资源一号04星图像处理测试

    资源一号04星（CBERS-04）于2014年12月7日在山西太原卫星发射中心成功发射。CBERS-04卫星共搭载4台相机，其中5米/10米空间分辨率的全色多光谱相机（PAN）和40米/80米空间分辨率的红外多光谱扫描仪（IRS）由中方研制。20米空间分辨率的多光谱相机（MUX）和73米空间分辨率的宽视场成像仪（WFI）由巴方研制。多样的载荷配置使其可在国土、水利、林业资源调查、农作物估产、城市规划、环境保护及灾害监测等领域发挥重要作用。

CBERS-04卫星有效载荷参数

载荷	谱段号	谱段范围 (µm)	空间分辨率 (m)	幅宽(km)	侧摆角	重访时间（天）
全色多光谱相机	1	0.51～0.85	5	60	±32°	3
	2	0.52～0.59	10
	3	0.63～0.69
	4	0.77～0.89
多光谱相机	5	0.45～0.52	20	120	—	26
	6	0.52～0.59
	7	0.63～0.69
	8	0.77～0.89
红外多光谱相机	9	0.50～0.90	40	120	—	26
	10	1.55～1.75
	11	2.08～2.35
	12	10.4～12.5	80
宽视场成像仪	13	0.45～0.52	73	866	—	3
	14	0.52～0.59
	15	0.63～0.69
	16	0.77～0.89

     拿到的测试数据为20米空间分辨率的多光谱（MUX）图像，数据为经过几何校正的L2级产品。如下图为数据文件夹包括的文件，包括元数据文件、图像文件、快视图、拍摄角度。

图：MUX 2级数据文件目录

      打开TIF格式的图像，图像是以8bit类型提供，与landsat8全色和多光谱数据叠加显示的时候，发现有一定的几何偏差。这个可能是2级数据只是做了系统的几何校正，有一定的几何误差。

图：MUX与landsat8多光谱图像叠加显示

       我们可以使用ENVI中的自动几何配准工具（/Geometric Correction/Registration/Image Registration Workflow）进行处理，该工具必须安装ENVI5.0级以上版本。

（1）下载相应区域的Landsat8数据，本CB04数据覆盖了两景Landsat8，使用/Mosaicking/Seamless Mosaic将两个全色图像镶嵌作为基准图像。

（2）在Toolbox中，打开/Geometric Correction/Registration/Image Registration Workflow。

（3）在文件选择步骤中，选择CB04图像作为校正图像，Landsat8全色图像作为基准图像，点击Next。

图：选择基准图像和配准图像

（4）在Tie点生成步骤中，工具会根据图像情况自动设定一套参数。由于两个图像偏差比较大，在Main面板上，设置最大Tie点误差3（默认为5）。切换Advanced面板，设置以下参数：

• 校正图像匹配波段（Matching Band in Warp Image）：band4

注：第四波段信息量多，噪声少。

• 最多Tie点数量（Requested Number of Tie Point）：500
• 匹配窗口大小（Matching Window Size）：255

注：由于两个图像偏差较大，匹配窗口设置大一些。

单击Next。

图：Tie点生成步骤

（5）找到了200多个点，分布比较均匀，单击Show Table控制点，控制点的总误差为0.8个像素。

（6）勾选Preview，可以预览配准效果。切换到Warping，设置以下参数：

• Resampling：Cubic Convolution
• Out Pixel Size From：Warp Image

其他默认参数，单击Next。

图：预览和校正步骤

（7）最后一步选择输出结果。

图：最终配准结果

     这种自动图像配准主要是通过自动寻找两个图像上的同名点，利用这些同名点构建多项式模型进行校正。如果图像上的地形起伏较大，精度会有很大影响。因此地形起伏很大的图像，还是使用L1级产品，利用RPC+DEM正射校正的方式能得到高精度的校正结果。