第九章 正射校正
正射校正是对图像空间和几何畸变进行校正生成多中心投影平面正射图像的处理过程。它除了能纠正一般系统因素产生的几何畸变外，还可以消除地形引起的几何畸变。它采用少了的地面控制点与相机或卫星模型相结合，确定相机（传感器）、图像和地面三个平台简单关系，建立正确的校正公式，产生精确的正射影像。
9.1 ENVI正射校正概述
9.2 卫星图像正射校正718004359
卫星图像的正射校正过程与Image to Map方式的几何校正过程基本一致，主要包括打开数据文件、选择传感器校正模型、选择控制点、计算控制点误差、设置输出参数五个步骤，其中地面控制点为（X，Y，Z）,需要高程值。
下面以带有RPC文件的多光谱QuickBird图像、DEM数据和地面控制点（GCPs）为例，介绍ENVI下的正射校正操作过程。
9.2.1 无控制点的正射校正
这种正射校正方式主要是依靠RPC文件和DEM数据定位和几何纠正图像，校正精度取决于RPC文件的定位精度和DEM的分辨率。
(1)在主菜单中，选择File->Open External File->QuickBird->GeoTIFF,打开待校正数据05JUL11182931-M1BS-005606990010_01_P008.TIF。如果QuickBird是以Tiled方式提供，可选择Mosaic Tiled QuickBird Product方式打开。
（2）在主菜单中，选择File->Open Image File，选择DEM数据打开。
（3）在主菜单中，选择Map->Orthorectification->QuickBird->Orthorectify QuickBird,在文件对话框中选择打开的QuickBird数据，单击OK按钮，打开Orthorectification Parameters对话框。
（4）在Orthorectification Parameters对话框中，需要设置以下参数。
图9.1 Orthorectification Parameters参数对话框 （5）选择校正结果输出路径及文件名，单击OK按钮执行正射校正过程。
将校正后图像与原图像分别显示在不同的Display中，单击主图像窗口Tools->Link->Geographic Link功能可对比查看放大窗口中的两个结果。
9.2.2 有控制点的正射校正
利用地面控制点参与正射校正可以提高校正精度，控制点的（x,y）坐标选择与Image to map几何校正的控制点方式一致，包括从矢量、图像、二进制文件和手动输入方式，z值可以是野外测量数据或者从高分辨率DEM数据中获取。
（1）主菜单中，选择File->Open External File->QuickBird->GeoTIFF,选择相应的待校正数据，如果QuickBird是以Tiled方式提供，可选择Mosaic Tiled QuickBird Product方式打开。
（2）主菜单中，选择File->Open Image File，选择DEM数据打开。
（3）主菜单中，选择Map->Orthorectification->QuickBird->Orthorectify QuickBird With Ground Control，在文件对话框中选择打开的QuickBird数据，单击OK按钮，打开地面控制点选择对话框。
（4）地面控制点的（x,y）坐标选择步骤可参考前面章节的“Image to Map几何校正”。控制点的高程值可以从DEM上获取，利用控制点的（x,y）值通过DEM显示窗口的Pixel Locator工具定位，在Cursor Location/Value窗口中获取这个点的高程值。
（5）在Ground Control Point Selection对话框中，选择File->Restore GCPs from ASCII,打开选择好的控制点文集（.pts）。
（6）系统根据GCP（3个以上）自动计算RMS Error值。一般情况下，一景QuickBird的控制点数目以此8~12个为宜。
（7）在Ground Control Points Selection对话框中，选择Option->Orthorectify File,在文件选择对话框中选择待校正的QuickBird文件，单击OK按钮，打开Orthorectification Parameters对话框。
（8）Orthorectification Parameters对话框中的参数设置。
（9）执行正射校正过程。
将有控制点校正和无控制点校正的结果分别在Display中显示，利用Geographic Link功能可对比查看两个结果。
9.3 自定义RPC正射校正 9.3.1 SPOT 4 PAN的正射校正
下面一幅SPOT 4 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SPOT 4图像数据外，还需要6个以上的地面控制点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SPOT 4图像数据，按照以下步骤构建RCP文件。
（1） 在主菜单中，选择Map->Build RPC。在Select Input File 对话框中，选择SPOT 4图
像数据文件，单击OK按钮，打开Build RPC对话框。下面设置Build RPC对话框中的参数。
9.2
（2） 在Build RPC对话框中，单击Select GCPs in Display按钮，在打开的Select GCPs in
Display对话框中，选择Restore GCPs from ASCII File，设置控制点的投影参数，单
击OK按钮，进入控制点选择界面。
9.3 9.4 （3） 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。
（4） 选择12个控制点，RMS控制在1个像素左右，在Exterior OrientationGCPs 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。 9.5
（5） 回到Build RPC对话框中，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。
（6） 单击OK按钮，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，并与图像文件相关联。 第三步 执行正射校正
这一步和前面章节的正射校正过程类似，包括地面控制点和无地面控制点两种正射校正方式。
（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SPOT 4文件。
（2） 在打开的Orthorectification Parameters对话框中，选择DEM文件等相应的正式校正
输出参数。
（3） 单击OK按钮，执行正射校正过程。 （4）
