第4讲遥感图像几何校正遥感成像的时候，由于飞行器的姿态、高度、速度以及地球自转等因素的影响，造成图像相对于地面目标发生几何畸变，这种畸变表现为像元相对于地面目标的实际位置发生挤压、扭曲、拉伸和偏移等，针对几何畸变进行的误差校正就叫几何校正。

几何校正是利用地面控制点和几何校正数学模型来矫正非系统因素产生的误差，由于校正过程中会将坐标系统赋予图像数据，所以此过程包括了地理编码。

在开始介绍ENVI的几何校正操作之前，首先对ENVI的几何校正几个功能要点做一个说明。

1几何校正方法（1）利用卫星自带地理定位文件进行几何校正对于重返周期短、空间分辨率较低的卫星数据，如A VHRR、MODIS、SeaWiFS等，地面控制点的选择有相当的难度。

这时，可以利用卫星传感器自带的地理定位文件进行几何校正，校正精度主要受地理定位文件的影响。

（2） image to image几何校正通过从两幅图像上选择同名点（或控制点）来配准另外一幅栅格文件，使相同地物出现在校正后的图像相同位置（3）image to map几何校正通过地面控制点对遥感图像几何进行平面化的过程。

（4）image to image 自动图像配准根据像元灰度值或者地物特征自动寻找两幅图像上的同名点，根据同名点完成两幅图像的配置过程。

（5）image registration workflow流程化工具将具有不同坐标系、不同地理位置的图像配准到同一坐标系下，使图像中相同地理位置包含相同的地物。

2控制点选择方式ENVI提供以下选择方式：∙从栅格图像上选择如果拥有需要校正图像区域的经过校正的影像、地形图等栅格数据，可以从中选择控制点，对应的控制点选择模式为Image to Image。

∙从矢量数据中选择如果拥有需要校正图像区域的经过校正的矢量数据，可以从中选择控制点，对应的模式为Image to Map。

∙从文本文件中导入事先已经通过GPS测量、摄影测量或者其他途径获得了控制点坐标数据，保存为以[Map (x,y), Image (x,y)]格式提供的文本文件可以直接导入作为控制点，对应的控制点选择模式为Image to Image 和Image to Map。

∙键盘输入如果只有控制点目标坐标信息或者只能从地图上获取坐标文件（如地形图等），只好通过键盘敲入坐标数据并在影像上找到对应点。

3详细操作步骤3.1基于自带定位信息的几何校正下面以MODIS Level 1B级数据为例学习利用自带几何定位文件进行几何校正，数据在"第4讲遥感图像预处理\基于自带定位信息的几何校正\数据\1-Modis"中，具体操作如下：第一步：打开数据文件选择主菜单File > Open AS > EOS > MODIS，选择文件MOD021KM.A2013185.0245.005.2013185094144.hdf打开，这个是1000米分辨率的数据（1KM）。

注：1、MODIS数据是以HDF格式保存，HDF（Hierarchical Data Format）的全称为层次是文件格式，HDF文件格式是一种具有自我描述性、可扩展性、自我组织性的可用于绝大多数科学研究的储存形式。

2、ENVI支持读取MODIS Level1B、2、3、或者4数据，包括产品MOD02~MOD44以及MYD02~MYD44。

ENVI自动的提取相关的数据集，包括地理参考信息，数据质量波段等信息，并自动将MODIS数据定标为两部分数据——大气表观反射率（Reflectance）、发射率（Emissive）和辐射率（Radiance）。

图1 打开MODIS L1B数据后Data Manager面板第二步：选择校正模型在Toolbox 中，打开Geometric Correction /Georeference by Sensor/ Georeference MODIS，在Input MODIS File对话框中选择相应的数据集，可在右边列表中查看文件信息。

这里选择大气表观反射率数据（Reflectance），单击OK进入下一步Georeference MODIS Parameters对话框。

图2 Input MODIS File对话框第三步：设置输出参数（1）在Georeference MODIS Parameters面板中，设置输出坐标系。

这里设置UTM/WGS84坐标系。

（2）在Number Warp Points: X and Y fields中，键入X、Y方向校正点的数量。

在X方向的校正点数量应该小于等于51个，在Y方向的校正点数量应该小于等于行数。

注：Georeference工具主要思想是利用数据中提供的经纬度数据自动生成一系列的控制点，如这里的50x50个控制点。

（3）可以将校正点导出成控制点文件（.pts），这里不输出。

（4）Perform Bow Tie Correction选项是用来消除MODIS的"蝴蝶效应"的，默认是选择Yes。

（5）单击OK进入校正参数面板（Registration Parameters）。

图 3 Georeference MODIS Parameters面板（1）在Registration Parameters面板中，系统自动计算起始点的坐标值、像元大小、图像行列数据，可以根据要求更改。

