ENVI自動地理配準:GCP地面控制點的自動產生

疯狂学习GIS發表於2024-05-23

  本文介紹基於ENVI軟體,利用“Image Registration Workflow”工具實現柵格遙感影像自動尋找地面控制點從而實現地理配準的方法。

  在ENVI手動地理配準柵格影像的方法這篇文章中,我們介紹了在ENVI Classic 5.3 (64-bit) 軟體中透過“Select GCPs: Image to Image”工具手動指定地面控制點(GCP),並對兩景遙感影像進行地理配準的方法。這一方法因為其地面控制點的尋找需要手動進行,所以較為不方便。本文就介紹一種在ENVI 5.3 (64-bit) 軟體中,自動生成地面控制點,從而對遙感影像進行地理配準的方法。

  我們先來看一下本文需要實現的需求。現有以下兩景遙感影像,其中一景含有地理參考資訊,而另一景則不含有任何地理參考資訊。在ENVI軟體中開啟二者,可以看到其是重合在一起的,如下圖所示。

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  我們要做的,就是對上述兩景遙感影像進行自動地理配準。

  明確了具體需求,接下來就可以開始地理配準操作。首先,我們在ENVI軟體中開啟對應的兩景遙感影像;接下來,在ENVI的工具箱中,依次選擇“Geometric Correction”→“Registration”→“Image Registration Workflow”。

  彈出如下所示的“Image Registration”視窗。首先,是“File Selection”皮膚;其中,我們在第一個選項“Base Image File”中填入標準影像(在本文中就是那一景具有地理參考資訊的影像),在第二個選項“Warp Image File”中填入待配準影像(在本文中就是那一景不含地理參考資訊的影像)。

  隨後,點選“Next”,進入“Tie Points Generation”皮膚;如下圖所示。其中,“Main”與“Advanced”頁面中的各項引數都是和自動生成地面控制點有關的引數,我這裡就都保持預設;各引數的具體含義這裡就不再一一贅述,大家有需要的話直接點選皮膚左下方的小問號,檢視軟體幫助文件即可。

  我們需要著重設定的引數,是“Seed Tie Points”頁面中的相關內容。這裡需要注意,首先,如果大家待配準的兩景遙感影像和本文中一樣,即一景帶有地理參考資訊,而另一景不帶有地理參考資訊的話,就需要先手動選擇至少3個地面控制點(這三個點就叫做“種子點”),隨後軟體將自動生成剩餘的地面控制點。其次,如果大家待配準的兩景遙感影像都含有地理參考資訊,但是二者的空間差距比較大(比如其中一景空間拉伸嚴重),也需要先手動選擇幾個地面控制點作為種子點,隨後軟體將自動生成剩餘的地面控制點;這樣子可以提高地理配準的精度。此外的其他情況(即待配準的兩景遙感影像均含有地理參考資訊且空間差異不大),那麼就可以不生成任何種子點,直接進入下一步。

  我們前面也提到了,本文的待配準影像一景帶有地理參考資訊,而另一景不帶有地理參考資訊,因此軟體也會自動提醒我們,至少要先選擇3個種子點。

  種子點的選擇方法也非常簡單。點選“Start Editing”,隨後軟體將自動顯示“Base Image File”中輸入的影像。

  我們在這一景影像中找到一個具有代表性的地物的點。

  隨後,右鍵並選擇“Accept as Individual Points”。

  接下來,軟體將自動跳轉顯示“Warp Image File”中輸入的影像。我們在該影像中找到前述具有代表性地物在這張圖上的點,並同樣右鍵選擇“Accept as Individual Points”。

  此時,可以看到我們已經選好了第一個種子點。

  重複上述操作。我這裡選擇了4個種子點。

  全部種子點都選擇完畢後,點選“Stop Editing”。

  此時可以點選“Show Table”,檢視每一個種子點在兩景影像中的位置。

  沒有問題後,點選“Next”,進入“Review and Warp”皮膚。此時可以看到,系統已經透過我們剛剛選擇好的4個種子點,自動生成了59個新的地面控制點。

  此時可以點選“Show Table”,檢視每一個種子點在兩景影像中的位置,以及其各自的得分與誤差值。其中,我們可以對誤差值(最後一列)進行降序排列,如下圖所示。

  並透過視窗下方的紅色錯號將誤差值最大的若干個地面控制點刪除。

  確定無誤後,點選“Next”,進入“Export”皮膚。

  在這裡,我們配置好地理配準後的新圖層的儲存路徑與名稱,並還可以將地面控制點資訊一併匯出。

  匯出完畢後,我們檢視一下“Base Image File”中填入的標準影像與地理配準後得到的結果影像。透過調整右上角的透明度選項,我們可以看到兩景遙感影像的相對位置已經是正確的,即地理配準完成。

  如果對結果不滿意,我們可以將得到的地理配準後影像作為新的待配準影像,重新執行上述操作。

  至此,大功告成。

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