ENVI手动地理配准栅格图像的方法

  本文介绍在ENVI软件中，手动划定地面控制点从而实现栅格图像相互间地理配准的方法；其中，所用软件版本为ENVI Classic 5.3 (64-bit)。

  首先，在软件中同时打开两景需要进行地理配准的栅格图像，开启“Link Displays”后在其中一幅图像中随机点击；此时可以看到两幅图的同一位置并不是同样的地物，而是具有一定空间位置差异，如下图所示。

  接下来，我们开始进行地理配准的操作。由于我们的两景图像是同一遥感影像分幅产品在不同时间的图像，因此两景图像自身都是具有地理信息的，我们就选择“Map”→“Registration”→“Select GCPs: Image to Image”；如果其中一景图像有地理信息而另一景没有（例如一景遥感影像与一幅.jpg格式的图层），就需要选择“Select GCPs: Image to Map”。

  在弹出的窗口中选择“Base Image”与“Warp Image”，亦即基准图层与需要变换的图层，在这里我们分别选中前述两景图像即可，具体二者谁是“Base Image”谁是“Warp Image”并没有强制要求；但是一定要牢记这里的设置，在后期还会用到。

  接下来，就弹出了地面控制点（GCP）选择窗口，此时就可以在图像显示区域中选择GCP了。

  此时需要注意，将前述两景图像开启的“Link Displays”关闭后才可以选择GCP。

  选择方法其实也很简单：首先在第一景图像中选择一个便于区分方位的点，随后在第二景图像中找到这一点；如果左下角与上方的图像范围较大、不好辨认，可以通过右下角范围最小的图像加以精准确定。两景图像的点选择好后，选择“Add Point”即可。

  点击“Show List”，可以看到当前已经找到的GCP。

  弹出的窗口中包含GCP的各类信息。

  如果大家感觉GCP在图中显示得不是很明显，可以通过“Set Point Colors”进行设置。

  我在这里设置如下：

  多次重复前述寻找GCP的过程，从而找到更多的GCP。

  这里需要注意，一般地将“Degree”设置为2会有比较好的效果（这里“Degree”指的是用于计算RMS误差的次数或阶数，2就指的是用二次多项式来计算误差）；进一步的，RMS误差就是下图中“RMS Error”，其表示地理配准过程中，控制点原始位置与转换后控制点新位置间的像素差值，因此其越小越好。

  在找到几个GCP后，我们就可以用“Predict”进行辅助操作：在第一景图像中找到第一个点后，通过“Predict”就可以自动定位到第二景图像的对应位置附近，随后手动微调即可。

  为了方便，我们可以直接勾选“Auto Predict”。

  此外，在GCP列表中，选中某一行GCP后，可以通过“Goto”实现直达这一GCP位置的功能。

  对于一些暂且不知道是否较好的GCP，我们可以通过“On/Off”将其暂时取消（没错，不是删除，是暂时不加入该点）。

  而对于确定不需要的点，我们可以直接将其删除。

  选好GCP后，可以选择将GCP列表导出为文本格式：

  配置好相关信息即可保存。

  上述保存GCP列表的过程是可选的，而接下来的操作则是必须的——我们需要保存GCP（这里就不是上面的那个GCP列表了，而是各个GCP的信息）为.pts格式。

  配置好相关信息即可保存。

  保存好上述.pts格式的GCP信息后，之后如果我们需要再次修改对应图层的GCP，直接导入即可。

  接下来，即可开始地理配准。选择“Map”→“Registration”→“Warp from GCPs: Image to Image”。

  找到保存的.pts格式的GCP信息文件并选中。

  在接下来的“Input Warp Image”窗口和“Input Base Image”窗口中，要按照前述选择“Base Image”与“Warp Image”时的设置进行选择——这就是为什么前面说需要牢记“Base Image”与“Warp Image”设置的原因。

  随后，对地理配准的算法、参数等加以配置，并配置输出路径与文件名。

  将新生成的配准后图像同样在ENVI中打开（如下所示最右侧图像为地理配准后图像），用“Link Displays”进行随机选择，可以看到最右侧的图与最左侧的基准图像空间位置几乎一致，说明大功告成。