在ARCGIS中校准卫星影像（七参数）

Posted 2020-08-14 bigemap4

BIGEMAP无偏移影像叠加配准(ArcGIS版)

第一步  工具准备

ArcGIS 10.2下载地址：http://pan.baidu.com/s/1qWDljC4

BIGEMAP地图下载器：http://www.bigemap.com/Home/Product/index.html

 

本实例使用ArcMap 10.2软件进行影像与矢量数据叠加配准。首先 ArcMap中是可以自动匹配坐标系；例如先导入西安80的矢量数据文件，再加载影像图层就会自动将影像从源坐标系转换到西安80坐标系。亦可利用BIGEMAP或ArcMap工具手动转换（见第三步）（谷歌地球、天地图（经纬度直投）下载后为WGS84地理坐标系；其他图源为WGS84墨卡托投影坐标系。）。

第二步  影像下载

影像须使用BIGEMAP地图下载器中Google Earth无偏移影像，并具有无Google小水印、免封IP、影像更新更快等特点。首先在图源列表中选中Google Earth图源，实现与矢量数据准确套合、叠加。在此通过矩形区域选择下载边界（如图 1所示），然后双击下载并选择合适的层级(如图 2所示）。

图 1 选择下载边界

第三步  坐标系转换（可选）

1.      BIGEMAP投影变换

BIGEMAP提供了投影变换工具，在软件右侧工具列表中(如图 3所示）；点击“投影变换”工具弹出影像投影变换对话框(如图 4所示）。

图 3 工具列表

图 4 影像投影变换对话框

参数说明：

1. 源文件：需要转换的源影像图片，支持含投影信息及放射变换参数的影像文件。

2. 源坐标系：自动读取源文件的坐标信息。此例中源坐标系为WGS84。

3. 输出文件：选择输出影像图片的文件名，支持输出GeoTiff、BMP、Erdas Imaging。

4. 目标坐标系：要转换到的目标坐标系[1]。此例中需转换到北京54高斯投影3度带117E子午线。

5. 重采样算法：重采样算法影响图像转换质量，数量越好相对速度越慢，可根据需要选择。

  6.  变换参数：目标坐标系与WGS84坐标系之间的转换参数（ToWGS84），若无参数可不勾选“指定变换参数”。

通常项目使用的测量坐标系与WGS84是不同椭球面之间转换，如北京54、西安80、CGCS2000等。一般而言用七参数布尔莎模型比较严密，即 X 平移， Y 平移， Z 平移， X 旋转（WX）， Y 旋转（WY）， Z 旋转（WZ），尺度变化（DM）。也可以使用三参数，即 X 平移， Y 平移， Z 平移，而将 X 旋转， Y 旋转， Z 旋转，尺度变化面DM视为 0。

选择目标坐标系，西安80、北京54、CGCS2000均分为3度带及6度带两种分度带，且分为ZONE（带号）及CM（子午线）两种坐标系。选择带号与子午线的区别是转换后的X坐标值分别有带号（36XXXXXX.XX）和无带号（XXXXXX.XX）。若矢量数据X坐标无带号则选择CM，有带号则选择ZONE。

 

图 5 选择目标坐标系对话框

根据经度确定高斯-克吕格投影分度带，如图 6所示为高斯投影分度带分布图。上半部分n为6度带，下半部分n‘为3度带，L为分度带的中央子午线。

图 6 高斯投影分度带

 

如图 4所示设置好各项参数，点击“确定”即可完成投影变换，并输出转换后的影像图片。

1.      ArcMap投影变换

        在ArcToolbox里点击数据管理工具（Data Management Tools）→投影和变换（Projection and Transformations）→栅格（Raster）→栅格投影（Project Raster），弹出投影变换对话框（如图 7所示）；

图 7 ArcGIS 投影变换对话框

参数说明：

1. 输入栅格（Input Raster）：需要转换的源影像图片。

2. 源坐标系（Input Coordinate System）：自动读取源文件的坐标信息。此例中源坐标系为WGS84地理坐标系。

3. 输出栅格（Output Raster Dataset）：选择输出影像图片的文件名，需在后面加文件后缀“.tif”。

4. 输出坐标系（Output Coordinate System）：要转换到的目标坐标系。此例中需转换到北京54高斯投影3度带子午线117E。

5. 地理转换（Geographic Transformation）：目标坐标系与WGS84坐标系之间的转换参数（ToWGS84）。

第四步  影像配准操作步骤

若影像通过准确参数转换到相应的坐标系，导入可准确与矢量数据匹配无需手动配准。

1.  打开ArcMap，增加Georeferencing工具条（如图 8所示）。

图 8 增加Georeferencing工具条

图 9 Georeferencing工具条

 

   2. 首先将Georeferencing工具条的Georeferencing菜单下Auto Adjust不选择。

   3. 在Georeferencing工具条上，点击Add Control Point按钮。

   4. 在影像上点击参照点，然后再点击矢量上对应的参照点。

   5. 按上一步添加一个或多个控制点，在Georeferencing菜单下，点击Update Display。

   6. 在Georeferencing菜单下，点击Rectify，将校准后的影像另存。