遙感數(shù)字圖像處理實驗指導書適用專業(yè)：遙感科學與技術(shù)專業(yè) 編制單位：遙感科學與技術(shù)系 編制時間： 2006 年 9 月遙感數(shù)字圖像處理實驗指導書課程編號課程名稱（中文）遙感數(shù)字圖像處理課程名稱（英文）The digital image process ing of remote sensing適用專業(yè)遙感科學與技術(shù)實驗學時20實驗性質(zhì)非獨立設(shè)課制訂單位地球信息科學與工程學院制定時間2006.9實驗名稱與學時安排表序號實驗名稱學時分配序號實驗名稱學時分配1ERDAS/EN V遙感圖像處理軟件熟悉25遙感信息融合22遙感圖像幾何校正56遙感圖像計算機分類23遙感圖像拼接處理27遙感數(shù)字圖像專題制圖34遙感圖像增強處理4合計202實驗項目名稱ERDAS/EN V遙感圖像處理軟件熟悉實驗項目編號010111*學時數(shù)2實驗屬性驗證實驗室名稱地球科學數(shù)據(jù)處理中心（二）一、目的要求：初步了解目前主流的遙感圖像處理軟件ERDAS/ENVI的主要功能模塊，在此基礎(chǔ)上，掌握視窗操作模塊的功能和操作技能，為遙感圖像的幾何校正等后續(xù)實習奠定基礎(chǔ)。二、實驗內(nèi)容：視窗功能介紹；文件菜單操作；實用菜單操作；顯示菜單操作；矢量和刪格菜單操作等。 視窗操作是ERDAS/ENVI軟件操作的基礎(chǔ)，ERDAS/ENVI所有模塊都涉及到視窗操作。本 實驗要求掌握視窗的基本功能，熟練掌握圖像顯示操作和矢量菜單操作，不同數(shù)據(jù)格式的導入導出，子區(qū)裁切等，從而為深入理解和學習ERDAS/ENVI軟件打好基礎(chǔ)。三、實驗設(shè)備：1. 數(shù)據(jù)處理中心現(xiàn)有計算機；2. 實驗環(huán)境為 ERDAS IMAGINE 9.X / ENVI 4.X；3軟件系統(tǒng)實例圖像；4. 學生自備U盤。四、實驗指導：以 ERDAS IMAGINE為例。1、視窗功能簡介AOI等數(shù)據(jù)層的主要窗口。二維視窗（圖1-1）是顯示刪格圖像、矢量圖形、注記文件、 通過實際操作，掌握視窗菜單的主要功能、視窗工具功能。圖1-1二維視窗3#重點掌握ERDAS圖表面板菜單條；ERDAS圖表面板工具條；掌握視窗菜單功能和視 窗工具功能等基本操作。42、圖像顯示操作(Display an Image )第一步：啟動程序(Start Program )視窗菜單條：File topen RasterLayer Select Layer To Add對話框。第二步：確定文件(Determine File )在Select Layer To Add 對話框中有 File和Raster Option 兩個選擇項，其中 File 就是用于確定圖像文件的，具體內(nèi)容和操作實例如表。表1-1圖像文件確定參數(shù)參數(shù)項含義實例Look in確定文件目錄 examplesFile n ame確定文件名 xs truecolor siib.imgFile of type確定文件類型IMAGINEImage （*.img）Recent選擇近期操作過的文件-Go to改變文件路徑第三步：設(shè)置參數(shù)(Raster option )圖1-2參數(shù)設(shè)置第四步：打開圖像(Open Raster Layer )3、實用菜單操作了解光標查詢功能；量測功能；數(shù)據(jù)疊加功能；文件信息操作；三維圖像操作等。4、顯示菜單操作掌握文件顯示順序(圖 1-3)；顯示比例；顯示變換操作等。5、矢量菜單操作矢量菜單操作功能是 ERDAS軟件將遙感與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的一個體現(xiàn)。主要介紹矢量操作的有關(guān)命令，這是本次實驗的重點掌握內(nèi)容。指導學生掌握適量工具面板功能，在此基礎(chǔ)上重點掌握矢量文件的生成與編輯。矢量文件的生成與編輯：第一步：打開圖像文件第二步：創(chuàng)建圖形文件第三步：繪制圖形要素第四步：保存矢量文件在此基礎(chǔ)上，指導學生掌握：改變矢量要素形狀；調(diào)整矢量要素特征；編輯矢量屬性數(shù) 據(jù)等有關(guān)矢量操作。圖1-3圖層顯示順序五、實驗報告要求：1 完成以上實驗內(nèi)容的操作；2 對實驗結(jié)果進行分析；實驗中存在的問題。7實驗項目名稱遙感圖像幾何校正實驗項目編號010111*學時數(shù)5實驗屬性驗證實驗室名稱地球科學數(shù)據(jù)處理中心（二）、目的要求：通過實習操作，掌握遙感圖像幾何校正的基本方法和步驟，深刻理解遙感圖像幾何校正 的意義。二、實驗內(nèi)容：1. 學會ERDAS/ENVI軟件中圖像預處理模塊下的圖像幾何校正功能；2 掌握遙感圖像幾何糾正的基本流程；3. 掌握正確采集 GCP點的方法；4學會圖像重采樣方法；5. 掌握精度評價方法。三、實驗設(shè)備：1. 數(shù)據(jù)處理中心現(xiàn)有計算機；2. 實驗環(huán)境為 ERDAS IMAGINE 9.X / ENVI 4.X ；3實驗數(shù)據(jù)：某地區(qū) DRG SPOT全色波段數(shù)據(jù)、ETM多光譜數(shù)據(jù)；3. 學生自備U盤。四、實驗指導：幾何校正就是將圖像數(shù)據(jù)投影到平面上，使其符合地圖投影系統(tǒng)的過程。而將地圖投影系統(tǒng)賦予圖像數(shù)據(jù)的過程，稱為地理參考（Geo-referencing ）。由于所有地圖投影系統(tǒng)都遵循一定的地圖坐標系統(tǒng)，因此幾何校正的過程包含了地理參考過程。