遙感圖像處理實習報告i

1、遙感圖像處理實習報告通過遙感圖像處理實習，使學我們在遙感技術(shù)與應用課程的 課堂教學及實驗課教學的基礎上進一步將理論與實踐相結(jié)合，消化和理解課堂所學理論知識，達到初步掌握利用遙感圖像處理軟件ERDA等來處理遙感圖像，并熟悉遙感圖像處理流程與方法的目的。我們08級城規(guī)系同學在實習指導課上自學遙感圖像處理實習指 導書為主，指導教師講授為輔；每人1臺計算機，結(jié)合相應遙感圖 像及ERDA軟件的具體操作進行。遇到不會的問題，大家集體商量的解決；實在是解決不了的，就 共同找指導老師，最終終于解決問題?？偠灾谝恢艿牟恍概χ?，我們完成了此次實習。1目錄前言 1目錄2一、實驗名稱 3二、實習地點 3三、

2、實習時間 3四、實習目的 3五、實習內(nèi)容 31. 圖像的顯示和存取 32. 圖像的預處理 53. 圖像增強 114. 監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類的過程及成果 15六、實習中存在的問題 17七、實習體會及收獲 17一、實驗名稱：遙感圖像處理二、 實習地點：遼工大博雅樓606三、實習時間：2011年12月19日-2011年12月25日四、實習目的：1. 了解遙感軟件的基本結(jié)構(gòu)，并能熟練地運用該軟件處理遙感數(shù)據(jù)2. 掌握使用軟件工具來進行各種圖像基本操作3. 靈活運用空間增強、輻射增強、光譜增強處理4. 掌握監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的原理與操作過程五、實習內(nèi)容：1.圖像的顯示和存取1.1圖像顯示視窗（View

3、er ）是顯示柵格圖像、矢量圖形、注記文件、AOI等數(shù)據(jù)層的主要窗口，每次啟動 ERDAS IMAGING寸，系統(tǒng)都會自動打開一個二維視窗（ Viewer ）如圖所示。 在應用過程中可以隨時打開新的視窗。二維視窗（ Viewer）主要由視窗菜單條、工具條、顯 示窗和狀態(tài)條四部分組成。* ni E1曰廚誨毀罪田g + f禮回包占尸41.1.2圖像顯示第一步：啟動程序菜單上選擇 File | Open | Raster Layer Select Layer To Add對話框下圖或在工具條上選擇Select Layer To Add對話框圖所示。百出“hQTiHaL tgUl|-；曰川T* Add

4、.J 口 JHrtiM Qpima |1皿亦|査旳裁耳總fl!”1 Ej|r? ±j| 衛(wèi)|afctftDkriiBji?映霏陥 + fl£ 禮氟G1右用ssrtta| imuMSim?t- a卻卜ri«.矗三Kbwcswn 1 Mricwa.Kuhn P-nwSelect. Layer To Add*FileU遙感實習數(shù)據(jù)二cjj3Look incRaster Optot |LJPPIU.0 Jm1顯示數(shù)據(jù)4光譜和區(qū)肘増強bhtrnwf.imgRecent.Goto.File neniE：3 Fil&s, 13ubdirectcries, 1 Match

5、es, 877561 &0k 創(chuàng)偸 Free第二步：確定文件Files of tpe: | IMAGINE ImageF.img圖中的File選項用于圖像文件的確定，具體內(nèi)容及實例如表所示。 第三步：設置參數(shù)在Select Layer To Add 對話框中點擊 Raster Options,就進入設置參數(shù)狀態(tài)，如圖所示。第四步：打開圖像5在Select Layer To Add對話框中，點擊 OK打開所確定的圖像，視窗中顯示該圖像。6先選擇 Close 關(guān)閉 Polynomial Model Properties 對話框程序自動打開 GCP Tool Referenee Setup

6、對話框選擇 Keyboard Only OK程序自動打開 Refere nee Map In formatio n提示框。選擇 Map Units: Meters添加地圖投影參數(shù)，如下圖：選擇OK確定地圖投影參數(shù)，并關(guān)閉上圖。選擇OK確定Refere nee Map In formation ，并關(guān)閉提示框。并自動打開采集控制點對話框。(3) GCP勺具體采集過程：在圖像幾何校正過程中，采集控制點是一項非常重要和相當重要的工作，具體過程如下：在GC工具對話框中點select GCP 圖標，進行GC選擇狀態(tài)。在view#1中移動關(guān)聯(lián)方框位置，尋找明顯地物特征點，作為輸入GCP在GC工具對話框中點

