多幅高分一号WFV影像重叠区存在几何误差的处理
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2016-06-20
高分一号（GF-1）卫星搭载了四台16m分辨率多光谱相机WFV。一次成像可以覆盖800x800km范围，4个波段和2天的重复周期，在自然资源等领域具有非常大的应用价值。
WFV数据一般有两种分发产品：带RPC文件的L1A级和不带RPC文件的无控制点预正射L1A级，前者较为常见。两种产品的WFV1~4相邻图像有部分重叠区，可能会出现以下问题：
（1）未预正射产品在无控制点情况下进行正射校正（DEM分辨率为90米），重叠区可能出现几何误差的情况，山区尤其明显。如下图所示。
图：左边-明显错位，右边-50%透明明显重影
（2）预正射产品的重叠区也可能出现几何误差的情况，如下图所示。
图：左边-明显错位，右边-50%透明明显重影
常见解决方法可以对两幅影像的重叠区选择一些控制点，利用控制点对其中一幅影像做几何校正。
本文介绍对未预正射产品进行处理的方法：以一副影像作为参考影像，分别对两幅或者多幅影像进行正射校正。整个过程为全自动。需要使用ENVI5.3 SP1中新增的RPC Orthorectification Using Reference Image工具。
注：遥感集市免费下载：http://www.rscloudmart.com/dat ... Dfree
（1）在菜单栏中，选择File > Open As > Optical Sensors > CRESDA > GF1，分别打开两景影像；
（2）分别打开参考影像和DEM数据；
注：ENVI自带的DEM数据为900米分辨率，可以免费下载200米分辨率的DEM：下载方法。也可以使用更高分辨率DEM，如90米的srtm或者30米的G-DEM。
（3）在工具箱中，选择/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Using Reference Image，打开这个工具。
（4）在RPC Orthorectification Using Reference Image参数设置面板中，设置以下参数：
（5）单击OK执行。
注：ThinkpadT440笔记本，处理时间大约4分钟。
图：RPC Orthorectification Using Reference Image参数设置面板
同样方法对另外一景进行处理。
由于使用了控制点和PRC文件，保证了每一景WFV的正射校正精度，如下图为自动生成的控制点文件精度，都是在1个像素内，而且分布均匀。
注：在/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow工具中，打开自动生成的控制点文件，可看到如下图所示控制点的精度。
图：两景影像自动生成控制点精度（13.24米和8.86米）
分别打开两景正射校正结果，浏览重叠区。如下图所示，选择几个地形起伏较大区域，包括山谷、山脊上的长城等，都能很好的几何重叠。
图：正射校正结果的重叠区
RPC Orthorectification Using Reference Image工具提供了ENVIGenerateGCPsFromReferenceImageTask、ENVIGenerateGCPsFromTiePointsTask、ENVIRPCOrthorectificationUsingReferenceImageTask等函数，可以编写正射校正批处理工具，也可以将批处理工具发布到ENVI Services Engine中，实现企业级的正射校正。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102wwjo.html
WFV数据一般有两种分发产品：带RPC文件的L1A级和不带RPC文件的无控制点预正射L1A级，前者较为常见。两种产品的WFV1~4相邻图像有部分重叠区，可能会出现以下问题：
（1）未预正射产品在无控制点情况下进行正射校正（DEM分辨率为90米），重叠区可能出现几何误差的情况，山区尤其明显。如下图所示。
图：左边-明显错位，右边-50%透明明显重影
（2）预正射产品的重叠区也可能出现几何误差的情况，如下图所示。
图：左边-明显错位，右边-50%透明明显重影
常见解决方法可以对两幅影像的重叠区选择一些控制点，利用控制点对其中一幅影像做几何校正。
本文介绍对未预正射产品进行处理的方法：以一副影像作为参考影像，分别对两幅或者多幅影像进行正射校正。整个过程为全自动。需要使用ENVI5.3 SP1中新增的RPC Orthorectification Using Reference Image工具。
- 待校正影像：2景2015年10月8获取的北京区域GF1-WFV3和GF1-WFV4数据；
注：遥感集市免费下载：http://www.rscloudmart.com/dat ... Dfree
- 参考影像：6景Landsat8-OLI全色影像镶嵌而成，完全覆盖待校正影像范围；
- DEM数据：全球分辨率7.5秒（约200米）DEM数据。
（1）在菜单栏中，选择File > Open As > Optical Sensors > CRESDA > GF1，分别打开两景影像；
（2）分别打开参考影像和DEM数据；
注：ENVI自带的DEM数据为900米分辨率，可以免费下载200米分辨率的DEM：下载方法。也可以使用更高分辨率DEM，如90米的srtm或者30米的G-DEM。
（3）在工具箱中，选择/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Using Reference Image，打开这个工具。
（4）在RPC Orthorectification Using Reference Image参数设置面板中，设置以下参数：
- Input Raster（具有RPC信息的待校正影像）：选择其中一景影像；
- Input Reference Raster（具有地理定位信息的参考影像）：选择LC8的参考影像；
- Input DEM Raster（覆盖待校正影像区域的DEM数据）：选择DEM；
- DEM Is Height Above Ellipsoid（DEM数据是否是椭球高）：默认No；
- Requested Number of GCPs（需要的控制点数量）：100；
- Image Resampling（重采样方法）：Cubic Convolution；
- Grid Spacing（像素网格间隔，越大速度越快，精度越低）：10
- Output Raster（校正结果输出）：选择正射结果输出路径和文件名；
- Output GCPs（自动生成控制点文件输出）：选择控制点输出路径和文件名；
- Display result（校正结果是否加载显示）：勾选
（5）单击OK执行。
注：ThinkpadT440笔记本，处理时间大约4分钟。
图：RPC Orthorectification Using Reference Image参数设置面板
同样方法对另外一景进行处理。
由于使用了控制点和PRC文件，保证了每一景WFV的正射校正精度，如下图为自动生成的控制点文件精度，都是在1个像素内，而且分布均匀。
注：在/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow工具中，打开自动生成的控制点文件，可看到如下图所示控制点的精度。
图：两景影像自动生成控制点精度（13.24米和8.86米）
分别打开两景正射校正结果，浏览重叠区。如下图所示，选择几个地形起伏较大区域，包括山谷、山脊上的长城等，都能很好的几何重叠。
图：正射校正结果的重叠区
RPC Orthorectification Using Reference Image工具提供了ENVIGenerateGCPsFromReferenceImageTask、ENVIGenerateGCPsFromTiePointsTask、ENVIRPCOrthorectificationUsingReferenceImageTask等函数，可以编写正射校正批处理工具，也可以将批处理工具发布到ENVI Services Engine中，实现企业级的正射校正。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102wwjo.html
