引入
此次的內容是遙感圖像鑲嵌。
在遙感圖像處理中，我們有時爲了獲取更大範圍的地面圖像，通常需要將多幅遙感圖像拼成一幅圖像，這就需要使用圖像鑲嵌對遙感影像進行拼接操作。
我們需要進行圖像鑲嵌的遙感衛星影像數據有兩種情況，南北方向和東西方方向的，所以我們在選擇數據時儘量選擇成像條件相似（同一軌道、同一時間）的圖像。
通過使用PCI軟件圖像鑲嵌模塊手動對長沙地區影像（南北方向）進行拼接和使用ENVI軟件圖像鑲嵌模塊自動對遙感圖像進行拼接操作，這裏PCI手動選擇控制進行圖像鑲嵌適用範圍更廣，所以一定需要掌握。
另外我們指導兩幅圖像灰度上的細微差別都會導致明顯的拼接縫，而在實際的成像過程中，被拼接的圖像在拼接邊界附近灰度的細微差別幾乎時不可避免的，地面環境的微小變化、成像 角度的不同等因素都可能造成這種灰度上的差異。
因此， 在圖像鑲嵌過程中，修正鑲嵌圖像在拼接縫附近的灰度，使之在拼接縫處的灰度有一個光滑的過渡，不產生突變效應，這裏我們可以設置柔和寬度，進行顏色匹配等操作。
一、 實驗目的
（1） 瞭解遙感圖像鑲嵌的目的。
（2） 掌握遙感圖像鑲嵌的原理與方法。
（3） 熟悉PCI軟件和ENVI軟件圖像鑲嵌的操作
二、 實驗準備
（1） 實驗軟件：PCI、ENVI
（2） 實驗數據：長沙環境小衛星兩個傳感器的數據
a) 數據特點：同一軌道，同一時間段，南北方向
三、 實驗內容
（1） 熟悉圖像鑲嵌基本原理；
（2） 學習使用PCI圖像鑲嵌具體操作；
（3） 學習使用ENVI圖像鑲嵌具體操作；
四、 實驗步驟
- 生成空間：生成空間有兩種方式，一是生成空圖像文件；二是在原始文件中，以其中的一幅影像作爲標準將其邊界擴大。這裏我們選擇使用第二種方式。
（1）加載影像：使用【ImageWorks】模塊，加載北邊影像，如圖所示：
（2）單擊 
工具，打開【File Utility】對話框，選擇菜單欄中的【Tools】下的【reproject】，打開重新投影對話框，源文件選擇“20091124A”，目標文件選擇“20191124AB”。在投影邊界欄下，首先選擇“Use bounds and resolution”，根據圖像的邊界和大小修改Upper Left 和Lower Right，這裏我們將Upper Left減小50公里，Lower 減小200公里，然後修改Pixel Size 爲30，這裏是對分辨率進行粗調，如下圖所示：
然後我們選擇“Use pixels/lines and resolution”，對分辨率進行精調，修改爲30。最後選擇select all按鈕，再點擊“add”按鈕，將下側左欄內容全部添加到右欄中，如下圖所示：
最後點擊“Reproject”，等待投影生成完成。
2. PCI圖像鑲嵌：使用GCPWorks模塊進行圖像鑲嵌。
（1）加載鑲嵌模塊，全部保持默認設置，選擇“Accept”，打開圖像鑲嵌對話框，如下圖所示：
（2）加載圖像：依次選擇未校正圖像和地理參考數據，這裏在加載圖像的時候要注意圖像通道的選擇，二者要保持一致，而且因爲PCI一次性最多隻能處理三個波段，所以這裏我們都選擇1、2、3通道，依次在對話框中點擊1、2、3，然後選擇“Load &Close”，如下圖所示：
加載後的數據如下圖所示：
（3）選擇控制點：選擇控制點的方法是使用鼠標在兩張圖像中分別選擇相同位置的點作爲控制點，控制點的選擇要求至少4個，而且控制點不能在一條直線上，最後控制點的殘差需小於一個像元。這裏我們選擇5個控制點，選擇好的控制點和殘差結果如下圖所示：
（4）選擇鑲嵌區域：點擊“Select Mosaic Area“，打開選擇鑲嵌區域對話框，添加Add按鈕，在未校正的圖像中點擊。這裏注意在選擇的時候儘量走曲線路線，而且選擇的區域最後要閉合，如下圖所示：
、
（5）顏色匹配：選擇“Color Matching”，打開顏色匹配對話框，在未校正和地理參考圖像中選擇分別選擇邊界區域，然後點解匹配。
（6）預覽圖像鑲嵌結果：打開預覽對話框，重採樣方式選擇Cubic，柔和寬度設置爲10，然後點擊Registration Overview按鈕，過程及預覽結果如下圖所示：
（7）圖像輸出：選擇“Perform Registration to Disk”按鈕，在彈出的對話框中，依次按順序點擊待校正圖像通道和輸出圖像通道進行一一匹配，然後修改內存爲500M，最後點擊“Perform Registration”按鈕，如下圖所示：
輸出圖像如下圖所示：
3. ENVI圖像鑲嵌：ENVI圖像鑲嵌不需要手動進行選擇控制點，其自動匹配，具體過程如下所示：
（1）加載圖像：運行ENVI軟件，選擇【File】|【Open Image Files】，依次將兩幅需要鑲嵌的圖像A、B加載進來，如下圖所示：
（2）加載圖像鑲嵌模塊：依次點擊【Basic Tools】|【Mosaicing】|【Georeferenced】，在彈出的對話框中選擇import，導入上一步中加載的圖像，如下圖所示：
從導入的結果中我們可以看到兩幅遙感影像已經進行了自動鑲嵌，但是這裏存在壓蓋問題，鑲嵌的並不自然，這時候我們分別在兩幅圖像中右擊，選擇“Edit Entry”工具，在彈出的對話框中，“Data Value to Ignore”設置爲0，“Color Balanced”選擇“No”，然後點擊OK。
（3）輸出預覽：選擇【File】|【Apply】，在彈出的對話框中重採樣選擇最近鄰，結果選擇輸出到內存，然後預覽輸出效果，效果好在輸出到硬盤，然後點擊OK，如下圖所示：
從上圖中我們可以看到輸出內存是分爲兩步進行的，預覽效果如下圖的右圖所示:
從上圖中我們可以看到鑲嵌的結果較爲滿意。最後我們選擇輸出圖像，格式爲ENVI的標準格式.dat，如下圖所示：
這裏我們需注意一個問題，在ENVI中進行圖像鑲嵌的時候容易出現的一個問題是圖像鑲嵌邊界線的問題，如果我們在前面Edit Entry步中選擇Fixed選項，那麼結果就會出現明顯的鑲嵌線，如下圖所示：
如果存在圖像鑲嵌線，那麼這幅遙感影像就是不可用的，我們需要想辦法去除鑲嵌線。