7、擊 Great GCP圖標，并在view#2中點擊左鍵定點， GC數(shù)據(jù)表將記 錄一個輸入的GCP包括編號、標識碼、X Y坐標。在GC工具對話框中輸入地圖參數(shù)坐標 X、Y。不斷重復上述步驟，采集若干 GCP直到滿足所選是的幾何校正模型為止。(4) 采集地面檢查點：以上所采集的GC為控制點，用于建立轉(zhuǎn)換方模型及多項式方程，地面檢查點，則用于檢驗所建立的轉(zhuǎn)換方程的精度和實用性，具體過程如下：在GCP TOO菜單條中選擇 GC類型：Edit/Set Point Type check。;q . F pj亦 Tjy sr-Hliti" n 科”r : Litjrp-r P i； rrfVO i.

8、MrFKXiR-V R«lTpp«X RuiluaiiHMS En vCi|亡 hick41* *:l:r上-i- i ar_Hi.5 I r.- ra . lji: /.jr.；i r Q25D421.3 刊匚 heck船茁詩iZ7GCFfi?H25TZ 肥DJ7BIEDS?亡丘t.Aii i'Wilj J亡j弓EjCFUBV-1匚血Lijgcp h'Rr1I1GE2 7TDCh«kTi0CP miChMt.和IjJ譽時曲 囪心尬01覽整君耳臨itS£*" XKZK 口 1門« r RK> ： |費«

9、|自請ft趙3站.i.=?l "遼口八“D&I4I1W$UTBI-eol. : Qhvv*- : la1.4. xh k? 追鼻丄鼻匕.“.：* f i 1*9T i X tj *i £iia t Eilp,nlx|TiR在GCPTOOL菜單條中確定 GCP匹配參數(shù)：Edit/Poi nt matchi ng 打開GCPMatchi ng 對話框，并確定參數(shù)。確定地面檢查點，其操作與選擇控制點完全一樣。計算檢查點誤差：在 GCPTOOIX具條中，點擊Compute Error圖標，檢查點的誤差就會 顯示在GCP TOOL的上方(如下圖).在GeoCorrection

10、 Tools對話框中選擇 Model Properties圖標打開。選擇或檢查參數(shù)，然后選擇close關(guān)閉。圖象重采樣在Geo Correction Tools 對話框中選擇 Image Resample 圖標一打開 Image Resample 對 話框，并定義重采樣參數(shù)。輸出圖像文件名(output file):rectify.img選擇重采樣方法(Resample Method):Nearest Neighbor定義輸出圖像在圖與像元大小。設查輸出統(tǒng)計中忽略零值。選擇OKB動重采樣進程，并關(guān)閉Image Resample對話框。2.2拼接圖象拼接處理將同一區(qū)域機鄰的三幅 TM圖象進行拼接

11、.其過程如下： 啟動圖象拼接工具，在ERDA圖標面板工具條中，點擊Dataprep/Datapreparation/Mosaicc lmages打開 Mosaic Tool 視窗。加載 Mosaic 圖像，在 Mosaic Tool 視窗菜單條中，Edit/Add images 打開 Add Images for Mosaic對話框。依次加載窗拼接的圖像。12在Mosaic Tool視窗工具條中，點擊 set In put Mode 圖標，進入設置圖象模式的狀態(tài)， 利用所提供的編輯工具，進行圖象疊置組合調(diào)查。圖象匹配設置，點擊 Edit /Image Matchi ng打擊Matchi ng

12、opti ons對話框，設置匹配己方法：Overlap Areas 。在 Mosaic Tool 視窗菜單條中，點擊Edit/set Overlap Function打開 set OverlapFunction對話框#Q Ho Cutkw EmsIs 廠 Culline Ewist旳ObiJine£ Mcludeinrtaqe DckdqedCoicir S-aAarioedU.UUUU X O.iDOOO£le?ol Fucctio鬥:住"皿n*L AaragL Minmurri廠 Mgifwn"!廠 IFsthSih. r"iln AINr

13、-JEnbreNNIrri曰口凸 Name瑟富逮毬總：ft:3;0w:y:- lw;W:&R!出§:s H-yH ft-ft yy H ft- X- SM ft M :-:-TT:”:-:!saX:-:!I:ftH-:-:»:-:-: J:-:ftX:-:-:M X-_ :鴛第裁泮劉榦也淺X:M:X:(:>:.二:.:二:二:.:二: :O;SH憑：揖蠻唏活;?!>: . .筮戟:§ y:siils:y:總営?:?;wwsylzft:;¥:w:s営§ I:-:-:.: .:".! :N:2 八 .:'>