1、圖像幾何校正的途徑ERDAS圖標面板工具條：點擊DataPrep圖標，宀Image Geometric Correction 宀打開Set Geo-Correction In put File 對話框（圖 2-1）。ERDAS 圖標面板菜單條：Main 宀 Data Preparation-Image Geometric Correction 宀 打開 Set Geo-Correction In put File 對話框（圖 2-1）。圖 2-1 Set Geo-Correction In put File對話框在Set Geo-Correction In put File 對話框（圖1 ）中，需要確定校正圖像，有兩種選擇情 況：其一：首先確定來自視窗（FromViewer）,然后選擇顯示圖像視窗。其二：首先確定來自文件（From Image File ）,然后選擇輸入圖像。2、圖像幾何校正的計算模型（Geometric Correction Model ）ERDAS提供的圖像幾何校正模型有7種，具體功能如下：表2-1幾何校正計算模型與功能模型功能Affine圖像仿射變換（不做投影變換）Poly no mial多項式變換（冋時作投影變換）Reprojectr投影變換（轉(zhuǎn)換調(diào)用多項式變換）Rubber Sheet ing非線性變換、非均勻變換Camera航空影像正射校正Lan dsat Lan tsat衛(wèi)星圖像正射校正Spot Spot衛(wèi)星圖像正射校正3、圖像校正的具體過程第一步：顯示圖像文件（Display Image Files ）首先，在ERDAS圖標面板中點擊 Viewer圖表兩次，打開兩個視窗（Viewer1/Viewer2 ）, 并將兩個視窗平鋪放置，操作過程如下：ERDAS 圖表面板菜單條：Session Title Viewers然后，在Viewer1中打開需要校正的 Lantsat圖像：tmAtlanta,img在Viewer2中打開作為地理參考的校正過的SPOT圖像：panAtlanta,img第二步：啟動幾何校正模塊（Geometric Correction Tool ）Viewer1 菜單條： Raster Geometric Correctiont打開 Set Geometric Model 對話框（2）t選擇多項式幾何校正模型：Polynomial tOKt同時打開 Geo Correction Tools 對話框（3）和 Polynomial Model Properties 對話 框（4）。在Polynomial Model Properties對話框中，定義多項式模型參數(shù)以及投影參數(shù)：t定義多項式次方（Polynomial Order ） :2t定義投影參數(shù)：（Projection ）:略t Apply t Closet打開 GCP Tool Referense Setup 對話框（5）11圖 2-2 Set Geometric Model 對話框Geo Correction ToolsHelp圖 2-3 Geo Correction Tools 對話框圖 2-4 Polynomial Properties 對話框12圖 2-5 GCP Tool Referense Setup 對話框第三步：啟動控制點工具(Start GCP Tools )首先，在 GCP Tool Referense Setup對話框(圖5)中選擇采點模式:t選擇視窗采點模式：Existi ng Viewer f OKt打開 Viewer Selection Instructions指示器（圖 2-6）f 在顯示作為地理參考圖像panAtlanta,img的Viewer2中點擊左鍵f 打開 referenee Map Information提示框（圖 2-7）； f OKf此時，整個屏幕將自動變化為如圖7所示的狀態(tài)，表明控制點工具被啟動，進入控制點采點狀態(tài)。13#!丨 I inside a viewer to selectfor Input ImageCancel圖2-8控制點采點第四步：采集地面控制點（Ground Control Point ）圖 2-6 Viewer Selectio n In struct ions圖 2-7 reference Map Information提示框fa liRDAS I11GIAE ti.1lb Tit. . ,O X- - - X_.回岡(M. -21Q.00lb GCF Tao l (Input 畫 t a-it 1 mat fl.Kef creiuTK : paiLAt 1 nnt n. iJ-|H岡File Vi Hit Ktlp険蛙隠味丸 M AJ畫鬲14GCP的具體采集過程：在圖像幾何校正過程中，采集控制點是一項非常重要和繁重的工作，具體過程如下：1、在GCP工具對話框中，點擊 Select GCP圖表，進入 GCP選擇狀態(tài)；2、在 GCP 數(shù)據(jù)表中，將輸入 GCP 的顏色設(shè)置為比較明顯的黃色。3、 在 Viewer1 中移動關(guān)聯(lián)方框位置，尋找明顯的地物特征點，作為輸入GCP。4、 在GCP工具對話框中，點擊 Create GCP圖標，并在 Viewer3中點擊左鍵定點， GCP數(shù)據(jù)表將記錄一個輸入 GCP，包括其編號、標識碼、X坐標和Y坐標。5、 在GCP對話框中，點擊 Select GCP圖標，重新進入 GCP選擇狀態(tài)。6、在 GCP 數(shù)據(jù)表中，將參考 GCP 的顏色設(shè)置為比較明顯的紅色，7、 在 Viewer2 中，移動關(guān)聯(lián)方框位置，尋找對應的地物特征點，作為參考GCP。8、 在GCP工具對話框中，點擊 Create GCP圖標，并在 Viewer4中點擊左肩頂巔， 系統(tǒng)將自動將參考點的坐標(X、Y)顯示在GCP數(shù)據(jù)表中。