ENVI中高分六号WFV数据几何校正

         高分六号于2019年3月21日正式投入使用，它是一颗低轨光学遥感卫星，具有高分辨率、宽覆盖、高质量和高效成像等特点，配置2米全色/8米多光谱高分辨率相机（PMS）、16米多光谱中分辨率宽幅相机（WFV），2米全色/8米多光谱相机观测幅宽90公里，16米多光谱相机观测幅宽800公里。

宽幅相机（WFV）除了常见的蓝/绿/红/近红外四个波段，还增加了能够有效反映作物特有光谱特性的“红边”波段，以及一个紫外波段，一共8个波段，也被称为精准农业观测的高分卫星。

本文介绍利用ENVI对高分六号WFV数据进行几何校正处理，如下为数据情况和处理效率统计：

• 高分六号数据：L1A级标准景高分六号WFV数据（30%左右云覆盖）。
• 参考影像：15米Landsat8 全色图像
• DEM：90米SRTM
• 软件及计算机环境：ENVI5.5.2，ThankPAD P52笔记本电脑（i7-8850,64G内存）。

整景高分六WFV几何校正结果文件大小为25G（ENVI格式），处理时间如下表。

1.     数据打开

请使用易智瑞（中国）遥感事业部开发的“中国国产卫星支持工具”打开国产卫星数据。

建议使用ENVI App Store进行ENVI扩展工具的安装与管理。

ENVI App Store下载地址：www.enviidl.com/appstore

1)     在App Store找到中国国产卫星支持工具，点击Install App进行安装。

2)     重启 ENVI即可。

或手动安装扩展工具：www.enviidl.com/china

GF-6 WFV由三台相机拍摄的图像组成，打开时可以自动组合一张图，也可以分别打开三个图像进行处理。本文直接对整张图进行几何校正，单独三个图像的几何校正步骤类似。

（1）       启动ENVI。选择主菜单 File > Open As > China Satellites > GF-6。选择*.til文件打开，自动会把三个图像文件进行虚拟镶嵌。

注：如果要单独打开三个图像文件，在文件过滤器中选择WFV/XML，选择打开XML文件。

（2）       在Layer Manager中，右键选择菜单View Metadata，RPC文件自动打开了。

图：GF-6 WFV元数据文件

（3）       图像打开后会基于RPC文件虚拟几何定位，使用ENVI拉幕等工具浏览，与Landat8pan图像对比有3~10个像素的偏移。

图：RPC文件虚拟几何定位与Landat8pan图像对比

2.     无控制点正射校正

（1）       在Toolbox中，启动/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow工具。

（2）       在File Selection面板：

  Input File：选择GF-6 WFV数据；

  DEM File：选择SRTM90米的DEM；

  Geoid Correction取消勾选。

（3）       单击Next，在RPC Refinement步骤中，打开Advanced面板，设置参数。

  Output Projection：默认UTM，可点击Browse按钮更改。

  Output Piexl Size：16.0；

  Image Resampling：Cubic Convolution；

  Grid Spacing：10。正射校正的格网大小，格网越大数据越快，相应精度越低。

（4）       在Exports面板中，选择输出路径和文件名（默认会在输出文件名基础上增加_rpcortho后缀）。

（5）       单击Finish执行处理。

使用ENVI拉幕、透视等工具浏览，与Landat8pan图像进行精度检验，总体精度非常好，基本能吻合，局部地区有1~2个像素的偏移。高分6的几何定位精度大大提高，无控制点正射校正基本能满足大部分应用要求。

图：无控制点正射校正结果

3.     参考影像正射校正

如果对几何精度要求更高，可基于基准影像自动找GCP执行RPC正射校正。

（1）点击/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Using Reference Image，打开基于基准影像的RPC正射校正工具；在面板上进行数据读写和参数设置：

• Input Raster：选择GF-6 WFV数据；
• Input Reference Raster：具有准确地理位置信息的参考影像。选择Landsat8 Pan影像数据；
• Input DEM Raster：覆盖待校正影像区域的DEM数据，选择SRTM90米的DEM；
• DEM Is Height Above Ellipsoid：DEM数据是否是椭球高。SRTM是椭球高，选择Yes；

注：如果这里使用ENVI自带的全球900/200米分辨率的DEM，则按照默认No。

• Requested Number of GCPs：100，需要采集的控制点最大数量；
• Search Windows Size：500，搜索窗口大小，窗口越大找点精度越高，时间越长；
• Output Coordinate System：可选项，如果不设置，则输出的正射校正结果是UTM WGS84坐标系的；
• Output Pixel Size：X：16，Y：16。

注：输出像元大小为可选项，如果不设置，则输出的像元大小为根据RPC自动计算的平均像元大小，建议手动设置输出数据的分辨率。

• Image Resampling：重采样方法，默认双线性内插Bilinear，推荐使用精度更高的Cubic Convolution；
• Grid Spacing：像素栅格间距。保持默认10；这个值越大，校正速度越快，精度越低。
• Output Raster：正射校正结果输出路径及文件名。软件会自动设置，可手动修改；
• Output GCPs：控制点文件输出路径及文件名，软件会自动设置，可手动修改；

（2）参数设置好之后，点击OK开始执行。

注：在Toolbox中，打开/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow工具，可以将前面自动生成的控制点文件导入，查看自动寻找的控制点精度。也可手动修改GCP点。

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

  使用ENVI拉幕、透视等工具浏览，与Landat8pan图像进行精度检验，总体精度非常好，绝大部分地区在1个像素内。