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第四章配准 主要内容 本章内容主要包括： 为什么要进行配准 什么是配准 配准算法介绍 配准误差介绍 配准的方式 配准的流程 为什么要进行配准 我们通过配准，可以进行数据空间位置的纠正。这个数据可以是矢量数据， 也可以是栅格数据。 遥感影像数据在成像过程中存在多种几何畸变，需要通过配准操作对影像 /栅格数据集的坐标进行纠正；纸质地图保存过程中存在纸张变形，扫描后的图 纸容易产生误差变形，并且纸图扫描后的图纸都是没有空间位置的，需要通过 数据配准将其纠正到地理坐标系或投影坐标系等参考系统中，同时也可以纠正 几何畸变和变形误差，达到同一区域不同数据集坐标系的统一。在对多个数据 集进行分析时，例如影像镶嵌、矢量数据合并或者叠加，要求所有参与分析的 数据集在同一坐标系下，这个时候也需要进行数据的配准。 什么是配准 数据配准是通过参考数据集对配准数据集进行空间位置纠正和变换的过程。 参考数据集是已经具有正确空间位置的数据集，配准数据集是要进行空间位置 校正的数据集。 通过确定配准算法和控制点信息，对配准数据集进行配准，可以得到与参 考数据集空间位置一致的配准结果数据集。 在 【数据】选项卡中，点击配准按钮，选择配准数据集和参考数据集，会 弹出 【配准】选项卡。包括控制点设置、浏览、影像拉伸、算法、栅格/影像参 数、运算、结果设置组。我们着重介绍下配准算法和误差，其他功能我们会在 配准流程中进行介绍。 配准算法介绍 线性配准 线性配准也称仿射变换，是最常用的一种配准方法。这种配准方法假设地 图因变形而引起的实际比例尺在X和Y方向上不相同，因此具有纠正地图变形的 功能。我们在配准过程中，需要选择控制点，控制点是具有经纬度坐标的点。 使用线性配准方法，我们至少要选取4个控制点。在进行地形图配准时，我们经 常使用这种配准方法。 二次多项式配准 二次多项式配准是常用的精度较高的配准方法。对于变形比较严重的图像， 我们可以使用二次多项式配准方法，可以得到较高的精度。对于二次多项式配 准，一般要求控制点为至少7对，适当增加控制点的个数，可以明显提高影像配 准的精度。 矩形配准 矩形配准是一种简单方便的配准纠正方法，由于输出结果不会计算误差， 所以其配准的精度不可知，是一种精度不高的粗纠正方法。如果原图像为矩形， 输出后图像还是矩形，那么可以这种方法，控制点个数选择2个即可。比如，我 们要把数据坐标单位从米转换成毫米，那么可以使用这种方法。 偏移配准 偏移配准仅需要一组控制点和参考点，分别对X 坐标和Y 坐标求差值，再 利用差值对原数据集所有组坐标点进行偏移。 配准误差介绍 在进行配准过程中，应用程序会计算所有控制点的X残差、Y残差、均方根 误差以及均方根总误差。 X残差是观测点与计算点在X坐标方向上的距离。Y残差是观测点与计算点 在Y坐标方向上的距离。对于线性配准和多项式配准，在选择了一定的地面控制 点后，都会利用均方根误差公式计算每个地面控制点的均方根误差，均方根误 差公式中，x ，y 为地面控制点在原始图像中的坐标，x′，y′是一次或二次多项式 计算出的控制点坐标，即估算坐标。估算坐标和原始坐标之间的差值大小代表 了每个控制点几何纠正的精度。 在配准精度的要求上，各个项目的要求是不同的。当某些控制点的均方根 误差大于可接受的总均方根误差时，可以通过剔除或修改该控制点，减小总体 均方根误差，提高配准精度的目的。 误差的单位和当前数据平面坐标系的单位是一致的。通常情况下，配准的 精度要求是要小于0.5个像元。如果影像的分辨率是30米，那么要求总均方根误 差要小于15米。 配准的方式 配准的方式分为数据配准和批量配准。数据配准是只针对一个数据集进行 配准，批量配准是针对多个数据集同时进行配准。数据配准又分为单图层配准 和参考图层配准。 单图层配准 单图层配准是不需要参考图层，使用的目标点坐标来源于GPS采集的点， 或是地形图格网中的点。比如进行地形图校正时，我们可以使用单图层配准， 然后参考地形图中的格网坐标进行目标点坐标的设置，进而完成地形图的校正。 参考图层配准