几何校正实验报告(Image to Image方法和Image to Map方法)

几何校正实验报告几何校正实验报告概述：几何校正是数字图像处理中的一项重要技术，它通过对图像进行几何变换，使得图像中的对象与实际场景中的对象保持一致。

本实验旨在通过对不同图像进行几何校正，探究几何校正对图像质量和几何形状的影响。

实验方法：本实验采用了一种常见的几何校正方法——相机标定法。

首先，我们使用了一台高分辨率的数码相机进行拍摄，拍摄目标是一张平面上的标定板。

标定板上有一些已知尺寸的特征点，通过测量相机与特征点之间的关系，我们可以得到相机的内外参数。

接下来，我们选取了几张不同场景的图像，利用相机的内外参数进行几何校正。

实验结果：经过几何校正，我们发现图像的质量得到了显著提升。

首先，图像的畸变现象得到了有效纠正。

在进行几何校正之前，由于相机镜头的畸变，图像中的直线可能会出现弯曲的情况。

而经过几何校正后，图像中的直线变得更加直观、准确。

其次，图像的尺度得到了恢复。

在进行几何校正之前，由于相机的投影变换，图像中的物体可能会出现形变，使得物体的尺寸无法准确测量。

而经过几何校正后，图像中的物体形状得到了恢复，尺寸测量的准确性得到了提高。

讨论与分析：几何校正在数字图像处理中具有广泛的应用价值。

首先，几何校正可以提高图像的测量精度。

在很多科学研究和工程应用中，对图像中物体的尺寸进行准确测量是非常重要的。

通过几何校正，可以消除相机系统带来的误差，提高测量的准确性。

其次，几何校正可以提高图像的可视化效果。

在很多图像处理任务中，如目标检测、目标跟踪等，图像的质量直接影响算法的性能。

几何校正可以消除图像中的畸变，使得图像更加直观、准确，提高算法的准确性和鲁棒性。

不过，几何校正也存在一些挑战和局限性。

首先，几何校正需要相机的内外参数，而相机的标定过程相对复杂，需要专业的设备和技术支持。

其次，几何校正可能会引入一定的误差。

在实际应用中，由于标定误差、图像噪声等因素的影响，几何校正的效果可能会有所降低。

因此，在进行几何校正时，需要综合考虑实际需求和误差容忍度。

遥感图像处理1.实习目的：了解ENVI 遥感图像处理软件基本功能，掌握四种图像几何校正的方法。

2.实用软件：ENVI4.3+IDL3.实验步骤：（1）基于自带信息的几何校正：a打开envi4.3软件，open external file—eos—modis，选择数据文件夹，找到1-modis—MOD02HKM文件—打开。

b跳出窗口，单击load band得到未纠正的遥感几何影像。

c选择主菜单—map—georeference modis，弹出窗口，选择校正的文件—第一个反射率的数据—ok。

d弹出对话框，在output map projection —geographic lat—output filename—选择输出路径，文件名modis.pts—ok。

e弹出窗口，output filename选择输出路径，文件名—modis.img—ok。

以下是校正前后对比图（gray scale）：校正前校正后（2）基于地理查找表GLT的几何校正a复制HDF5的补丁，ENVI的安装文件下—RSI—IDL63—products—envi43—save_add—粘贴。

b选择主菜单—file—open external file—gerneric formats—HDF5。

弹出窗口，选择数据文件Z_SATE_C_BAWX_20090104070730_P_FY3A_VIRRX_GBAL_L1_20090104_0510_1000M_MS—打开。

c弹出窗口，选择EV_RefSB—import to envi。

d用同样的方法打开定位经纬度文件（Latitude &Longitude）e主菜单—map—georeference from input geometr—build GLT，在input X geometry band 对话框中，选择经度longitude作为X波段，单击spacial subset,在select spatial subset中，设置samples为3。

一、实验名称遥感图像几何精纠正二、实验目的理解几何校正的原因，几何校正的原理，掌握用ENVI对影像进行几何校正的方法；了解整个实验的过程以及实验过程中要注意的事项。