9、在GCP對話框中，點擊 SelectGCP圖標，重新進入 GCP選擇狀態(tài)，并將光標移 回到 Viewer1 中，準備采集另一個輸入控制點。10、不斷重復1-9，采集若干控制點 GCP，直到滿足所選定的幾何模型為止，爾后， 沒采集一個InputGCP，系統(tǒng)就自動產(chǎn)生一個 Ref. GCP，通過移動Ref. GCP可以優(yōu)化 校正模型。第五步：采集地面檢查點( Ground Check Point ) 以上采集的 GCP 的類型均為控制點，用于控制計算，建立轉(zhuǎn)換模型及多項式方程。下面所要采集的 GCP 類型是檢查點。(略) 第六步：計算轉(zhuǎn)換模型( Compute Transformation ) 在控制點采集過程中，一般是設(shè)置為自動轉(zhuǎn)換計算模型。所以隨著控制點采集過程 的完成，轉(zhuǎn)換模型就自動計算生成。在 Geo-Correction Tools 對話框中，點擊 Display Model Properties 圖表，可以查閱模 型。第七步：圖像重采樣( Resample the Image )重采樣過程就是依據(jù)未校正圖像的像元值， 計算生成一幅校正圖像的過程。 原圖像 中所有刪格數(shù)據(jù)層都要進行重采樣。ERDAS IMAGE 提供了三種最常用的重采樣方法。略圖像重采樣的過程：首先，在 Geo-Correction Tools 對話框中選擇 Image Resample 圖標。 然后，在 Image Resample 對話框中，定義重采樣參數(shù)；t輸出圖像文件明(OutputFile ) :rectify.imgt選擇重采樣方法(Resample Method) :Nearest Neighbort定義輸出圖像范圍：T定義輸出像元的大小：T設(shè)置輸出統(tǒng)計中忽略零值：T定義重新計算輸出缺省值：第八步：保存幾何校正模式( Save rectification Model )在 Geo-Correction Tools 對話框中點擊 Exit 按鈕，推出幾何校正過程，按照系統(tǒng)提 示，選擇保存圖像幾何校正模式，并定義模式文件，以便下一次直接利用。第九步：檢驗校正結(jié)果( Verify rectification Result)基本方法：同時在兩個視窗中打開兩幅圖像， 一幅是矯正以后的圖像， 一幅是當時 的參考圖像，通過視窗地理連接功能，及查詢光標功能進行目視定性檢驗。五、實驗報告要求：1幾何糾正的意義；2幾何糾正的技術(shù)流程；3幾何糾正的關(guān)鍵技術(shù)；4. GCP點選取的原則；5重采樣方法有哪些？你采用何種方法，為什么？6影響幾何糾正精度的因素有哪些？幾何糾正的精度如何評價？7實驗中存在的問題及體會。15實驗項目名稱遙感圖像拼接處理實驗項目編號010111*學時數(shù)2實驗屬性驗證實驗室名稱地球科學數(shù)據(jù)處理中心（二）、目的要求：通過上機操作，了解遙感圖像拼接處理的基本步驟，加深對圖像處理的理解。二、實驗內(nèi)容：1. 學會ERDAS/ENVI軟件Mosaic功能模塊的使用；2 掌握衛(wèi)星遙感圖像的多幅拼接方法；3學會選擇無縫拼接線；4. 掌握拼接效果的評定方法。三、實驗設(shè)備：1. 數(shù)據(jù)處理中心現(xiàn)有計算機；2. 實驗環(huán)境為 ERDAS IMAGINE 9.X / ENVI 4.X ；3. 多幅SPOT/ETMS感數(shù)據(jù)；4. 學生自備U盤。四、實驗指導：1、衛(wèi)星圖像拼接圖像拼接處理（Mosaic Image）是要將具有地理參考的若干相鄰圖像合并成一幅圖像或 一組圖像，需要拼接的輸入圖像必須含有地圖投影信息，或者說輸入圖像必須經(jīng)過幾何校正處理（Rectified ）或進行過校正標定。雖然所有的輸入圖像可以具有不同的投影類型、不同 的像元大小，但必須具有相同的波段數(shù)。在進行圖像拼接時，需要確定一幅參考圖像，參考 圖像將作為輸出拼接圖像的基準，決定拼接圖像的對比度匹配、以及輸出圖像的地圖投影、 像元大小和數(shù)據(jù)類型。2、衛(wèi)星圖像拼接步驟 第一步：啟動圖像拼接工具圖像拼接工具可以通過下列兩種途徑啟動：1）在ERDAS圖標面板菜單條單擊 Ma in | Data Preparation | Mosaic Images 命令，打開 Mosaic Tool 窗口（圖 3-1 ）。2） 在ERDAS圖標面板工具條單擊 Data Prep圖標，打開 Data Preparation對話框（圖 3-2）,單擊 Mosaic Images 按鈕，打開 Mosaic Tool 窗口（ 3-1）。圖 3-1 Mosaic Tool 窗口kuPrepar at ion! XCreate New iTnage.1Create Surface.Subset ImageDice Image.Innage GeorrYetricCorrection.,.Mosaic tmages., 1 1 . 1Unsupervised ClasiiHcation.R 和 rojecH mages.Recalc 曲已 Elevation Values.Make RPF TOC.Unchip NITFft.fUose1Help|圖 3-2 Data Preparation 對話框第二步：加載 Mosaic圖像在 Mosaic Tool 菜單條單擊 Edit | Add Images 命令，打開 Add Image for Mosaic 對話框（圖 3-3 ）。