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[数据预处理] 高分四号(GF4)多光谱数据在ENVI下的几何校正

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发表于 2017-2-14 15:10:32 | 显示全部楼层 |阅读模式

  2015年12月29日,"高分四号"卫星在西昌卫星发射中心成功发射。

  2017年2月15日,"高分四号"卫星在遥感集市上可以免费下载。

  高分四号(GF-4)卫星是我国第一颗地球同步轨道遥感卫星,也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。什么叫地球同步轨道呢?就是在天空某个位置固定着不动了,和地球的轨道完全同步,其意义在于可在高空长时间"盯着"很大一片区域(譬如整个太平洋),这和低轨卫星有很大区别,低轨卫星监测范围无法与"高分四号"相提并论。高分四号具备可见光、多光谱和红外成像能力,其中可见光和多光谱谱段分辨率50m,红外谱段分辨率400m,同时具备高时间分辨率的优势。

  下文以一景2016年3月10日获取的华北地区GF4多光谱数据为例,介绍在ENVI下进行GF4多光谱数据几何处理的方法,测试所用到的数据级别为L1A。

  1.工具及流程

  对于GF4多光谱(PMS)和红外(IRS)数据来说,由于分发的L1A级产品均提供相应的RPC参数文件,因此可以直接采用ENVI提供的正射校正流程化工具进行正射校正。但直接正射校正后(无控制点)发现图像几何位置与实际位置存在较大偏差(与Landsat系列L1T级数据对比)。因此,在正射校正结束后还需要对图像做一个自动配准,这里的基准影像推荐使用Landsat系列数据(建议重采样至GF4对应分辨率,如:50m)。

  针对GF4多光谱数据,推荐使用的几何处理流程如下:

  

002ajk6hzy71tmJ0y179d&690.png


  图1 GF4-PMS数据几何处理流程

  2.详细操作步骤

  2.1数据打开

  启动ENVI软件;

  在工具栏上,点击图标,弹出Open对话框,找到数据存放文件夹,选择扩展名为.tiff多光谱数据,点击打开(图2)。

002ajk6hzy71tmJ9lJdcf&690.png

  图2 文件打开对话框

  打开后数据会自动加载其中一个波段,在加载的图层上,右键选择View
Metadata,弹出元数据查看面板。可以看到,软件自动识别影像的RPC参数信息(图3),下面我们就可以使用这些参数进行正射校正。
  

002ajk6hzy71tmJ1lgS32&690.png

  图3 元数据查看面板

  2.2正射校正

  在Toolbox中,选择Geometric Correction > Orthorectification > RPC
Orthorectification Workflow,弹出RPC Orthorectification File
Selection文件选择面板(按图4所示选择文件);

  

002ajk6hzy71tmJ8b1w1a&690.png

  图4 RPC Orthorectification之File Selection面板

  在RPC Refinement面板中,切换到Advanced选项卡,修改Output Pixel Size为50,Image
Resampling选择Cubic Convolution,其他参数保持默认(图5);  

002ajk6hzy71tmJuyurc7&690.png

  图5 RPC Orthorectification之RPC Refinement面板

  切换到Export选项卡下,设置Output Filename正射校正结果输出路径及文件名。点击Finish开始执行。

  2.3自动配准

  在进行自动配准之前,我们先打开基准影像(File >
Open)。这里的基准影像采用Landsat8全色波段数据,并使用ENVI提供的Resize Data工具将分辨率从15米重采样至50m;

  在Toolbox中,选择Geometric Correction > Registration >Image Registration
Workflow,弹出Image Registration File Selection面板,按图6所示选择对应文件,点击Next;

  

6.png

  图6 Image Registration之File Selection面板

  在Tie Points Generation连接点自动生成面板中,切换到Advanced选项卡,Matching Band in Warp
Image选择Band5近红外波段,Search Window
Size设置为500(当基准影像与待配准影像位置相差较大时,需适当增加搜索窗口大小),其他参数保持默认,点击Next;  

7.png

  图7 Image Registration之Tie Points Generation面板

  在Review and Warp面板中,可以看到自动生成的连接点数为81个;  

8.png

  图8 Image Registration之Review and Warp面板

  点击Show Table按钮,弹出Tie Points Attribute Table面板,选中ERROR所在列并右键选择Sort by
Selected Column Reverse,根据误差从大到小对连接点进行排序。在面板下方,显示了所有连接点的总误差RMS
Error:2.242020(单位:像素)。依次选中误差较大的点,点击下方删除按钮删除,也可以对比修改点位,直到满足要求为止。这里,根据误差大小,直接删除误差较大的连接点,最终保留43个连接点,此时RMS
Error为0.985741,在一个像素内(图9);  

9.png

  图9 自动生成的连接点列表

  切换到Warping选项卡,Resampling选择Cubic Convolution,Output Pixel Size From选择Warp
Image,其他参数默认(图10),点击Next;

11.png

  图10 Image Registration之Review and Warp面板

  在Export面板中,设置配准结果输出路径和文件名,点击Finish执行。

11.png

  图11 Image Registration之Export面板

  2.4结果查看

  分别加载配准结果与Landsat8全色数据,借助Portal工具查看配准结果与基准影像的位置关系。可以发现,二者能够很好的重叠(图12),说明配准精度较高。  

12.png

13.png

14.png

  图12 GF4-PMS配准结果与基准影像局部对比



内容来源:网络

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RS学渣

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发表于 6 天前 | 显示全部楼层
楼主你好!请问您选择的基准影像 landsat全色 幅宽是多少呢?
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