三、实验原理由各种内外因素造成的遥感图像几何位置上的变化称为几何畸变，消除或者减弱其影响的过程即几何校正的过程。

试验中主要是通过若干控制点,建立不同图像间（基准影像和待纠正影像）的多项式空间变换和像元插值运算,实现遥感图像与实际地理图件间的配准 ,达到消减以及消除遥感图像的几何畸变。

几何校正又可分为影像到影像及影像到地图的配准。

四、数据来源本次实验所用数据来自于国际数据服务平台；landsat4-5波段30米分辨率TM 第三波段影像，投影为WGS-84，影像主要为山西省大同市恒山地区，中心纬度：38.90407 中心经度：113.11840。

五、实验过程1、打开并显示Landsat TM 影像文件1）打开并显示TM影像文件，从ENVI 主菜单中，选择File →Open Image File选择影像，点击Load Band 在主窗口加载影像。

2）新建主窗口，加载待校正影像（原图像偏转90度后所形成图像）。

《遥感数字图像处理》实验报告学号：姓名：邢晓辉（cuit）2、选取并处理地面控制点1）从ENVI 主菜单栏中，选择Map →Registration →Select GCPs: Image to Image，打开Image to Image Registration 对话框。

2) 在Image to Image Registration 对话框中，点击并选择Display #1 （SPOT 影像），作为Base Image。

点击Display #2（TM 影像），作为Warp Image。

3）点击OK，启动配准程序。

通过将光标放置在两幅影像的相同地物点上，来添加单独的地面控制点，在每个缩放窗口所需位置上，点击鼠标左键，调整光标点所处的位置。

Image to Image几何纠正步骤
第一步：打开并显示图像文件
选择主菜单–file—打开图像文件，将landsat7的图像和landsat5的图像分别显示在Diapiay 中。

第二步：启动几何矫正模块
1.选择——map——Registration——SelectGCPs：Image to Image；
2.选择矫正过的为基准图像，选择TM 中的为待矫正图像，选择OK；
第三步：采集地面控制点
在TM的和EDM的图像中分别拖动zoom进行寻找类似的点，找到类似的点，分别在两个图画上框，然后点Add point，以此类推，进行取点。

第四步：保存及校正参数输出结果
在Ground Control Slection 中的File 中的Save GCPs to ASC11中进行保存。

然后在Ground Control Slection 中的Option中的Warp file 中保存。

Warp——band.dat——Registeation Parameters——Cubic Convolution——OK然后选择好存储路径，单击OK。

第五步：检验校结果
选择主菜单–file—打开保存的文件进行校验。

遥感图像几何精校正实验名称：遥感图像的几何精校正。

实验目的：1.了解和熟悉envi软件的几何校正的原理2.熟悉和掌握envi软件的几何校正的功能和使用方法；3.对自己的图像先找到投影，再另存一幅图像，去掉投影，在其它软件中旋转一角度，用原先的图像作为参考对旋转后的图像进行几何校正，使得其比较精确。

实验原理：几何校正，主要方法是采用多项式法，机理是通过若干控制点，建立不同图像间的多项式控件变换和像元插值运算，实现遥感图像与实际地理图件间的配准，达到消减以及消除遥感图像的几何畸变。

多项式几何校正激励实现的两大步：1. 图像坐标的空间变换：有几何畸变的遥感图像与没有几何畸变的遥感图像，其对应的像元的坐标是不一样的，如下图1右边为无几何畸变的图像像元分布图，像元是均匀且不等距的分布。

为了在有几何畸变的图像上获取无几何畸变的像元坐标，需要进行两图像坐标系统的空间装换。

图1：图像几何校正示意图在数学方法上,对于不同二维笛卡儿坐标系统间的空间转换,通常采用的是二元n次多项式,表达式如下:其中x, y为变换前图像坐标, u, v为变换后图像坐标, aij , bij为多项式系数, n = 1, 2,3, ⋯。