麻 Add Inmages For MosaicImage Faendme： K.imgp到W2Iergdb gnidvneKb Iib3d-1.1.D圖 3-3 Add Image for Mosaic 對話框 在Add Image for Mosaic對話框中，需要設(shè)置以下參數(shù)：（1）選擇拼接圖像文件（Image File Name ）為 wasia1_mss.img。（2）設(shè)置圖像拼接區(qū)域（Image Area Option ）為 Compute Active Area （edge）。（3）單擊Add按鈕（圖像 wasia1_mss.img被加載到 Mosaic窗口中）。（4）重復前3步操作，依次加載 wasia2_mss.img和wasia3_tm.img（5）單擊 Close 按鈕（關(guān)閉 Add Image for Mosaic 對話框）。 第三步：圖像疊置組合在Mosaic Tool工具條單擊 Set In put Mode圖標，并在圖形窗口單擊選擇需要調(diào)整的 圖像，進入設(shè)置輸入圖像模式的狀態(tài)，Mosaic Tool工具條中會出現(xiàn)與該模式對應的調(diào)整圖像疊置次序的編輯圖標， 充分利用系統(tǒng)所提供的編輯工具， 根據(jù)需要進行上下層調(diào)整這些調(diào) 整工具包括：Send Image to Top:將選擇圖像置于最上層。 Send Image Up One:將選擇圖像上移一層。 Send Image to Bottom:將選擇圖像置于最下層。 Send Image to Down One:將選擇圖像下移一層。 Reverse Image Order:將選擇圖像次序顛倒。調(diào)整完成后，在 Mosaic Tool窗口單擊，退出圖像疊置組合狀態(tài)。 第四步：圖像匹配設(shè)置在 Mosaic Tool 菜單條單擊 Edit | Image Matchi ng 命令，打開 Matchi ng Optio ns 對話框 （圖 3-4）。圖 3-4 Matchi ng Optio ns 對話框在Mosaic Tool工具條單擊 Set In put Mode圖標丨丨，進入設(shè)置輸入圖像模式。 單擊Image Matchi ng 圖標也，打開 Matchi ng Optio ns 對話框（圖 3-4）在Matchi ng Optio ns對話框做中做如下設(shè)置：（1）設(shè)置匹配方法（Matchi ng Method ）為Overlap Areas （重疊區(qū)域匹配）。（2）單擊OK按鈕（保存設(shè)置，關(guān)閉Matchi ng Optio ns對話框）。在 Mosaic Tool 菜單條單擊 Edit | Set Overlap Function 命令，打開 Set Overlap function 對話框（圖3-5 ）。圖 3-5 Set Overlap Function 對話框X麻 Run MosaicOutput File Name (fc.irfig d$ia_misaic.ifngDulpul A CanwnDn Look Up Tabte廠 Compress Output to:Ccrnrpre-Eiad Outpul File fK sitfI回Which iZJLrtpulLAl廣北I由cdIgnore Input Values:1 訂 iltput Backgrou rid VdluB.1PIgnore Value-1你 | Ealeh |:込M圖3-6 Run Mosaic 對話框在Mosaic Tool工具條單擊 Set In tersection Mode圖標""，進入設(shè)置圖像關(guān)聯(lián)模式。單 擊 Overlap Function 圖標廠，打開 Set Overlap Function 對話框（圖 3-5 ）。在Set Overlap Function對話框中，設(shè)置以下參數(shù)：（1）設(shè)置相交關(guān)系（In tersection Method ）為 No Cutli ne Exists（沒有裁切線）。（2）設(shè)置重疊區(qū)像元灰度計算（ Select Function ）為Average （均值）。（3）單擊Apply按鈕（保存設(shè)置）。（4）單擊Close按鈕（關(guān)閉 Mathci ng Optio ns對話框）。第五步：運行Mosaic工具。在 Mosaic Tool 菜單條單擊 Process | Run Mosaic 命令，打開 Run Mosaic 對話框（圖 3-6 ）。 在Run Mosaic對話框中，設(shè)置如下參數(shù)：（1）確定輸出文件名（Output File Name ）為 wasia_mosaic.img。（2）確定輸出圖像區(qū)域（ Witch Outputs ）為All。（3）忽略輸入圖像值（Ignore In put Value ）為0。（4）輸出圖像背景值（Output Background Value ）為 0。（5）忽略輸出統(tǒng)計值，即選中 Stats Ignore Value復選框。（6）單擊OK按鈕（關(guān)閉Run Mosaic對話框，運行圖像拼接）。第六步：退出 Mosaic工具在Mosaic Tool菜單條單擊File | Close命令，系統(tǒng)提示是否保存Mosaic設(shè)置，單擊No按鈕（關(guān)閉Mosaic Tool窗口，退出Mosaic工具）。五、實驗報告要求:1. 進行Mosaic的前提條件；2. Mosaic的技術(shù)流程；3. Mosaic的關(guān)鍵技術(shù)；4. 確保無縫鑲嵌的技術(shù)；6. 影響Mosaic精度的因素有哪些?7. 實驗中存在的問題及體會。