遙感圖像處理實(shí)習(xí)報(bào)告i

1、遙感圖像處理實(shí)習(xí)報(bào)告通過遙感圖像處理實(shí)習(xí)，使學(xué)我們在遙感技術(shù)與應(yīng)用課程的 課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)課教學(xué)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步將理論與實(shí)踐相結(jié)合，消化和理解課堂所學(xué)理論知識(shí)，達(dá)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(jí)城規(guī)系同學(xué)在實(shí)習(xí)指導(dǎo)課上自學(xué)遙感圖像處理實(shí)習(xí)指 導(dǎo)書為主，指導(dǎo)教師講授為輔；每人1臺(tái)計(jì)算機(jī)，結(jié)合相應(yīng)遙感圖 像及ERDA軟件的具體操作進(jìn)行。遇到不會(huì)的問題，大家集體商量的解決；實(shí)在是解決不了的，就 共同找指導(dǎo)老師，最終終于解決問題?？偠灾?，在一周的不懈努力之下，我們完成了此次實(shí)習(xí)。1目錄前言 1目錄2一、實(shí)驗(yàn)名稱 3二、實(shí)習(xí)地點(diǎn) 3三、

2、實(shí)習(xí)時(shí)間 3四、實(shí)習(xí)目的 3五、實(shí)習(xí)內(nèi)容 31. 圖像的顯示和存取 32. 圖像的預(yù)處理 53. 圖像增強(qiáng) 114. 監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類的過程及成果 15六、實(shí)習(xí)中存在的問題 17七、實(shí)習(xí)體會(huì)及收獲 17一、實(shí)驗(yàn)名稱：遙感圖像處理二、 實(shí)習(xí)地點(diǎn)：遼工大博雅樓606三、實(shí)習(xí)時(shí)間：2011年12月19日-2011年12月25日四、實(shí)習(xí)目的：1. 了解遙感軟件的基本結(jié)構(gòu)，并能熟練地運(yùn)用該軟件處理遙感數(shù)據(jù)2. 掌握使用軟件工具來進(jìn)行各種圖像基本操作3. 靈活運(yùn)用空間增強(qiáng)、輻射增強(qiáng)、光譜增強(qiáng)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(shí)習(xí)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(dòng) ERDAS IMAGING寸，系統(tǒng)都會(huì)自動(dòng)打開一個(gè)二維視窗（ Viewer ）如圖所示。 在應(yīng)用過程中可以隨時(shí)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(dòng)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(shí)習(xí)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(qiáng)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(xiàng)用于圖像文件的確定，具體內(nèi)容及實(shí)例如表所示。 第三步：設(shè)置參數(shù)在Select Layer To Add 對話框中點(diǎn)擊 Raster Options,就進(jìn)入設(shè)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(diǎn)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(dòng)打開 GCP Tool Referenee Setup

6、對話框選擇 Keyboard Only OK程序自動(dòng)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(dòng)打開采集控制點(diǎn)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(diǎn)是一項(xiàng)非常重要和相當(dāng)重要的工作，具體過程如下：在GC工具對話框中點(diǎn)select GCP 圖標(biāo)，進(jìn)行GC選擇狀態(tài)。在view#1中移動(dòng)關(guān)聯(lián)方框位置，尋找明顯地物特征點(diǎn)，作為輸入GCP在GC工具對話框中點(diǎn)

7、擊 Great GCP圖標(biāo)，并在view#2中點(diǎn)擊左鍵定點(diǎn)， GC數(shù)據(jù)表將記 錄一個(gè)輸入的GCP包括編號(hào)、標(biāo)識(shí)碼、X Y坐標(biāo)。在GC工具對話框中輸入地圖參數(shù)坐標(biāo) X、Y。不斷重復(fù)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(diǎn)：以上所采集的GC為控制點(diǎn)，用于建立轉(zhuǎn)換方模型及多項(xiàng)式方程，地面檢查點(diǎn)，則用于檢驗(yàn)所建立的轉(zhuǎn)換方程的精度和實(shí)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(yù)時(shí)曲 囪心尬01覽整君耳臨itS£*" XKZK 口 1門« r RK> ： |費(fèi)«

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(diǎn)，其操作與選擇控制點(diǎn)完全一樣。計(jì)算檢查點(diǎn)誤差：在 GCPTOOIX具條中，點(diǎn)擊Compute Error圖標(biāo)，檢查點(diǎn)的誤差就會(huì) 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(biāo)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(biāo)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(shè)查輸出統(tǒng)計(jì)中忽略零值。選擇OKB動(dòng)重采樣進(jìn)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(jī)鄰的三幅 TM圖象進(jìn)行拼接

11、.其過程如下： 啟動(dòng)圖象拼接工具，在ERDA圖標(biāo)面板工具條中，點(diǎn)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(diǎn)擊 set In put Mode 圖標(biāo)，進(jìn)入設(shè)置圖象模式的狀態(tài)， 利用所提供的編輯工具，進(jìn)行圖象疊置組合調(diào)查。圖象匹配設(shè)置，點(diǎn)擊 Edit /Image Matchi ng打擊Matchi ng

