任務(wù)3.2 遙感影像的空間增強(qiáng)

項(xiàng)目3遙感影像增強(qiáng)任務(wù)3-2遙感影像的空間增強(qiáng)遙感影像的增強(qiáng)

遙感影像的增強(qiáng)遙感影像的增強(qiáng)：遙感影像在獲取的過程中由于受到大氣的散射、反射、折射或者天氣等的影響，致使獲得的遙感影像對(duì)比度不夠、遙感影像模糊，所需信息不夠突出，或者遙感影像的波段較多，數(shù)據(jù)較大。

因此，要求對(duì)遙感影像進(jìn)行增強(qiáng)處理，以改善遙感影像質(zhì)量，突出所需信息，增加遙感影像可辨識(shí)度、可讀性，壓縮數(shù)據(jù)。遙感影像增強(qiáng)方法主要有輻射增強(qiáng)、空間增強(qiáng)和光譜增強(qiáng)等。遙感影像的空間增強(qiáng)的操作步驟

遙感影像的空間增強(qiáng)的概念、方法目錄

CONTENT任務(wù)3-2遙感影像的空間增強(qiáng)遙感影像的空間增強(qiáng)的概念、方法/01

1.遙感影像的空間增強(qiáng)—概念、方法遙感影像的空間增強(qiáng)：是有目的地突出、或者去除遙感影像上某些特征，如突出邊緣或者線狀物，抑制遙感影像產(chǎn)生的噪聲。遙感影像的空間增強(qiáng)的主要方法：卷積增強(qiáng)、銳化增強(qiáng)、非定向邊緣增強(qiáng)、聚焦分析、紋理分析、自適應(yīng)濾波、統(tǒng)計(jì)濾波等。

1.1卷積增強(qiáng)卷積增強(qiáng)是通過卷積運(yùn)算來改變遙感影像的空間頻率特征。遙感影像的卷積運(yùn)算是用“模板”（卷積函數(shù)）來實(shí)現(xiàn)的。卷積處理的關(guān)鍵是卷積算子的選擇，也即卷積核（Kernal）的選擇。ERDAS中提供了多種卷積算子，如3×3、5×5和7×7等組，這些算子存放在default.klb文件夾中，每組又包括邊緣濾波（EdgeDetect）、邊緣增強(qiáng)（EdgeEnhance）、低通濾波（LowPass）、高通濾波（HighPass）、水平檢測(cè)（Horizontal）、垂直檢測(cè)（Vertical）和交差檢測(cè)（Summary）等多種不同的處理方式，其中低通濾波其平滑作用，其他都起銳化作用。

1.2銳化增強(qiáng)銳化增強(qiáng)（CrispEnhancement）是通過對(duì)遙感影像進(jìn)行卷積濾波處理，以增強(qiáng)整幅遙感影像的亮度。銳化處理可以根據(jù)定義的矩陣直接對(duì)遙感影像進(jìn)行處理，也可以對(duì)遙感影像先進(jìn)行主成分變化的方法實(shí)現(xiàn)。

1.3非定向邊緣檢測(cè)非定向邊緣檢測(cè)（Non-directionalEdge）是卷積增強(qiáng)的一個(gè)應(yīng)用，目的是突出邊緣、輪廓、線狀目標(biāo)信息，起到銳化的效果。非定向邊緣檢測(cè)使用兩個(gè)常用的濾波器（Sobel和Previtt），進(jìn)行水平檢測(cè)和垂直檢測(cè)，然后將兩個(gè)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行平均化處理。

1.4紋理分析紋理分析（TextureAnalysis）是通過在一定的窗口內(nèi)進(jìn)行二次變異分析或者三次非對(duì)稱分析，是雷達(dá)遙感影像或者其他遙感影像的紋理結(jié)構(gòu)得到增強(qiáng)，紋理分析的關(guān)鍵是窗口大小的確定和操作函數(shù)的定義。

1.5自適應(yīng)濾波自適應(yīng)濾波（AdapterFilter）是應(yīng)用Wallis自適應(yīng)濾波（WallisAdaptiveFilter）方法對(duì)遙感影像的感興趣區(qū)進(jìn)行對(duì)比度拉伸，從而達(dá)到影像增強(qiáng)的目的。自適應(yīng)濾波主要設(shè)置問題是移動(dòng)窗口和乘積倍數(shù)大小的定義。

1.5降噪處理感影像噪聲是遙感影像在攝取或傳輸時(shí)所受的隨機(jī)信號(hào)干擾，是遙感影像中各種妨礙人們對(duì)其信息接受的因素，分為外部噪聲和內(nèi)部噪聲。