Background值设置0，选择路径和文件名输出。

（2）单击OK开始校正MODIS数据。

图4 Registration Parameters面板如下为校正结果，由于选择的是UTM坐标系，两边有一定范围的裁剪，如果要得到完整的图像，可以在Registration Parameters面板中手动将输出列大小Output X Size数字设置大一些。

图5 Modis几何校正结果3.2基于GLT的FY-3气象卫星几何校正GLT几何校正法利用输入的几何文件生成一个地理位置查找表（GLT）文件，从该文件中可以了解到某个初始像元在最终输出结果中的实际地理位置。

ENVI5.1版本直接支持HDF5格式的读取，可以直接处理风云三号气象卫星HDF5格式的影像处理，不需要使用扩展工具。

下面以风云三号的VIRR数据为例介绍操作过程。

第一步：打开数据文件（1） File > Open，选择文件后缀是.he5的文件，进入Select HDF5 Datasets面板，如下图所示。

注：风云三号卫星影像是以HDF5格式储存，但是后缀名还是.hdf，因此手动改成.he5。

（2）文件中包含很多信息，选择图像数据EV_RefSB，点击中间的加载箭头，将所选数据加载到右边的列表中，单击右下角Open Rasters，打开图像。

（3）相同方法，同时将定位文件（Latitude和Longitude）打开。

注：同时打开的数据集会形成一个多波段的文件。

图6 Select HDF5 Datasets面板第二步：生成GLT文件（1）在Toolbox中，选择/Geometric Correction/Build GLT。

（2）在弹出的对话框中，Input X Geometry Band选择经度longitude信息文件， Input Y Geometry选择纬度latitude信息文件。

在接下来弹出的对话框中填写输出GLT文件的投影信息，这里选择Geographic Lat/Lon，WGS-84，如下图所示。

图7填写GLT投影参数（3）在Build Geometry Lookup File Parameters面板中，填写GLT输出参数，像元大小选择默认，旋转角度（Rotation）为0（正上方为北），选择保存路径和文件名输出。

图8 Build Geometry Lookup File Parameters面板第三步：利用GLT文件几何校正影像（1）在Toolbox中，选择/Geometric Correction/Georeference from GLT，在弹出的Input Geometry Lookup File对话框中选择GLT文件，在Input Data File对话框中选择待校正文件。

注：由于从HDF5数据集中打开的文件名称都一样，可通过左边的File Information 来判断选择的文件。

图9利用GLT文件几何校正时数据输入（2）选择输出路径和文件名，如下图所示。

图10校正文件输出第四步：浏览结果如下图为几何校正结果。

图11几何校正结果3.3Image to Image几何校正下面学习以具有地理参考的SPOT4 10米全色波段为基准影像，对Landsat5 TM 30米图像的几何精校正过程，文件都是以ENVI标准栅格格式储存，数据存放在"E:\ENVIclass\第4讲遥感图像几何校正\3-几何校正\Image to Image"文件夹内，其流程如下图所示：图13 几何校正一般流程第一步：打开并显示图像文件开始>程序>ENVI5.1>Tools>ENVI Classic，主菜单>File>Open Image File，将SPOT（bldr_sp.img）和TM图像（bldr_tm.img）文件打开，并分别在Display中显示两个影像。

第二步：启动几何校正模块1.主菜单>Map>Registration>Select GCPs:Image to Image，打开几何校正模块。

2.选择显示SPOT文件的Display为基准影像（Base Image），显示TM文件的Display为待校正影像（Warp Image），点击OK进入采集地面控制点。

图14 选择基准与待校正影像第三步：采集地面控制点1、在两个Display中找到相同区域，在Zoom窗口中，点击左小下角第三个按钮，打开定位十字光标，将十字光标到相同点上，点击Ground Control Points Selection 上的Add Point按钮，将当前找到的点加入控制点列表。

图15 控制点选择对话框2、用同样的方法继续寻找其余的点，当选择控制点的数量达到3时，RMS被自动计算。

Ground Control Points Selection上的Predict按钮可用，选择Options>Auto Predict，打开自动预测功能。

这时在Base Image（Spot影像）上面定位点，Warp Image （TM影像）上会自动预测区域。

3、当选择一定数量的控制点之后（至少3个），可以利用自动找点功能。

Ground Control Points Selection上，选择Options>Automatically Generate Points，选择一个匹配波段，这里选择band5，点击OK，弹出自动找点参数设置面板，设置Tie点的数量为50，Search Window Size为131，其他选择默认参数，点击OK。