二元n次多项式将不同坐标系统下的对应点坐标联系起来, ( x, y )和( u, v )分别应不同坐标系统中的像元坐标。

这是一种多项式数字模拟坐标变换的方法,一旦有了该多项式,就可以从一个坐标系统推算出另一个坐标系统中的对应点坐标。

如何获取和建立二元n次多项式,即二元n次多项式系数中a和b的求解,是几何校正成败的关键。

数学上有一套完善的计算方法,核心是通过已知若干存在于不同图像上的同名点坐标,建立求解n次多项式系数的方程组,采用最小二乘法,得出二元n次多项式系数。

不同的二元n次多项式,反映了几何畸变的遥感图像与无几何畸变的遥感图像间的像元坐标的对应关系, 其中哪种多项式是最佳的空间变换模拟式,能达到图像间坐标的完全配准,是需要考虑和分析的。

本科生实验报告书院系名称专业班级姓名学号指导教师第二步：启动几何校正模块在主菜单上选择map->Registration->select GCPs：image to image 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（bldr_sp.img）像而warp则指待校正影像（bldr_tm.img）。

选择OK!第三步：采集地面控制点进行选点：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。

剔除或调整误差较大的点。

第四步：选择校正参数输出接下来就是进行校正了：在ground control points.对话框中选择：options->warp file(as image to map),在出现的imput warp image中选中你要校正的影像tm，点ok进入registration parameters对话框：首先点change proj按钮，选择坐标系utm,然后更改象素的大小，输入为30m。

最后选择多项式校正方法.重采样方法（resampling）,一般都是选择双线性的（bilinear），最后的最后选择保存路径。

memory点OK三、实验总结：这次实验课学习到了很多新得东西，每个人都有各自的工作。

测量时标尺稍稍的偏移就会导致结果有误由于之前做过这个实验，所以实验中没有遇到什么问题。

实验开始前我们正常开始，并且我们每一步操作都跟往常理论学的一样，并且在等待其他组的过程当中我们组人员开始讨论问题出现在哪，这样大大避免了实验结果以及我们数据的操作错误，减少了人工以及时间的步骤，大大增加了我们对软件的使用，并且相信以后会更加熟练。

教师评语。

实验四 遥感图像几何精纠正一、 实验目的通过实验，上机操作ENVI软件中遥感影像几何校正的流程，进一步掌握遥感影像几何校正的概念、方法及软件实现，能够区分几种几何校正。

二、 实验内容1.几何校正的基本概念与原理2.基于自带定位星系的几何校正3.Image to Image几何校正4.Image to Map几何校正5.Image to 自动图像配准三、 实验数据1. MODIS02HKM.A2002248.0345.005.2007348121959.hdf2. bldr_sp.img3. bldr_tm.img4. bldr_rd.dlg5. 01-b.img6. 02-b.img四、 实验操作原理及步骤1.几何校正的基本概念与原理引起图像几何变形的原因分为系统性原因和非系统性原因。

前者一般是由传感器本身引起，可以用传感器模型来校正；而后者是传感器平台本身高度、姿态等不稳定以及地球曲率和空气折射、地形变化引起等。

我们这里介绍的几何精纠正就是为了消除这些非系统性几何变形。

几何校正是利用地面控制点和几何校正数学模型来校正非系统因素产生的误差，同时也是将图像投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。

ENVI针对不同的数据源和辅助数据，提供以下几种矫正方法：1）利用卫星自带的地理定位坐标文件进行几何校正主要针对重返周期短、空间分辨率低的卫星数据，地面控制点选择有相当的难度。

2）Image to Image几何校正通过从两幅图像上选择同名控制点来配准另一幅栅格文件，使相同地物出现在校正后的图像相同位置。

3）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、从矢量文件或栅格文件中获取。

4）Image to 自动图像配准根据像元灰度值或者地物特征自动寻找两幅图像的同名点，根据同名点完成两幅图像的配置过程。

ENVI中提供三种几何校正计算模型：仿射变换（RST）、多项式模型（Polynomial）、局部三角网（Triangulation）。

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。

1几何校正实验报告实验目的：1.学习几何校正的基本原理和方法；2.掌握几何校正实验的步骤和操作技能。

实验原理：几何校正是对图像进行仿射变换，以消除图像中的几何畸变。

几何畸变包括平移畸变、旋转畸变、尺度畸变和投影畸变等。

通过几何校正，可以将图像恢复到原始状态，使得图像中的直线边缘平直且垂直。

实验器材和材料：1.一台个人电脑；2.几何校正软件。

实验步骤：1.安装几何校正软件，并打开实验图像；2.在软件中选择几何校正功能，并选择所需的校正方法；3.根据需要，设置校正参数，例如旋转角度、平移距离和尺度变换等；4.点击开始校正按钮，软件将对图像进行自动校正；5.检查校正结果，如有需要，可以重新设置参数并再次进行校正；6.导出校正后的图像，并保存实验报告所需的相关数据和结果。