1.5降噪處理外部噪聲，即指系統(tǒng)外部干擾以電磁波或經(jīng)電源串進(jìn)系統(tǒng)內(nèi)部而引起的噪聲。如電氣設(shè)備，天體放電現(xiàn)象等引起的噪聲；內(nèi)部噪聲，一般有四個(gè)源：①由光和電的基本性質(zhì)所引起的噪聲。②電器的機(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。③器材材料本身引起的噪聲。④系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備電路所引起的噪聲，如電源引入的交流噪聲。降噪處理（NoiseReduction）是利用自適應(yīng)濾波方法去除遙感影像中的噪聲，降噪處理在沿著邊緣或平坦區(qū)域去噪聲的同時(shí)可以很好地保持遙感影像中的一些微小的細(xì)節(jié)。遙感影像的空間增強(qiáng)的操作步驟/02通過對(duì)遙感影像進(jìn)行空間增強(qiáng)處理，引導(dǎo)學(xué)生熟練掌握利用ERDASIMAGINE進(jìn)行卷積增強(qiáng)、銳化增強(qiáng)、非定向邊緣增強(qiáng)、紋理分析、自適應(yīng)濾波等空間增強(qiáng)方法，有目的地突出、或者去除遙感影像上某些特征，便于對(duì)遙感影像的分析解譯。

2.遙感影像的空間增強(qiáng)實(shí)施（一）打開卷積增強(qiáng)處理對(duì)話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點(diǎn)擊【SpatialEnhancement】→【Convolution】，如圖3.18所示。（二）輸入輸出設(shè)置打開【Convolution】對(duì)話框，如圖3.19所示。輸入文件（InputFile）：輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\shanxi.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\任務(wù)實(shí)施3-2\results\convolution.img”

2.1卷積增強(qiáng)（三）參數(shù)設(shè)置1.卷積核（Kernal）選擇卷積核庫(kù)（KernalLibrary）中的default.klb中的3×3EdgeDetect2.邊緣化處理方法（HandleEdgesby）選擇Reflection選項(xiàng)。3.選擇【NormalizetheKernal】，進(jìn)行卷積歸一化處理。4.坐標(biāo)的類型【CoordinateType】Map，坐標(biāo)類型為地圖類型。5.輸出數(shù)據(jù)類型（OutputDataType）為Unsigned8bit。（四）進(jìn)行卷積處理進(jìn)行卷積處理：?jiǎn)螕簟綩K】按鈕，進(jìn)行卷積（Convolution）處理，結(jié)果如圖3.20所示。

2.1卷積增強(qiáng)圖3.20卷積增強(qiáng)處理結(jié)果，原圖（左），處理后（右）（一）打開銳化增強(qiáng)對(duì)話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點(diǎn)擊【SpatialEnhancement】→【Crisp】，如圖3.21所示。（二）輸入輸出設(shè)置打開【Crisp】對(duì)話框，如圖3.22所示。輸入文件（InputFile）：輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\shanxi.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\results\crisp.img”

2.2銳化增強(qiáng)（三）參數(shù)設(shè)置1.坐標(biāo)類型【CoordinateType】選擇Map，坐標(biāo)類型為地圖類型。2.處理的范圍【SubsetDefinition】為銳化增強(qiáng)處理的范圍：默認(rèn)為整幅遙感影像的范圍，也可在ULX、ULY、URX、URY中輸入數(shù)值來設(shè)定銳化增強(qiáng)的范圍，或者用【FromInquireBox】設(shè)定處理的范圍。3.來源自查詢框【FromInquireBox】按鈕用視窗遙感影像中的InquireBox來指定銳化的區(qū)域，在不使用該功能時(shí)，則默認(rèn)為整幅圖變換。4.輸出數(shù)據(jù)類型（OutputDataType）：Unsigned8bit。5.輸出選擇（outputoptions）：選擇【StretchtoUnsigned8bit】表示將數(shù)據(jù)拉伸到0～255；選中【IgnoreZeroinStats】復(fù)選框表示在進(jìn)行銳化增強(qiáng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中忽略0值。

2.2銳化增強(qiáng)（四）進(jìn)行銳化增強(qiáng)處理單擊【OK】按鈕，進(jìn)行銳化增強(qiáng)處理（Crisp）處理。銳化結(jié)果如圖3.23所示。

