自定义RPC文件的影像正射校正

         航空影像(框幅式和数码)和丢失RPC参数(缺少)卫星影像数据可以根据相机参数、传感器参数、外方位元素和地面控制点。支持的数据包括扫描的框幅式航空相片、框幅中心投影的航空数码相片(如Vexcel UltraCamD)、线中心投影的航空数码相片(如ADS40)、推扫式卫星(如ALOS PRISM/AVINIR, ASTER, CARTOSAT-1, FORMOSAT-2, GeoEye-1, IKONOS, IRS-C, KOMPSAT-2, MOMS, QuickBird, WorldView-1, SPOT等)。正射校正一般步骤为:

(1)          进行内定向(Interior Orientation,只针对航空相片而言)——内定向将建立相机参数和航空像片之间的关系。它将使用航片间的条状控制点、相机框标点和相机的焦距,来进行内定向。

(2)          进行外定向(Exterior Orientation)——外定向将把航片或者卫片上的地物点同实际已知的地面位置(地理坐标)和高程联系起来。通过选取地面控制点,输入相应的地理坐标,来进行外定向。

(3)          使用数字高程模型(DEM)进行正射校正——这一步将对航片和卫片进行真正的正射校正。校正过程中将使用定向文件、卫星位置参数,以及共线方程(collinearity equations)。共线方程是由以上两步,并利用数字高程模型(DEM)共同建立生成的。

下面以一副SPOT4 PAN数据为例,以Tiff格式提供,介绍自定义RPC法正射校正卫星图像的操作过程,其他数据具有类似的操作过程。

第一步、准备数据

    除了SPOT4图像数据外,还需要6个以上的地面控制点信息(包括高程信息),以及一些图像的属性信息,包括焦距长度、像元大小、入射角大小。图像所在地区的DEM数据文件。

第二步、构建RPC文件

首先在ENVI中打开SPOT4图像数据,按照以下步骤构建RPC文件。

一、        内定向

在主菜单中,选择Map->Build RPC。在Select Input File对话框中,选择SPOT4图像数据文件,单击OK按钮,打开Build RPC面板,下面设置Build RPC面板中的参数。

l Type(相机类型):Pushbroom Sensor

l Focal Length(焦距长度):1082.0

l Principal Point x0(像中心点x坐标)&Principal Point y0(像中心点坐标):0

l X Pixel Size(mm)&Y Pixel Size(mm)(X/Y像素大小):0.013

l Incidence Angle Along Track(沿轨道方向入射角):0

l Incidence Angle Across Track(垂直轨道方向入射角):16.8

l Sensor Line Along Axis(传感器前进方向轴):X

l Polynomial Orders(多项式系数):都选择2

 

Sensor Name

Focal Length (mm)

Image Pixel Size (mm)

ADS40

62.77

(0.0065, 0.0065)

ALOS AVNIR-2

800.0

(0.0115, 0.0115)

ALOS PRISM

1939.0

(0.007 cross-track, 0.0055 along-track)

ASTER

329.0 (Bands 1, 2, 3N)

376.3 (Band 3B)

(0.007, 0.007)

Bands 1, 2, 3N, 3B

EROS-A1

3500

(0.013, 0.013)

FORMOSAT-2

2896

(0.0065, 0.0065) Pan

IKONOS-2

10000

(0.012, 0.012) Pan

IRS-1C

982

(0.007, 0.007) Pan

IRS-1D

974.8

(0.007, 0.007) Pan

KOMPSAT-2

900 Pan
2250 Multispectral

(0.013, 0.013)

Kodak DCS420

28

(0.009, 0.009)

MOMS-02

660

(0.01, 0.01)

QuickBird

8836.2

(0.013745, 0.013745)

SPOT-1 ~4

1082

(0.013, 0.013) Pan

SPOT-5 HRS

580

(0.0065, 0.0065) Pan

STARLABO TLS

60

(0.007, 0.007)

Vexcel UltraCamD

101.4

(0.009, 0.009) Pan

Z/I Imaging DMC

120

(0.012, 0.012)

表 常见传感器焦距长度和像元分辨率

二、        外定向

(1)           在Build RPC面板中,单击Select GCPs in Dsiplay按钮,在打开的Select GCPs in Display对话框中(图1),选择Select Projection for GCPs,设置控制点的投影参数,单击OK进入控制点选择界面(Exterior Orientation GCPs)。

 


图1 Select GCPs in Display对话框

(2)           控制点的选择与几何校正中的选择方式一样,这里就不叙述。

(3)           选择12个控制点,RMS控制在1个像素左右,在Exterior Orientation GCPs对话框中,选择Options-> Export GCPs to Build RPCs Widget,根据控制点信息计算外方位元素。

 

自定义RPC文件的影像正射校正_第1张图片
图2 利用GCP计算的外方位元素

(4)           回到Build RPC面板中,可以看到计算得到的外方位元素。单击OK按钮,出现最大与最小高程选择(Minimum Elevation、Maximum Elevation),系统会自动计算一个默认值,可通过其他途径获取图像所在地区的高程信息。

(5)           单击OK,执行RPCs计算。

计算得到的RPCs信息会自动保存在数据文件的头文件中(.hdr),并与图像文件相关联。

 

自定义RPC文件的影像正射校正_第2张图片

图3  Build RPCs参数设置结果

第三步、执行正射校正

这一步使用Generic RPC and RSM菜单,提供两种正射纠正方法:地面控制点和无地面控制点。

(1)          在主菜单中,选择Map->Orthorectification->Generic RPC and RSM-> Orthorectify using RPC or RSM。在打开的Select File to Orthorectify对话框中选择SPOT4文件。

(2)          在打开的Orthorectification Parameters对话框中,选择DEM文件等相应的正射校正输出参数。

(3)          单击OK按钮,执行正射校正过程。

 


图4 正射校正输出参数设置

 

摘自《ENVI遥感图像处理方法》科学出版社2012 第三次印刷

你可能感兴趣的:(File,Build,Parameters,图像处理,prism,tiff)