配准概述

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等参考统中,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地理坐标的统一。另一种情形是,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,此时也需要进行数据的配准。

数据配准原理

数据配准是通过参考数据集(图层)对配准数据集(图层)进行空间位置纠正和变换的过程。通过确定的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(图层)空间位置一致的配准结果数据集。

在指定参考图层的情况下,需要在配准图层中选择合适的配准点,同时在参考图层的相应位置上也需要选择控制点。配准过程会将配准图层中配准点位置通过一定的配准算法,转换到与参考图层一致的空间位置。在不指定参考图层的情况下,需要在配准图层选择合适的配准点,同时在“输入控制点”对话框中输入与配准点相应位置的控制点坐标。

桌面应用系统支持对单个或多个数据集进行配准,并支持通过配准信息文件(*.drfu)进行快速配准。

一般配准过程分为以下步骤:

第一步 新建配准 :选择一个或多个配准数据,建立配准图层与参考图层的配准关系。

第二步 选择控制点 :即刺点的过程,是配准的关键步骤,在配准图层和参考图层选择相同空间位置的特征同名点。也可通过导入已有控制点配准信息文件(*.drfu)进行配准。

第三步 计算误差 :选择配准算进行配准误差的计算。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,已校验控制点选择的精度。

第四步 执行配准 :当计算误差在配准精度的要求范围,即可执行配准。并支持对配准信息文件的导出。

应用实例:

通过在桌面应用系统中进行配准操作,对扫描的烟台市地图进行配准,使其与烟台市的矢量面数据集(参考图层)坐标系一致,并且能够很好的与扫描图片相匹配,配准结果与参考数据集叠加显示的效果如下图所示。

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底图为配准后的扫描图片,绿色的线为参考数据集,使用的是 yantaiR 面数据集,对其进行透明化显示处理。