2.2銳化增強(qiáng)圖3.23銳化處理結(jié)果，原圖（左），處理后（右）

（一）打開非定向邊緣檢測(cè)對(duì)話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點(diǎn)擊【SpatialEnhancement】→【Non-directionalEdge】，如圖3.24所示。（二）輸入輸出設(shè)置：打開【Non-directionalEdge】對(duì)話框，如圖3.25所示。輸入文件（InputFile）：輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\shanxi.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\任務(wù)實(shí)施3-2\results\non_directional.img”

2.3非定向邊緣檢測(cè)（三）參數(shù)設(shè)置1.數(shù)據(jù)類型【CoordinateType】選擇Map，標(biāo)類型為地圖類型。2.處理的范圍定義【SubsetDefinition】為非定向邊緣檢測(cè)處理的范圍：默認(rèn)為整幅遙感影像的范圍，也可在ULX、數(shù)據(jù)ULY、URX、URY中輸入數(shù)值來設(shè)定非定向邊緣檢測(cè)的范圍，或者用InquireBox設(shè)定處理的范圍。3.數(shù)據(jù)源來自查詢框【FromInquireBox】按鈕，用視窗遙感影像中的InquireBox來指定非定向邊緣檢測(cè)的區(qū)域，在不使用該功能時(shí)，則默認(rèn)為整幅圖變換。4.輸出數(shù)據(jù)類型（OutputDataType）為Unsigned8bit。5.輸出選擇（OutputOptions）：選擇濾波器為Sobel；選中IgnoreZeroinStats復(fù)選框表示在進(jìn)行非定向邊緣檢測(cè)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中忽略0值。

2.3非定向邊緣檢測(cè)（四）進(jìn)行非定向邊緣檢測(cè)處理單擊【OK】按鈕，進(jìn)行非定向邊緣檢測(cè)處理（Non-directionalEdge）處理。非定向邊緣檢測(cè)結(jié)果如圖3.26所示。

2.3非定向邊緣檢測(cè)圖3.26非定向邊緣檢測(cè)結(jié)果，原圖（左），處理后（右）（一）打開紋理分析對(duì)話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點(diǎn)擊【SpatialEnhancement】→【Texture】，如圖3.27所示。（二）輸入輸出設(shè)置打開【Texture】對(duì)話框，如圖3.28所示。輸入文件（InputFile）：輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\shanxi.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\任務(wù)實(shí)施3-2\results\texture.img”

2.4紋理分析（三）參數(shù)設(shè)置1.坐標(biāo)類型【CoordinateType】選擇Map，坐標(biāo)類型為地圖類型。2.處理的范圍定義【SubsetDefinition】為紋理分析處理的范圍：默認(rèn)為整幅遙感影像的范圍，也可在ULX、ULY、URX、URY中輸入數(shù)值來設(shè)定紋理分析的范圍，或者用InquireBox設(shè)定處理的范圍。3.數(shù)據(jù)源來自查詢框【FromInquireBox】按鈕，用視窗遙感影像中的查詢框（InquireBox）來指定紋理分析的區(qū)域，在不使用該功能時(shí)，則默認(rèn)為整幅圖變換。4.輸出數(shù)據(jù)類型（OutputDataType）為默認(rèn)的FloatSingle。5.輸出選擇（OutputOptions）中，操作函數(shù)定義為Variance或者Skewness，本例中選擇Variance操作函數(shù)；確定窗口大?。╓indowSize）為5×5。6.選中【IgnoreZeroinStats】復(fù)選框表示在進(jìn)行紋理分析的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中忽略0值。

2.4紋理分析（四）進(jìn)行紋理分析處理單擊【OK】按鈕，進(jìn)行紋理分析（Texture）處理，結(jié)果如圖3.29所示。

2.4紋理分析圖3.29紋理分析結(jié)果，原圖（左），處理后（右）

（一）打開自適應(yīng)濾波對(duì)話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點(diǎn)擊【SpatialEnhancement】→【AdaptiveFilter】，如圖3.30所示。（二）輸入輸出設(shè)置打開【Texture】對(duì)話框，如圖3.31所示。輸入文件（InputFile）：輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\shanxi.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\任務(wù)實(shí)施3-2\results\adaptive_filter.img”

2.5自適應(yīng)濾波（三）參數(shù)設(shè)置1.坐標(biāo)類型【CoordinateType】選擇Map，坐標(biāo)類型為地圖類型。2.處理范圍定義【SubsetDefinition】為自適應(yīng)濾波處理的范圍：默認(rèn)為整幅遙感影像的范圍，也可在ULX、ULY、URX、URY中輸入數(shù)值來設(shè)定自適應(yīng)濾波的范圍，或者用InquireBox設(shè)定處理的范圍。3.數(shù)據(jù)源來自查詢框【FromInqu