實驗項目名稱遙感圖像增強處理實驗項目編號010111*學時數(shù)4實驗屬性驗證實驗室名稱地球科學數(shù)據(jù)處理中心(二)、目的要求:通過上機操作，了解空間增強、輻射增強幾種遙感圖像增強處理的過程和方法，加深對圖像增強處理的理解。二、實驗內(nèi)容：掌握各種圖像增強處理方法的原理；學會卷積增強處理、 銳化增強處理、直方圖均衡化、色彩變換、主成分分析、傅立葉變換等處理方法及其效果分析。二、實驗設(shè)備:1. 數(shù)據(jù)處理中心現(xiàn)有計算機；2. 實驗環(huán)境為 ERDAS IMAGINE 9.X / ENVI 4.X ;3. SPOT/ETM!感數(shù)據(jù)、系統(tǒng)軟件的例子數(shù)據(jù)等；4. 學生自備U盤。四、實驗指導:輻射增強、光譜增強、高光ERDAS IMAGE圖像解譯模塊主要包括了圖像的空間增強、 譜工具、傅立葉變換、地形分析以及其他實用功能。1、卷積增強(Convolution )空間增強技術(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。卷積增強(Convolution )是空間增強的一種方法。卷積增強(Convolution )時將整個像元分塊進行平均處理，用于改變圖像的空間頻率特征。卷積增強(Convolution )處理的關(guān)鍵是卷計算子-系數(shù)矩陣的選擇。該系數(shù)矩陣又稱 卷積核(Kernal)。ERDAS IMAGINE 將常用的卷計算子放在一個名為default.klb的文件中,分為 3*3 , 5*5、7*7 三組，每組又包括"EdgeDetect/Low Pass/Horizontal/Vertical/Summary 等七種不同的處理方式。具體執(zhí)行過程如下：ERDAS 圖標面板 菜單條：Ma in 宀 Image In terpreterSpatialen ha nceme ntconvolutionconvolution對話框。圖 4-1 Con volution 對話框幾個重要參數(shù)的設(shè)置：邊緣處理方法：(Han die Edges by): Reflection 卷積歸一化處理：Normalize the Kernel2、直方圖均衡化(Histogram Equalization )直方圖均衡化實質(zhì)上是對圖像進行非線性拉伸，重新分配圖像像元值， 是一定灰度范圍內(nèi)的像元數(shù)量大致相同。 這樣，原來直方圖中間的峰頂部分對比度得到增強，而兩側(cè)的谷底部分對比度降低，輸出圖像的直方圖是一較平的分段直方圖。注意：認真對比直方圖均衡化前后的圖像差別，仔細觀察直方圖均衡化的效果。圖4-2直方圖均衡化3、主成分分析主成分變換(Principal Component Analysis )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，使圖像數(shù)據(jù)更易于解譯。ERDAS IMAGE提供的主成分變換功能最多等對256個波段的圖像進行轉(zhuǎn)換壓縮。ERDAS 圖標面板菜單條：Main 宀 Image InterporeterSpectral EnhancementPrincipial CompPincipal Components 對話框。(圖 4-3)圖 4-3 Principal Component 對話框4、色彩變換（RGB to IHS ）色彩變換是將遙感圖像從紅（R）、綠（G）、蘭（B）三種顏色組成的色彩空間轉(zhuǎn)換到以亮度（I）、色度（H）、飽和度（S）作為定位參數(shù)的色彩空間，以便使圖像的顏色與人眼 看到得更接近。其中，亮度表示整個圖像的明亮程度，取值范圍是0-1;色度代表像元的顏色，取值范圍為 0-360 ;飽和度代表顏色的純度，取值范圍是0-1。圖4-4 RGB to HIS對話框五、實驗報告要求：1 圖像增強的目的；2 比較空域增強和頻域增強;3 各種變換處理的意義；4 卷積變換核選取的原則；直方圖在圖像處理中作用。23實驗項目名稱遙感信息融合實驗項目編號010111*學時數(shù)2實驗屬性驗證實驗室名稱地球科學數(shù)據(jù)處理中心（二）、目的要求：通過上機操作，初步掌握遙感信息融合的方法， 深入理解遙感信息融合在信息解譯中的意義。二、實驗內(nèi)容：1 掌握多光譜數(shù)據(jù)與高分辨率全色數(shù)據(jù)的融合技術(shù)流程；2. 掌握數(shù)據(jù)融合的關(guān)鍵技術(shù)；3學會數(shù)據(jù)融合的各種方法應用，并對結(jié)果進行比較。三、實驗設(shè)備：1. 數(shù)據(jù)處理中心現(xiàn)有計算機；2. 實驗環(huán)境為 ERDAS IMAGINE 9.X / ENVI 4.X ;3. SPOT全色波段數(shù)據(jù)、ETM多光譜數(shù)據(jù)等；4. 學生自備U盤。四、實驗指導：分辨率融合是遙感信息復合的一個主要方法，它使得融合后的遙感圖像既具有較好的空間分辨率，又具有多光譜特征，從而達到增強圖像質(zhì)量的目的。ERDAS 圖標面板 菜單條：Ma in 宀 Image In terpreterSpatialen ha nceme ntResolution Merge Resolution Merge 對話框（圖 5-1 ）。注意：在調(diào)出了分辨率融合對話框后，關(guān)鍵是選擇融合方法，定義重采樣的方法。圖5-1分辨率融合對話框五、實驗報告要求：1數(shù)據(jù)融合關(guān)鍵技術(shù)； 2融合方法比較； 3融合結(jié)果分析；25實驗項目名稱遙感圖像計算機分類實驗項目編號010111*學時數(shù)2實驗屬性驗證實驗室名稱地球科學數(shù)據(jù)處理中心（二）、目的要求：理解計算機圖像分類的基本原理以及監(jiān)督分類的過程，達到能熟練地對遙感圖像進行監(jiān)督分類的目的，同時深刻理解監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類的區(qū)別。