14、;:k=:"5:-:-:;b:;'>:!:遨: HyrtHl.Gzftxsys衣swwzft.MwtizftM-Mrlftftxs.ftft.H wMSVHywy那孝：總 * x.'l'sx * 第：心.'Jc-fi.x.h.->'8x 家 jI-I:! :l:I:l-I:I:l:Order Ref-1 x 墜玉哄m 倔尼旳國母 理買耳為臺as決4數(shù)jfe山.2 i：理玉互:.習隹皿m像灶理兵習超尊衆(zhòng)習暫対歸3上佯玉5C習7*Q00凍魁理5E習應 Q尹討B(tài)ess心IEntirsfJHSOOOOTX設置相交關(guān)系(Intersectio

15、n Method):No Cutline Exists 設置重疊圖像元灰度計算(select Fun ctio n):Averaqe。#Apply close 完成。運行Mosaic工具在Mosaic Tool視窗菜單條中，點擊Process/Run Mosaic 打開Run Mosaic對話框。設置下列參數(shù)：確定輸出文件名：she nhui.img確定輸出圖像區(qū)域：ALLOK進行圖像拼接。2.3圖象分幅裁剪根據(jù)研究區(qū)的工作范圍進行圖像分幅裁剪，利用ERDAS可實現(xiàn)兩種圖像分幅裁剪：規(guī)則分幅裁剪，不規(guī)則分幅裁剪。2.3.1規(guī)則分幅裁剪。即裁剪的邊界范圍為一矩形，其具體方法如下：在 ERDA&#

16、174; 標面板工具條中，點擊DataPrep/Data preparatio n/subset Image 打開subset Image 對話框，并設置參數(shù)如下：232不規(guī)則分幅裁剪將Arcinfo多邊形轉(zhuǎn)換成網(wǎng)格圖象。ERDA圖標面板工具條中，點擊Vector/vector to Raster 打開vector to Raster 對話框，并設置參數(shù)，并實現(xiàn)轉(zhuǎn)換。通過掩膜運算實現(xiàn)圖像不規(guī)則裁剪。ERDAS圖標面板工具條中，點擊Interpreter/Utilities /Mask-打開Mask對話框，并設置參數(shù)如下：setup Recode設置裁剪區(qū)域內(nèi)新值為1，區(qū)域外取0值。3.圖像增強

17、3.1空間增強：包括卷積增強處理、紋理分析、圖象增強處理包括空間、輻射、光譜增強處理與傅低變換處理。在實際運用中，不是所 有的圖象增強處理方法都要用到，具體采用哪種圖象增強處理方法，視具體的研究區(qū)域，研 究內(nèi)容和對象而定。利用ERADS IMAGINE進行圖像增強主要采用ERADS IMAGINE的圖像解譯器(ImageIn terpreter)模塊，該模塊包含了 50多個用于遙感圖像處理的功能模塊，這些功能模塊在執(zhí)行過程中都需要通過各種按鍵或?qū)υ捒蚨x參數(shù)，多數(shù)功能都借助模型生成器(ModelMaker)建立了圖形模型算法，容易調(diào)用或編輯。ERDA圖像解譯模塊包含了8個方面的功能，依次是遙感

18、圖像的空間增強(SpatialEnhancement)、輻射增強(Radiometric Enhancement)、光譜增強(SpectralEnhancement)、 高光譜工具(Hyper Spectral Tools )、傅立葉交換( Fourier Analysis )、地形分析(Topographic Analysis)。地理信息系統(tǒng)分析( GlS Analysis )、以及其它實用功能(Utilities )。每一項功能菜單中又包含若干具體的遙感圖像處理功能?？臻g增強技術(shù)是利用像元自身及其周圍像元的灰度值進行運算，達到增強整個圖像之目的。3.2輻射增強：LUT拉伸處理、直方圖均衡化

19、處理。輻射增強處理是對單個像元的灰度值進行 變換達到圖像增強的目的。查找表拉抻處理是通過修改圖像查找表，使輸出圖像值發(fā)生變化。通過定義，可實現(xiàn)線性拉伸、分段線性拉伸、非線性拉伸等處理。在 ERDAD圖標面標工具條中，點出 Interpreter/RadiometricEnhancement/LUTStretch -打開LUT stretch 對話框，并設置參數(shù)如下：點擊 View/custom Table 進 入查找表編輯狀態(tài)。根據(jù)需要修改查找表?？?iinpiirtDatkd-trp(XBFKSO-猷寺1舉閒nbEpruLuirLatinUaaxilieriMnldiErfiE21|Vksc

