验步骤1. 规则分幅裁剪：（1）打开ENVI软件，选择File>Open Image File，导入124-42双牌幅TM影像数据。

（2）选择File>Save File As>ENVI Standard，创建新文件。

（3）选择Import File，导入裁剪范围数据。

（4）在ENVI主菜单栏中选择File>Save As，保存裁剪后的图像。

2. 不规则分幅裁剪：（1）打开ENVI软件，导入124-42双牌幅TM影像数据。

（2）选择File>Save File As>ENVI Standard，创建新文件。

（3）在ENVI界面中，使用鼠标绘制裁剪范围或导入外部矢量数据。

（4）在ENVI主菜单栏中选择File>Save As，保存裁剪后的图像。

3. 掩膜处理：（1）打开ENVI软件，导入124-42双牌幅TM影像数据。

（2）选择File>Save File As>ENVI Standard，创建新文件。

（3）在ENVI界面中，使用掩膜工具对研究区进行掩膜处理。

（4）在ENVI主菜单栏中选择File>Save As，保存掩膜后的图像。

四、实验结果与分析1. 规则分幅裁剪：成功获取124-42双牌幅TM影像数据的矩形裁剪范围，裁剪后的图像符合预期。

遥感实验报告几何校正1. 引言遥感技术在地球科学领域中起着至关重要的作用，可以提供大量的空间信息。

然而，由于地球曲率、地表高程、投影效果等原因，遥感图像中存在一定的几何失真。

为了解决这些问题，需要对遥感图像进行几何校正，以确保图像的精确度和准确性。

本实验旨在通过软件工具进行遥感图像的几何校正，以便更好地分析和解读遥感图像所提供的信息。

2. 实验目标本实验的主要目标是对给定的遥感图像进行几何校正，达到以下几个具体目标：1. 去除图像中的地理畸变，使图像上的物体形状和比例与现实世界相符合；2. 将图像从传感器坐标系转换到地理坐标系，使图像可以与其他地理数据进行叠加分析；3. 评估图像几何校正的效果，验证几何校正的有效性。

3. 实验步骤3.1 数据准备在实验开始前，我们需要准备一幅遥感图像和其对应的地理坐标信息。

安装并配置合适的遥感图像处理软件，以便进行后续的操作。

3.2 图像去畸变首先，需要对图像进行去畸变处理，以消除地理畸变对图像造成的影响。

根据实际情况选择适合的去畸变算法，对图像进行处理，并保存处理后的图像。

3.3 坐标系转换将处理后的图像从传感器坐标系转换到地理坐标系。

选择合适的坐标转换方法和参数，进行坐标系转换，并保存转换后的图像。

3.4 评估几何校正效果通过对比几何校正前后的图像，评估几何校正的效果。

可以采用多种指标进行评估，如虚拟控制点对比、图像配准精度等。

4. 实验结果经过上述实验步骤，我们成功实现了对遥感图像的几何校正。

通过图像去畸变和坐标系转换，我们得到了一幅与现实世界相符合的几何校正后的遥感图像。

评估几何校正效果时，通过与虚拟控制点对比和图像配准精度的测量，我们发现几何校正的效果符合预期，并且达到了较好的精度要求。

5. 结论与展望本实验通过对遥感图像进行几何校正，成功消除了图像中的地理畸变，实现了图像的空间精确定位。

几何校正的结果具有较高的精度和准确性，可以为后续的遥感图像分析和解读提供可靠的基础。

实验三遥感图像预处理（波段合成、裁剪与拼接）一、 实验目的通过实验了解整个图像的预处理过程，从而加深对遥感图像计算机处理的内容及概念的理解。

二、 实验内容1.自定义坐标系2.波段合成（图像融合）3.图像镶嵌（图像拼接）4.图像裁剪三、 实验数据1. TM-30m.img2. bldr_sp.img3. Mosaic1.img4. Mosaic2.img5. bhtmsat.img6. can_tmr.img7. qb_boulder_msi.img8. qb_boulder_pan.img四、 实验操作原理及步骤遥感图像预处理主要包括图像几何校正、图像融合、图像镶嵌、图像裁剪等过程，其处理顺序一般如下图所示。

图 1一般图像预处理流程1.自定义坐标系一般国外商业软件坐标系都分为标准坐标系和自定义坐标系两种。

我国情况较为特殊，往往需要自定义坐标系。

所以，在ENVI第一次使用时，需要对系统自定义北京54坐标系西安80坐标系。

1.1添加参考椭球体找到ENVI系统自定义坐标文件夹—C:\Program Files\ITT\IDL708\products\envi46\map_proj。

根据每台电脑安装的路径以及版本不同而略有不同。

以记事本形式打开ellipse.txt，将“Krasovsky,6378245.0,6356863.0”和“IAG-75,6378140.0,6356755.3”加入文本末端。

（这里主要是为了修改克拉索夫斯基因音译而产生的错误，以便让其他软件识别；另外中间的逗号必须是英文半角。

）1.2添加基准面以记事本格式打开datum.txt，将“Beijing-54, Krasovsky, -12, -113, -41”和“Xi'an-80,IAG-75,0,0,0”加入文本末端。

1.3定义坐标定义完椭球参数和基准面后就可以在ENVI中以我们定义的投影参数新建一个投影信息（Customize Map Projections），在编辑栏里分别定义投影类型、投影基准面、中央子午线、缩放系数等，最后添加为新的投影信息并保存。