(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 |
(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。
(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。
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