二、實驗內(nèi)容：1 掌握遙感圖像非監(jiān)督分類方法；2 學會遙感圖像分類樣本區(qū)選擇及其訓練；3掌握遙感圖像監(jiān)督分類方法；4 學會遙感圖像分類后處理方法；5 掌握遙感圖像分類精度評價方法。三、實驗設(shè)備：1. 數(shù)據(jù)處理中心現(xiàn)有計算機；2. 實驗環(huán)境為 ERDAS IMAGINE 9.X / ENVI 4.X ；3ETM多光譜數(shù)據(jù)、系統(tǒng)軟件的例子數(shù)據(jù)等；3. 學生自備U盤。四、實驗指導：（一） ERDAS遙感圖像非監(jiān)督分類1、分類過程（Classification Procedure ）第一步：調(diào)出非監(jiān)督分類對話框 指導學生掌握兩種方法。方法一：DATA PRETATIONUNSUPERVISED CLASSIFICATION.方法二： Classifier圖標宀 classification宀 unsupervised classification第二步：進行監(jiān)督分類調(diào)出：unsupervised classification對話框（圖 6-1）,逐項填寫。注意問題：實際工作中常將分類數(shù)目取為最終分類數(shù)目的兩倍；收斂域值是指兩次分類結(jié)果相比保持不變的像原所占最大百分比。圖 6-1 unsupervised classification 對話框2、分類評價(Evaluate Classificati on )第一步：顯示原圖像與分類圖像Olx學會在同一個窗口中，同時打開兩個圖像. 第二步：打開分類圖像屬性表并調(diào)整字段顯示順序Raster Attribute Editor - unclassficationS6_L i>g：(:LayFil Edit H<Lp許麾翅 Layei Nurrtbei:28#RowClass NamesOpacityColorRedQ(eenFajJr也戈 ed|0001Ckss 1110居民地1104980391d口郵3101AClasi 410.75294107529415Ch調(diào)510.2509608784316Clast 61ol0.392157V<丄I>llLeFt Button Selects CqLuikie” Eight Button Di splays CopItjuhil Mlenu圖6-2圖像屬性編輯器|t. Column PropertiesColumns:Title:Class_Names7 EnableClass Namesr-Elr o c R G R-String廠 Show RGBAlignmenLFomula9,6100Left |UpDownDisplay Width:TopBotlcmMaw Width:Unii時 e啊Delete ,.I T | 二衛(wèi)匚二 _匚anc創(chuàng)_ H沖圖 6-3 Column Properties 對話框第三步：給各個類別賦相應的顏色第四步：不透明度設(shè)置山.F o r>ulaColimris:Finctions：Formats：C ass_f JamesOpacity ColorRedGreen ElueHistogramrowPid<a>xb>) abs<a>8ven(<fl>)n(<a>xb>州VGeneral0MU0.00 (K am QOOE+OOA v|jlJjJjJ JJzJFormula：Apply |ClearHelp圖6-4 Fomula對話框第五步：確定類別的專題意義及其準確程度第六步：標注類別的名稱和相應的顏色重復以上4、5、6三步直到對所有類別都進行了分析與處理。注意，在進行分類疊加分 析時，一次可以選擇一個類別，也可以選擇多個類別同時進行。（二） ERDAS遙感圖像監(jiān)督分類1、定義分類模板第一步：顯示要進行分類的圖像第二步：打開摸板編輯器并調(diào)整顯示字段圖6-5分類模板編輯器第三步：獲取分類模板信息指導學生掌握四種獲取分類模板信息方法中的兩種。第四步：保存分類模板2、評價分類模板介紹報警評價、可能性矩陣、直方圖三種分類模板評價方法。要求學生重點掌握 利用可能性矩陣方法評價分類模板。3、執(zhí)行監(jiān)督分類在監(jiān)督分類中，用于分類決策的規(guī)則是多層次的，如對非參數(shù)模板有特征空間、 平行六面體等方法。對參數(shù)模板有最大似然法、最小距離法等。但要注意對應用范圍, 如非參數(shù)模板只能應用于非參數(shù)型模板；對于參數(shù)型模板，要使用參數(shù)型規(guī)則。另外, 使用非參數(shù)型模板，還要確定疊加規(guī)則和未分類規(guī)則。根據(jù)以上要求，指導學生理解并正確填寫監(jiān)督分類對話框，執(zhí)行監(jiān)督分類。圖6-6監(jiān)督分類對話框五、實驗報告要求:1 監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類比較;2 訓練樣本選取原則；3 分類后處理；4. 分類精度評價；實驗中遇到問題。31實驗項目名稱遙感數(shù)字圖像專題制圖實驗項目編號010111*學時數(shù)3實驗屬性綜合實驗室名稱地球科學數(shù)據(jù)處理中心(二)、目的要求:熟悉和掌握專題制圖基本流程和方法。、實驗內(nèi)容:1. 學會對地圖圖面進行設(shè)計；2. 全面掌握源數(shù)據(jù)制圖預處理及專題制圖流程；3. 