20、lur"：'Xf '匚31ariu-PTTTrn:沖WCW7 73 TSHR / 屯 LSWLLX |DC®4 © in M 9 謬片：ir :- -IDJCpfalFic lnqIrpJ Fie Ifingrinni4iqi.i l. Hr.Latrw T鼻建dstHDelnwBL 1. IKIIE 3.EL“r_*n Lr.r .31 t L.rH .7 J-u|k|5穴妙 Dpbcn?：1'JtiJ；(U 冊護農(nóng)10|>1F Iimii 2cro-in3.3直方圖均衡化處理實質(zhì)上是對圖像進行非線性拉伸，重新分配圖像像元值，使一定

21、灰度范圍內(nèi)的像元的數(shù)量大致相等。在 ERDAS3 標面板工具條中，點擊In terpreter/Radiometric En ha nceme nt/HistogramEqualization-打開 Histogram Equalization對話框，并設置參數(shù)如下:163.3光譜增強：主成份變換、纓穗變換、色彩變換光譜增強處理是基于多波段數(shù)據(jù)對每個像 元的灰度值進行變換，達到圖像增強的目的。173.3.1主成份變換是一種常用的數(shù)據(jù)壓縮方法，它可以將具有相關(guān)性的多波段數(shù)據(jù)壓縮到完 全獨立的較少的幾個波段上，便于圖像分析與解譯，具體過程如下：在 ERDAS圖標面 標工具條 中，點擊 Interp

22、reter/spectral Enhancement/principal Comp-打開principal components對話框,并設置參數(shù)如下：332纓穗變換是針對植物學所關(guān)心的植被特征，對原始多波段圖像數(shù)據(jù)進行空 間旋轉(zhuǎn)，獲得具有物理意義的亮度、綠度、濕度等分量。在 ERDASS標面板工具條中，點擊Interpret/spectral Enhancement/Tasseled Cap打開Tasseled cap對話框，并設置參數(shù)。T ass cl ed. CInput File:uOiMpuT File:trn_0SO51 S.imgSeniorLandsat 4 TMI/O Opt

23、kin& | FreprocASSing (LT) | T匚 Coefficients.CocKdinate Type.Subset Definition.<* MapLX: LY:293202.75±l4291G81.25:Daia Type:Output Opfcn*:lirhpcA:Unsigriedl 9 bitI Stretch to Unsigned 0 bitutput:|Floal SingleIgnore Zero in Slats.20#確定區(qū)域內(nèi)的類型。下圖為原始圖像與纓穗變換的亮度、綠度、濕度分量的比較圖。ih ekd雋 mwin 9.1彈2刃

24、on Haul to弧 ytLli iiet r 1.1a Utii-i ty VLtv uil Kssttr rtslf#3.3.3色彩變換是將區(qū)域圖像從RGB的彩色空間轉(zhuǎn)換到IHS作為定位參數(shù)的彩色空間，以便達到增強目的。#在 ERDASS標面板工具條中， 點擊 Interpreter/spectralEnhancement/RGB to IHS -打開RGB TO IHS對話框，并設置參數(shù)如下：4.監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類的過程及成果4.1監(jiān)督分類ERDAS IMAGINE勺監(jiān)督分類是基于分類模板來進行的，在分類模板生成器中，生成分類 模板的基礎是原圖像和（或）其特征空間圖像。第一步：顯示需

25、要進行分類的圖像：在視窗中顯示v ERDASHOME execise'ljxtm.img（Red4 /Grean5/B1ue3。選擇 Fit to Frame，其它使用缺省設置）。第二步：打開模板編輯器并調(diào)整顯示字段。圖標面板工具子，點擊C1assifier目標第三步：獲取分類模板信息：在原始圖像或特征空間圖像中獲取分類模板信息。4.2非監(jiān)督分類ERDAS IMAGINE使用ISODATA算法（基于最小光譜距離公式）來進行非監(jiān)督分類。聚類過程始于任意聚類平均值或一個己有分類模板的平均值：聚類每重復一次，聚類的平均值就更新一次，新聚類的均值再用于下次聚類循環(huán)。ISODATA實用程序不斷重

26、復，直到最大的循環(huán)次數(shù)已達到設定閾值或者兩次聚類結(jié)果相比有達到要求百分比的像元類別已經(jīng)不再發(fā) 生變化。在ERDAS圖標面板工具條中，點擊Dataprep圖標Data Preparation宀unsupervisedClassificati onUn supervised Classificati on對話框如下：第二步：進行非監(jiān)督分類在 Un supervised classificati on對話框中:確定輸出文件（In put Raster File ） : L '（要被分類的圖像） 確定輸出文件（Output File ） :7.img （即將產(chǎn)生的分類圖像） 選擇生成分類摸板文件：Output Sig nature Set（