ENVI5.3SP1下GF1-WFV数据全自动正射校正

一、实验数据

待校正影像：1景2015年10月8获取的北京区域GF1-WFV3数据，产品序列号1087581

遥感集市GF1-WFV数据免费下载：

网址：http://www.rscloudmart.com/dataProduct/datacenterStandardData?level=free

参考影像：由4景与待校正影像相近时相的Landsat8-OLI全色影像拼接而成，拼接后完全覆盖待校正影像范围；
DEM数据：全球分辨率7.5秒（约200米）DEM数据。

二、操作步骤

启动ENVI5.3.1；
在菜单栏中，选择File > Open As > Optical Sensors > CRESDA > GF1，弹出Open对话框，找到解压后数据所在文件夹，选择扩展名为.xml的文件，点击打开；
在工具栏中，点击按钮，依次打开参考影像和DEM数据；
在Toolbox中，选择Geometric Correction > Orthorectification > RPC Orthorectification Using Reference Image，弹出图1所示参数设置面板：

图1 RPC Orthorectification Using Reference Image参数设置面板

各参数设置如下：

Input Raster：选择待校正GF1-WFV3影像
Input Reference Raster：选择拼接好的Landsat8-OLI全色影像
Input DEM Raster：选择DEM数据（GMTED2010.jp2）
DEM Is Height Above Ellipsoid：选择No
Requested Number of GCPs：输入100
Image Resampling：选择三次卷积
Grid Spacing：保持默认，10
Output Raster：设置输出路径和文件名
Output GCPs：设置自动采集的控制点文件输出路径和文件名
Display result：勾选，校正结束后加载校正结果

三、结果分析

使用RPC Orthorectification Using Reference Image工具正射校正前后对比如图2所示：

图2 使用RPC Orthorectification Using Reference Image工具校正前后对比

为了对比分析，下面我们直接使用影像原始RPC信息进行正射校正（无控制点情况下），工具使用ENVI提供的RPC正射校正流程化工具RPC Orthorectification Workflow，工具详细使用方法参考博文：【ENVI入门系列】图像正射校正。

图3为使用RPC Orthorectification Workflow流程化工具校正后的部分区域截图，可以看出仅使用影像原始RPC信息校正后的结果与实际位置还是有一些偏差（注意红色箭头处）。

图3 使用RPC Orthorectification Workflow工具校正结果部分截图

将上述在使用RPC Orthorectification Using Reference Image工具正射校正时自动生成的控制点文件导入到RPC流程化工具面板中，可以查看控制点的分布情况以及误差大小。

在RPC Orthorectification Workflow工具RPC Refinement面板中，点击左下角按钮，弹出Select GCP file对话框，找到上面生成的控制点文件，点击打开，如下图所示。可以看到自动采集到的控制点数量为67个。

图4 将自动采集到的控制点文件导入到RPC正射校正流程化工具面板中

在左侧控制点列表框中，选中某一控制点，当前视图窗口会自动跳转到该控制点所在位置，同时在右侧GCP Properties面板中，可以看到该控制点的详细信息，包括控制点名称、经纬度坐标（X，Y，Z）、像素坐标（X，Y）、控制点是否参与RPC模型的调整（Adjustment参与，Independent不参与）以及该控制点在X和Y方向的误差。图5为选中GCP1后在视图中的位置，可以借助工具栏上放大和移动按钮进一步查看。

另外，在RPC Refinement面板右下角，可以看到在当前控制点参与调整后平面误差为9.38，单位为米，基本为0.58个像元误差。

图5 选中GCP1后在视图中的位置

按下键盘F12键，将视图全屏显示，可以查看所有控制点的分布情况。点击RPC Refinement面板左下角的按钮，可以直观地查看当前控制点的误差分布，其中颜色红色偏亮的区域表明当前控制点的误差较大，颜色越灰暗表明当前区域控制点的误差较小。图6所示为控制点及其误差的分布情况。

图6 控制点及其误差分布情况

可以根据实际情况对控制点进行调整（比如：查看得知某一控制点误差较大，而我们正好有该控制点或相邻位置特征点实际经纬度坐标（WGS-84投影），这时我们可以选中该控制点，鼠标状态为Select时在视图中移动该控制点并在GCP Properties中输入正确的坐标信息），也可以通过左下角的删除按钮或在选中的控制点上右键选择Delete GCP对一些误差较大的控制点进行删除处理。

在Statistics选项卡下，可以看到当前误差的详细统计结果。其中，Horizontal Accuracy表示平面误差，Vertical Accuracy表示高程误差，单位均为米；RMSE R表示平面上的总误差，RMSE Z表示高程方向上的总误差。这里我们不对控制点做任何修改，直接进行正射校正处理。

如下图所示，本次自动寻找的GCPX和Y的误差在6米左右，水平位置总误差为16.22米，为1个像素左右。垂直误差由于DEM精度较低，误差31米。