掌握地圖學有關(guān)知識；4. 學會利用系統(tǒng)模塊制圖功能的使用及其技巧；5. 掌握專題地圖整飾的全過程及整飾要素的合理應用；6. 了解一般地圖輸出的技術(shù)規(guī)范。三、實驗設(shè)備：1. 數(shù)據(jù)處理中心現(xiàn)有計算機；2. 實驗環(huán)境為 ERDAS IMAGINE 9.X / ENVI 4.X ；3. SPOT/ETM遙感數(shù)據(jù)；4. 學生自備U盤。四、實驗指導：1專題制圖簡介1.1 專題制圖流程( Workflow of Map Composer )ERADAS IMAGINRE專題制圖過程一般包括 6個步驟:1. 根據(jù)工作需要和制圖區(qū)域的地理特點，進行地圖圖面的整體設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括圖幅 大小尺寸、圖面布置方式、地圖比例尺、圖名及圖例說明等；2. 需要準備專題制圖輸出的數(shù)據(jù)撐，也就是要在窗口中打開有關(guān)的圖像或圖形文件；3. 啟動地圖編輯器，正是開始制作專題地圖；4. 確定地圖的內(nèi)圖框，同時確定輸出地圖所包含的實際區(qū)域范圍，生成基本的制圖輸出 圖面內(nèi)容；5. 在主要圖面內(nèi)容周圍，放置圖廓線、格網(wǎng)線、坐標注記，以及圖名、圖例、比例尺、 指北針等圖廓外要素；6. 設(shè)置打印機，打印輸出地圖1.2專題地圖編輯器功能 (Function of Map Composer )專題地圖編輯器又稱 Map Composer或Composer，可以通過兩種途徑啟動 ：ERDAS 圖標面板菜單條：Ma in 宀 Map Composer 宀 Map Composer 菜單(圖 7-1)ERDAS圖標面板工具條：點擊Composer圖標宀Map Composer菜單(圖7-1)圖 7-1 Map Composer 菜單2專題地圖編輯過程2.1準備專題制圖數(shù)據(jù)準備專題制圖數(shù)據(jù)就是在窗口中打開所有要輸出餓得數(shù)據(jù)撐，包括柵格圖像數(shù)據(jù)、矢量圖形數(shù)據(jù)、文字注記數(shù)據(jù)等。具體示例如下。在菜單條單擊 File t openraster layer 命令，(1) file name 為 Modeler_output.img(2) Raster Options 為 Fit to Frame(3) 單擊OK按鈕(圖像文件 Modeler_output.img在窗口中打開)下面的專題制圖將針對Modeler_output .img圖像進行2.2生成專題制圖文件在ERDAS 圖標面板菜單條，單擊Main t map composert new map composition 命令，打開new map composition 對話框(圖 7-2)在 ERDAS 圖標面板工具條，單擊 composer 圖標t new map composition 命令，打開 new map composition 對話框(圖 7-2)圖 7-2 new map composition 對話框在 new map composition 對話框中，需要定義下列參數(shù)：(1) 專題制圖文件名( new name )為 composer .map(2) 輸出圖幅寬度(map width )為28(3) 輸出圖幅高度(map width )為20(4) 地圖顯示比例尺(display scale )為1(5) 圖幅尺寸單位(units)為centimeters(6) 地圖背景顏色(Background )為white (以上是自定義狀態(tài)，也可以使用模板文件:選中 use template 復選框)(7) 單擊 ok按鈕(關(guān)閉 new map composition 對話框)(8) 打開 map composition 窗口和 annotation 工具面板(圖 7-3)圖 7-3 map composer 窗 口禾口 annotation 工具面板2.3確定專題制圖范圍繪制地圖圖框：地圖圖框（map frame）用于確定專題制圖的范圍及內(nèi)容，圖框中可以包 含柵格圖層、矢量圖層和注記圖層等。繪制圖框以后，雖然其中顯示了所確定的數(shù)據(jù)層，但 是數(shù)據(jù)本身并沒有被復制， 只是與窗口建立了一種參考關(guān)系，將窗口中的圖層顯示出來而已。地圖圖框的大小取決于 3個要素：制圖范圍（map area）、圖紙范圍（frame area）和地圖比 例（scale）。制圖范圍是指圖框所包含的圖像面積（實地面積），使用地面實際距離單位；圖紙范圍是指圖框所占地圖的面積（圖面面積），使用圖紙尺寸單位；地圖比例是指圖框距離與所代表的實際舉例的比值，實質(zhì)上就是制圖比例尺。地圖圖框的繪制過程如下：在 annotation 工具面板，（1）單擊 create map frame 圖標（2）在地圖編輯窗口的圖形窗口中，拖動繪制一個矩形框（map frame）圖框大小還可以調(diào)整，如果想繪制正方形，可以在拖動時按住shift鍵。（3）完成圖框繪制、釋放鼠標左鍵后，打開map frame data source對話框（圖7-4）圖 7-4 map frame data source 對話框(4) 單擊viewer按鈕(從窗口中獲取數(shù)據(jù)填充map frame)。