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基于ERDAS9.2的影像几何纠正探讨
基于ERDAS9.2的影像几何纠正探讨
摘要： 文章叙述了基于ERDAS9.2的影像几何纠正的必要性与重要性；详细介绍了ERDAS9.2软件的先进理论与图像分析优势；细致阐述了投影变换与几何纠正的原理与模型；分析了基于ERDAS9.2的影像几何纠正的总体流程图；文章重点讲解了影像几何纠正实现的主要流程；希望能给广大同行带来一定的理论与实践意义。
关键词：ERDAS9.2，影像纠正，投影变换，几何纠正 中图分类号：R445 文献标识码：A 文章编号： 前 言
随着社会的发展，人们对空间数据的应用需求在不断增加，对空间数据的获取和处理能力也得到了极大地提高。影像数据(包括航空、航天遥感，卫星影像，雷达数据等)由于成本低，更新快等特点，在各个行业得到越来越广泛的应用。
影像数据可用于城市规划、应急反应和管理、农业、电信、森林、水资源和废水管理、地籍、自然资源管理、工程选址、环境评估和道路用地监测等。影像数据与下列系统相兼容：GIS、制图系统、栅格数据应用软件、遥感和数字摄影测量系统、普通文字处理和标准TIFF格式支持的图像应用。在利用影像数据进行图像融合，图像分类之前，必须进行几何精校正，以保证影像进一步处理的精度。
ERDAS9.2作为专业遥感图像处理软件，具有方便和直观的操作界面，使用户的操作非常灵活，能友好、方便地管理多个窗口。ERDAS9.2还为不同的用户应用提供了250多种地图投影系统，支持用户添加自己定义的坐标系统；支持不同投影间的实时转换、不同投影图像的同时显示以及对不同投影图像的操作，为遥感及相关应用领域的用户提供了内容丰富而功能强大的图像处理工具[1-2]。 1 ERDAS软件
ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地
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理信息系统软件。ERDAS IMAGINE面向不同需求的用户，对于系统的扩展功能采用开放的体系结构，以IMAGINE EssenriaIs, IMAGINE Advantage, IMAGINE Professional的形式为用户提供了低、中、高三档产品架构，并有丰富的功能扩展模块供用户选择，使产品模块的组合具有极大的灵活性。
ERDAS IMAGINE中支持动态连接库(DLL)的体系结构。它支持目标共享技术和面问目标的设计开发、提供一种无需对系统进行重新编译和连接而向系统加入新功能的手段，并允许在特定的项目中裁剪这些扩充的功能。动态连接库如下：
(1) 图像格式DLL-------提供对多种图像格式文件无需转换的直接访问，从而提高易用性和节省磁盘空间。支持的图像格式包括：IMAGINE， GRID， LAN/GIS，TIFF (GeoTiFF)，Gff， JFIF(JPEG)，FIT和原始二进制格式.。
(2) 地形模型DLL—提供新类型的校正和定标((Calibration)，从而支持基于传感器平台的校正模型和用户剪裁的模型.这部分模型包括:Affine，Polynomial，Rubber Sheering，TM，SPOT， Single Frame Camera等。
(3) 字体DLL库—提供字体的裁剪和直接访问，从而支持专业制图应用、非拉丁语系国家字符集和商业公司开发的上千种字体。 2 投影变换与几何纠正原理 2.1 地图投影
地图投影就是指建立地球表面（或其他星球表面或天球面）上的点与投影平面（即地图平面）上点之间的一一对应关系的方法。即建立之间的数学转换公式。它将作为一个不可展平的曲面即地球表面投影到一个平面的基本方法，保证了空间信息在区域上的联系与完整。这个投影过程将产生投影变形，而且不同的投影方法具有不同性质和大小的投影变形。
由于球面上任何一点的位置是用地理坐标（λ，φ）表示的，而平面上的点的位置是用直角坐标（χ，у）或极坐标（r，）表示的，所以要想将地球表面上的点转移到平面上，必须采用一定的方法来确定地理坐标与平面直角坐标或极坐标之间的关系。这种在球面和平面
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之间建立点与点之间函数关系的数学方法，就是地图投影方法。 地图投影变形是球面转化成平面的必然结果，没有变形的投影是不存在的。对某一地图投影来讲，不存在这种变形，就必然存在另一种或两种变形。但制图时可做到：在有些投影图上没有角度或面积变形;在有些投影图上沿某一方向无长度变形[3]。 2.2 坐标转换
随着空间技术的发展，当今基于GPS车辆、舰船和飞机导航已广泛流行。显而易见，这些卫星导航系统的有效性在很大程度上取决于作为系统组成部分的地图或地形图（通常是电子地图
形式）使用的坐标系。GPS使用地心坐标系，GPS导航理应使用地心坐标系的地图，如使用局部坐标系的地图则很可能引发一些问题，如汽车偏离街道、舰船偏离航道、飞机偏离航路或目的地。在卫星导航领域，使用局部坐标系是不合理的，甚至有危险。随着卫星导航的日益普及，坐标系问题将显得越来越突出，使用地心坐标系的要求必将越来越迫切。国际民航组织要求国际机场使用WGS84坐标系，国际海事组织也要求海图使用WGS84坐标系。而在航天领域，没有局部坐标系的位置。航天器（卫星、飞船、空间站）围绕地球质心在轨运行，航天器的发射、轨道计算和轨道测控等操作都需要在地心坐标系中进行，坐标转换势在必行。 2.3 几何纠正
遥感图像的精纠正是指消除图像中的几何变形，产生一副符合某种地图投影或图形表达要求的新图像的过程。它包括两个环节： 一是像素坐标的变换，即将图像坐标转变为地图或地面坐标；二是对坐标变换后的像素亮度值进行重采样[4]。 3 总体流程图
基于ERDAS9.2的影像几何纠正总体流程图如图1所示：