实验结果和分析：通过几何校正实验，我们得到了经过校正后的图像。

相比于原始图像，校正后的图像中的直线边缘更为平直且垂直，几何畸变得到有效消除。

校正后的图像具有更好的视觉效果和几何特征，更适合进行后续图像处理和分析工作。

几何校正实验的关键是选择合适的校正方法和参数。

校正方法可以根据实际情况选择，常用的有仿射变换、透视变换等。

参数的设置需要根据图像的实际情况进行调整，例如旋转角度、平移距离和尺度变换等。

在进行校正实验时，需要不断检查校正结果，并根据需要进行调整，以获得更好的校正效果。

几何校正是数字图像处理领域中的重要技术之一，广泛应用于医学图像处理、计算机视觉、机器人导航等领域。

通过几何校正，可以准确还原图像中的几何信息，提高图像的质量和准确性，为后续的图像分析和处理提供可靠的基础。

实验总结：通过本次几何校正实验，我学习到了几何校正的基本原理和方法，并掌握了几何校正实验的步骤和操作技能。

几何校正对于恢复图像的几何信息至关重要，应用广泛且具有重要的理论和实际意义。

在今后的学习和研究中，我将进一步深入了解几何校正的相关知识，并探索其在实际应用中的更多潜力。

几何校正一．图像对图像的校正实习目的：掌握图像对图像的校正方法及步骤实习数据：spot图像及相应地区的TM图像实习内容：以spot图像为基准，对TM进行校正，使校正后的图像据有正确的地理坐标。

实习步骤：1．控制点的选取（1）打开bldr_sp.img和bldr_tm.img”图像，在窗口中显示。

（2）选择Map ——Registration ——Select GCPs: Image to Image（3）在出现的对话框中，在“Base Image”下面选择bldr_sp.img；在“Warp Image”选择要纠正的TM影像。

（4）点击“OK”，出现对话框。

（5）从两幅图像上选择合适的像元做控制点，被选择的基准图象的坐标会在Pixel Locator中显示，点击“Add Point”，将选择的点添加到GCPs 列表里。

（6）用同样的方法添加4个控制点后，可以使用“Predict”功能，预测误差，尽量使RMS误差降至最小。

（最少选取5个点才能显示出误差,误差控制在一个像元内）（7）保存控制点文件File——Save GCPs to ASCII2．进行图像校正（1）择Map——Registration ——Warp from GCPs : Image to Image，选择已经做好的控制点文件，OK（2）在出现的对话框中，选择需要纠正的TM影像，OK。

（3）在出现对话框中，选择需要的SPOT影像做基准图，OK。

（4）从“Warp Method”下拉菜单中选择纠正方法，一般选择二元多项式法。

在“Resampling”下拉菜单中选择重采样方法，一般选择三次卷积法。

（5）选择保存文件的保存目录和文件名，点击“OK”开始纠正。

（6）图像校正结束后，生成的新的图像将出现在A vailable Bands List 中，可以将图像打开，查看校正的效果。

二．地形图对影像进行几何校正1.主菜单Map——Registration——Select GCPs Image to Map——在弹出的窗口的zone中输入13——OK2.在用来纠正的地形图上选着一个控制点——在该点处点右键选择Pixel Locator——Export3.在Cround Crotrol Points Selection窗口中点击Add Point4.依次选择5个控制点，误差控制在一个像元内5.点File——Save GCPs w/map Coords,保存6.主菜单Map——Registration——Warp fron GCPs:Image to Map——选择刚才保存的控制点文件——确定——OK——选择需要的影像——OK，其中Method 选择Polynmial，Resampling选择第三个。