12、opti ons對話框，設(shè)置匹配己方法：Overlap Areas 。在 Mosaic Tool 視窗菜單條中，點(diǎn)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(tái)as決4數(shù)jfe山.2 i：理玉互:.習(xí)隹皿m像灶理兵習(xí)超尊衆(zhòng)習(xí)暫対歸3上佯玉5C習(xí)7*Q00凍魁理5E習(xí)應(yīng) Q尹討B(tài)ess心IEntirsfJHSOOOOTX設(shè)置相交關(guān)系(Intersectio

15、n Method):No Cutline Exists 設(shè)置重疊圖像元灰度計(jì)算(select Fun ctio n):Averaqe。#Apply close 完成。運(yùn)行Mosaic工具在Mosaic Tool視窗菜單條中，點(diǎn)擊Process/Run Mosaic 打開Run Mosaic對話框。設(shè)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(jìn)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(jìn)行圖像分幅裁剪，利用ERDAS可實(shí)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(biāo)面板工具條中，點(diǎn)擊DataPrep/Data preparatio n/subset Image 打開subset Image 對話框，并設(shè)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(biāo)面板工具條中，點(diǎn)擊Vector/vector to Raster 打開vector to Raster 對話框，并設(shè)置參數(shù)，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。通過掩膜運(yùn)算實(shí)現(xiàn)圖像不規(guī)則裁剪。ERDAS圖標(biāo)面板工具條中，點(diǎn)擊Interpreter/Utilities /Mask-打開Mask對話框，并設(shè)置參數(shù)如下：setup Recode設(shè)置裁剪區(qū)域內(nèi)新值為1，區(qū)域外取0值。3.圖像增強(qiáng)

17、3.1空間增強(qiáng)：包括卷積增強(qiáng)處理、紋理分析、圖象增強(qiáng)處理包括空間、輻射、光譜增強(qiáng)處理與傅低變換處理。在實(shí)際運(yùn)用中，不是所 有的圖象增強(qiáng)處理方法都要用到，具體采用哪種圖象增強(qiáng)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(jìn)行圖像增強(qiáng)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(gè)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(gè)方面的功能，依次是遙感

18、圖像的空間增強(qiáng)(SpatialEnhancement)、輻射增強(qiáng)(Radiometric Enhancement)、光譜增強(qiáng)(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(shí)用功能(Utilities )。每一項(xiàng)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(qiáng)技術(shù)是利用像元自身及其周圍像元的灰度值進(jìn)行運(yùn)算，達(dá)到增強(qiáng)整個(gè)圖像之目的。3.2輻射增強(qiáng)：LUT拉伸處理、直方圖均衡化

19、處理。輻射增強(qiáng)處理是對單個(gè)像元的灰度值進(jìn)行 變換達(dá)到圖像增強(qiáng)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(shí)現(xiàn)線性拉伸、分段線性拉伸、非線性拉伸等處理。在 ERDAD圖標(biāo)面標(biāo)工具條中，點(diǎn)出 Interpreter/RadiometricEnhancement/LUTStretch -打開LUT stretch 對話框，并設(shè)置參數(shù)如下：點(diǎn)擊 View/custom Table 進(jìn) 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(hù)農(nóng)10|>1F Iimii 2cro-in3.3直方圖均衡化處理實(shí)質(zhì)上是對圖像進(jìn)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(biāo)面板工具條中，點(diǎn)擊In terpreter/Radiometric En ha nceme nt/HistogramEqualization-打開 Histogram Equalization對話框，并設(shè)置參數(shù)如下:163.3光譜增強(qiáng)：主成份變換、纓穗變換、色彩變換光譜增強(qiáng)處理是基于多波段數(shù)據(jù)對每個(gè)像 元的灰度值進(jìn)行變換，達(dá)到圖像增強(qiáng)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(dú)立的較少的幾個(gè)波段上，便于圖像分析與解譯，具體過程如下：在 ERDAS圖標(biāo)面 標(biāo)工具條 中，點(diǎn)擊 Interp

22、reter/spectral Enhancement/principal Comp-打開principal components對話框,并設(shè)置參數(shù)如下：332纓穗變換是針對植物學(xué)所關(guān)心的植被特征，對原始多波段圖像數(shù)據(jù)進(jìn)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(biāo)面板工具條中，點(diǎn)擊Interpret/spectral Enhancement/Tasseled Cap打開Tasseled cap對話框，并設(shè)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(dá)到增強(qiáng)目的。#在 ERDASS標(biāo)面板工具條中， 點(diǎn)擊 Interpreter/spectralEnhancement/RGB to IHS -打開RGB TO IHS對話框，并設(shè)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(jìn)行的，在分類模板生成器中，生成分類 模板的基礎(chǔ)是原圖像和（或）其特征空間圖像。第一步：顯示需

25、要進(jìn)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(shè)置）。第二步：打開模板編輯器并調(diào)整顯示字段。圖標(biāo)面板工具子，點(diǎn)擊C1assifier目標(biāo)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(jìn)行非監(jiān)督分類。聚類過程始于任意聚類平均值或一個(gè)己有分類模板的平均值：聚類每重復(fù)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(shí)用程序不斷重

26、復(fù)，直到最大的循環(huán)次數(shù)已達(dá)到設(shè)定閾值或者兩次聚類結(jié)果相比有達(dá)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(biāo)面板工具條中，點(diǎn)擊Dataprep圖標(biāo)Data Preparation宀unsupervisedClassificati onUn supervised Classificati on對話框如下：第二步：進(jìn)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（