# 地图配准

# 基本概念

1、控制点

在几何校正处理部分,控制点信息是主要处理对象,用户通过编辑校正文件中的控制点信息,从而完成其它各项功能。

(1)控制点作用

在栅格数据中加入了几何控制点信息后,栅格数据具有了地理坐标的概念,它就能完成各种操作,如图像之间的配准,图像与图形的配准,图像几何校正,几何变换,投影变换等。在栅格图像显示引擎下,这些操作可实时动态完成,无需生成新的影像数据集。

(2)组成部分

每个控制点由以下部分构成:控制点号、校正点X坐标、校正点Y坐标、参照点X坐标、参照点Y坐标、计算残差和控制点状态。

控制点号表示该控制点的编号。

校正点X坐标、校正点Y坐标是指控制点在校正图像上的图像坐标位置。

参照点X坐标、参照点Y坐标是指控制点在参照文件中的地理坐标位置。

残差表示校正图像上控制点实际输入值与理论计算值的差,单位为图像坐标(象素)。

控制点状态标识该控制点是否参与几何校正等运算。

(3)控制点列表显示窗口

显示校正文件中当前的所有控制点的四个坐标值,残差及状态。

在控制点删除和更新状态下,用户单击该窗口中的一个控制点信息行,系统将以该点为当前控制点并弹出校正文件局部放大显示窗口和参照文件局部放大显示窗口,供用户进一步进行操作。对于用户已知控制点精确坐标的情况,用户可在控制点列表栏中直接进行编辑。

(4)参照控制点输入编辑窗口

用户只打开一幅校正图像时,系统处于单窗口工作方式;此时添加参照控制点时,将弹出参照控制点输入编辑窗口,以接受用户输入的参照控制点。

2、控制点个数与校正多项式次数

在几何校正系统中,几何校正的模型采用了多项式拟合法,系统支持一阶到五阶的多项式几何校正变换。

不同阶的多项式几何校正变换的最少控制点数在理论上为:

一阶多项式几何校正(理论最小值):3个控制点;

二阶多项式几何校正(理论最小值):6个控制点;

三阶多项式几何校正(理论最小值):10个控制点;

四阶多项式几何校正(理论最小值):15个控制点;

五阶多项式几何校正(理论最小值):21个控制点;

为了保证较高的校正精度,实际选择的控制点至少为理论数的3倍,即:

一阶多项式几何校正(推荐最小值):9个控制点;

二阶多项式几何校正(推荐最小值):18个控制点;

三阶多项式几何校正(推荐最小值):30个控制点;

四阶多项式几何校正(推荐最小值):45个控制点;

五阶多项式几何校正(推荐最小值):63个控制点;

# 矢量校正

功能说明

矢量校正解决由于地理信息系统应用以及相关知识尚不普及,很多单位或部门存在不合理使用地理信息系统数据的现象,不同坐标系统配置错误导致的相邻图幅不能拼接,或同一范围不同主题图件不能叠合。系统提供用于矢量数据的校准工具,手动进行校准,用于不能通过配置坐标系统数据来实现数据的完好拼接或叠合的情况。

图幅校正工具条:

工具条各按钮及其功能说明:

操作说明

1. 点击主菜单【工具】-【矢量校正】菜单按钮,界面变为三个视图窗(左边为待校正影像显示窗口,右边为标准文件显示窗口,下边为控制点列表显示窗口);

2. 点击【图层管理】按钮,选择原始图层及参考图层,可以看到图层分别在工作区显示;

3. 点击【输入控制点】按钮交互添加控制点,依次在原始图层和参考图层中添加控制点,Enter键确认,完成后保存控制点信息;

提示:

交互输入控制点时,可以捕捉“原始图层”和“参考图层”的端点、中心点、交点、折点及线上点。

4. 点击【误差校正】按钮,执行误差校正,设置校正图层及控制点信息,执行操作,可将待校正数据校正到正确位置。

  • 【计算方法】:根据控制点个数校正,选择不同的计算方法:
    • 【分块校正】:要求点数:3个。
    • 【双线性多项式】:要求控制点数4个。
    • 【二次多项式】:要求控制点数6个。
    • 【三次多项式】:要求控制点数10个。

# 栅格校正

功能说明

栅格校正一般是对应图幅的校正。系统针对这种数据提供了参考图层校正和手动添加控制点校正两种方法:参考图层校正是利用校正非标准图幅与已知正确地理范围的图层间的对应关系,手动添加控制点进行校正;手动添加控制点是用户已知图幅上某些标志点的地理信息,手动输入控制点信息来进行校正。

图幅校正工具条:

【图层管理】:选择原始图层及参考图层;

【打开控制点文件】:打开已有控制点文件即gcp文件;

【保存控制点到文件】:保存工作区中控制点为文件;

【清空状态】:清空选中控制点状态;

【输入控制点】:交互输入控制点;

【生成残差】:计算修改后的控制点残差。控制点确认完毕后,可计算残差,若残差值比较大,需要调整控制点的位置,一般而言,残差值越小,校正的精度越高;

【从列表中删除选中的点】:从列表中删除选中的控制点;

【删除列表中所有点】:删除所有控制点;

【误差校正】:开始几何校正;

【视图设置】:用户可通过选择视图命令设置相应的视图参数。

操作说明

1. 点击主菜单【工具】-【栅格校正】菜单按钮,界面变为三个视图窗(左边为待校正影像显示窗口,右边为标准文件显示窗口,下边为控制点列表显示窗口);

2. 点击【图层管理】按钮,选择原始图层及参考图层,可以看到图层分别在工作区显示;

3. 点击【输入控制点】按钮交互添加控制点,滑动鼠标滚轮放大影像,依次在原始图层和对应参考图层中添加控制点,Enter键确认,完成后保存控制点信息;

4. 如上所示依次添加至少4组控制点,添加完毕后,用户可点击【生成残差】按钮,检查残差值是否过大,若一切正常,点击【误差校正】按钮,弹出对话框,设置校正参数(参数信息可参考标准图幅校正),点击"确定"即可开始校正。