(5) 打開 create frame in struct ions 指示器(圖 7-5)圖 7-5 create frame instructions 指示器在顯示圖像的窗口中任意位置單擊，表示對該圖像進行專題制圖（6） 打開map frame對話框（圖7-6）(7)(8)(9)(10)(11)(12)(13)(14)(15)(16)(17)圖7-6 map frame對話框在map frame對話框中需要定義下列參數(shù)選擇change map and frame area單選按鈕（改變制圖范圍與圖框范圍，保持比例尺不變）Farme width 值 24， frame height 值 16 （ map area width & height 相應變化） 選擇change scale and frame area單選按鈕（改變比例尺與制圖范圍，保持圖框范圍 不變）Map area width值19685.00，height值13123.33 （所添尺寸由圖框與比例決定） 地圖旋轉(zhuǎn)角度（map angle）為0地圖左上角坐標（upper left map coordinates ），x 值 1700000.00 / y 值 290000.00 圖框左上角座標（upper left map coordinates ），x 值 2.00 / y 值 18.00單擊ok按鈕（關(guān)閉map frame對話框，完成地圖圖框繪制）制圖編輯窗口的圖形窗口中顯示出圖像Modeler_output.img的輸出圖面單擊viewtscales map to window命令，將輸出圖面充滿整個窗口（圖7-7）innot-stion t*?lp啟S3夕驅(qū)+ % 憶包凸屮 屮閘屮肖囲|跖町訓V/卩即即叩即師叩即燉砌糾更出劌禺絢出-s-e -7-5-4 -3 -2-1-C -9 -e-7-6-4 -3-2-1-0 itliTgr-m-iT ET- jEhk h- _h Lh圖7-7專題制圖圖面（充滿窗口）2.4放置圖面整飾要素地圖圖框確定了專題制圖圖面的主要內(nèi)容與區(qū)域，在此基礎(chǔ)上，放置圖廓線、格網(wǎng)線、坐標注記、圖名、圖例、指北針和比例尺等各種輔助要素（map decoratio ns）以便圖面美觀 使用。241繪制格網(wǎng)線與坐標注記在 annotation 工具面板(1) 單擊 create grid宀ticks 圖標(2) 在位于地圖編輯窗口圖形窗口中的圖框內(nèi)單擊(3) 打開 set grid宀tick info 對話框。圖 7-8 set grid / tick info 對話框在set grid宀tick info對話框中，需要設(shè)置下列參數(shù)：(1) 格網(wǎng)線與坐標注記要素層名稱(name)為composer_grid(2) 格網(wǎng)線與坐標注記要素層描述(description) 為 grid , tick and neatline of composer(3) 選擇放置地理坐標注記要素，選中g(shù)eographic ticks復選框(4) 選擇放置地圖圖廓要素，選中near line復選框(5) 設(shè)置圖廓線與圖框的距離及單位( margin )為0.200 centimeters(6) 選擇制圖單位(unit) feet，是圖像或線劃的實際單位(7) 定義水平格網(wǎng)線參數(shù)(horizontal axis )(8) 圖廓線之外格網(wǎng)線長度(length outside )為0(9) 圖廓線之內(nèi)格網(wǎng)線長度(length outside )為0 (選中full grid時不需要定義)(10) 與圖廓線相交格網(wǎng)線長度(len gth in tersect )為0 (選中full grid時不需要定義)(11) 格網(wǎng)線起始地理坐標值(starting at)為1700000 feet (實地坐標及單位)(12) 格網(wǎng)線之間的間隔距離(spacing)為1000feet (實地距離及單位)(13) 選擇使用完整格網(wǎng)線：選中use full grid復選框(設(shè)置完成后，對話框中會顯示格網(wǎng) 線的數(shù)量和坐標注記的數(shù)值)(14) 定義垂直格網(wǎng)線參數(shù)(vertical axis )(15) 可以按照類似水平格網(wǎng)線參數(shù)設(shè)置過程設(shè)置垂直格網(wǎng)線參數(shù)(16) 如果垂直格網(wǎng)線參數(shù)與水平格網(wǎng)線相同，單擊copy to vertical按鈕，將水平參數(shù)復 制到垂直方向(17) 單擊apply按鈕(應用設(shè)置參數(shù)，格網(wǎng)線、圖廓線與坐標注記全部顯示在圖形窗口)(18) 如果制圖效果滿意，單擊 close按鈕(關(guān)閉set grid宀tick info對話框)對于格網(wǎng)線 與坐標注記，還需要說明如下說明：格網(wǎng)線(grid )、坐標注記(tick marks )及圖廓線(neat line )的樣式取決于 style對 話框中的默認參數(shù)設(shè)置，可預先設(shè)置，也可隨時修改。修改的過程如下：(1) 單擊任一格網(wǎng)線、圖廓線或坐標注記，選擇要修改的圖形組(2)(3)(4)Map composer 采單條單擊 annotation style 命令Line Style:Fil Style:Te?d Style.Symbol Stvle:上wr X打開 styles for composer 對話框(圖 7-9)39#圖 7-9 styles for composer 對話框(5) 在styles for composer對話框可以改變線劃類型(line style )、填充類型(fill style )、 字符類型(text style)和符號類型(symbol style )(6) 單擊apply按鈕(應用修改參數(shù))(7) 單擊close按鈕(關(guān)閉 styles for composer對話框)說明