遥感信息技术实习指导书

实习三图像解译本次实习主要学习以下内容：厂图像空间增强(SpatialEnhancement) 图像辐射增强(RadiometricEnhancement)图像光谱增强(SpectralEnhancement) 高光谱工具(HyperspectralTools)*地形分析功能(TopographicAnalysis)-地理信息系统分析(GISAnalysis)图像解译功能简介(IntroductionofImageInterpreter)ERADSIMAGINE的图像解译器(ImageInterpreter)包含了50多个用于遥感图像处理的功能模块，这些功能模块在执行过程中都需要您通过各种按键或对话框定义参数，多数解译功能都借助模型生成器(ModelMaker)建立了图形模型算法，很容易调用或编辑。图像解译器又称ImageInterpreter或Interpreter，可以通过两种途径启动：ERDAS图标面板菜单条：MainImageIrnerpreter一ImageInterpreter菜单ERDAS图标面板工具条：点击Interpreter图标ImageInterpreter菜单IaageInterpRetdiometricEnhetncmnDgnt.Spectr&iEnhein匚emenL.FuuifierAredysigTopcigraphicA冋声宙，”GISAnolysisUtiliiies”Gio汨|Hmlp|图像解译器ImageInterpreter面板从上图可以看出，ERDAS图像解译模块包含了8个方面的功能，依次是遥感图像的空间增强(SpatialEnhancement)、辐射增强(RadiometricEnhancement)、光谱增强(SpectralEnhancement)、高光谱工具(HyperSpectralTools)、傅立叶变换(FourierAnalysis)、地形分析(TopographicAnalysis)、地理信息系统分析(GISAnalysis)、以及其它实用功能(Utilities)，每一项功能菜单中又包含若干具体的遥感图像处理功能。1、空间增强(SpatialEnhancement)空问增强技术是利用像元自身及其周围像元的灰度值进行运算，达到增强整个图像之目的。2、辐射增强(RadiometricEnhancement)辐射增强处理是对单个像元的灰度恒进行变换运到图像增强的目的。3、光谱增强(SpectralEnhancement)光谱增强处理是基于多波段数据对每个像元的灰度值进行变换，达到图像增强的目的。4、高光谱工具(HyperspectralTools)高光谱工具是通过补偿大气对光谱的混淆来增强图像.5、傅立叶变换(FourierAnalysis)傅立叶变换是首先把遥感图像从空间域转换到频率域，然后在频率域上对图像进行滤波处理，减少或消除周期性噪声，再把图像从频率域转换到空间域，达到增强图像的目的。6、地形分析(TopographicAnalysis)地形分析功能主要是在点、线、面高程基础上，对多种地形因素进行分析，井对图像进行地形校正。7、地理信息系统分析(GISAnalysis)地理信息系统分析功能主要是对图像进行各种空间分析，涉及像元之间或专题分类之间的空间关系处理，使处理后的图像更好地表达主要的专题信息。8、实用分析功能(Utilities)实用分析功能包括了基本的图像处理操作。其中常用的图象掩摸和投影变换已经练习过。中图像空间增强(SpatialEnhancement)1、分辨率融合(ResolutionMerge)分辨率融合是对不同空间分辨率遥感图像的融合处理，使融合后的遥感图像既具有较好的空间分辨率、又具有多光谱特征，从而运到图像增强的目的操作过程比较简单，关键是融合前两幅图像的配准(Rectification)以及融合过程中融合方法(Method)的选择。ERDAS图标面板菜单条：MainImageInterpreter一SpatialEnhancement一ResolutionMerge一ResolutionMerge对话框ERDAS图标面板工具条：点击Interpreter图标一SpatialEnhancementResolutionMerge一ResolutionMerge对话框ResolutionMerge对话框在ResolutionMerge对话框中，需要设置下列参数：(1)确定高分辨率输入文件(HighResolutionInputFile):spots.img确定多光谱输入文件(MultispecoralInputFile):dmtm.img定义输出文件(OutputFile):merge.img选择融合方法(Method):PrincipleComponent(主成份变换法)系统提供的另外两种融合方法是:Mutiplicative(乘积方法)和BroveyTransform(比值方法)(5) 选择重采样方法(ResamplingTechniques):BilinearInterpolation(6) 输出数据选择(OutputOption):StretchUnsigned8bit输出波段选择(LayerSelection):SelectLayers1:7(8)单击OK(关闭ResolutionMerge对话框，执行分辨率融合)请将融合前的多光谱图象与融合后的图像打开截图在作业中对比T图像辐射增强(RadiometricEnhancement)去霾处理(HazeReduction)去霾处理的目的是降低多波段图像(LandsatTM)或全色图像的模糊度(霾)。对于多波段图像(LandsatTM)，该方法实质上是基于缨穗变换方法(TasseledCapTransformation)，首先对图像逆行主成份变换，找出与模糊度相关的成份并剔除，然后再进行主成份逆变换回到RGB彩色空间，达到去霾之目的对于全色图像，该方法采用点扩展卷积反转(1nversePointSpreadConvolution)进行处理，并根据情况选择5x5或3x3的卷积算于分别用于高频模糊度(High-haze)或低频模糊度(Low-haze)的去除。ERDAS图标面板菜单条.:单击MainImageInterpreter-RadiometricEnhancement打开HazeReduction对话框，在对话框中，需要设置下列参数：(1)确定输入文件(InputFile)为klon_tm.img定义输出文件(OuputFile)为haze.img定义坐标类型为(CoordinateType)为Map处理范围确定(SubsetDefinition):在ULX/Y、LRX/Y微调框中输入需要的数值(缺省状态为整个图像范围，可以应用InquireBox定义子区)处理方法(Method),选择Landsat5TM(或Landsal4TM)(6)单击OK按钮(关闭HazeReduction对话框，执行去霾处理。HazeReduction对话框请将原图与处理后的图像打开截图在作业中对比-图像光谱增强(SpectralEnhancement)1彩色变换(1)显示水体信息根据加色法的原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种原色，就可以合成彩色影像。由于原色的选择与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物真实的颜色，因此这种合成叫做假彩色合成。多波段影像合成时，方案的选择十分重要，它决定了彩色图像能否显示较丰富的地物信息或突出某一方面的信息。LandsatTM(ETM)的7个波段中，TM2、ETM+2(0.52-0.60g)适用于水体污染的研究。不少研究表明，水体的兰谱段和绿谱段的辐射比值，是溶解有机质和浮游生物出现情况的一种度量。用4、3、2作假彩色合成，具体操作如下：在Viewer窗口中打开Ianier.img图像后，在Viewer窗口中单击Raster工具条，单击BandCombinations,出现SetLayerCombinationsfor窗口如图。SetLayerCombinationsfor窗口在对话框中分别选择Red为4,Green为3,Blue为2，单击Apply和ok后，退出对话框，审视合成后的图像，试分析为何此三个波段的假彩色合成会凸显水体信息，并解释水体颜色深浅分别代表什么？(选做)(2)突出居民点信息而据Barry(1983)研究，用7、4、3或7、5、4作假彩色合成有利于居民地的提取，743波段合成图像上，居民地影像颜色呈紫色。试分析为何此三个波段的假彩色合成会凸显居民地信息成紫色？(选做)2、指数运算两幅或多幅单波段影像，完成空间配准后，通过一系列运算，可以实现图像增强，达到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相减就是差值计算，即：fd(x,y)=f1(x,y)-f2(x,y)差值计算应用于两个波段时，相减后的值反映了同一地物光谱反射率之间的差。由于不同地物反射率差值不同，两波段亮度值相减后，差值大的被突出出来。例如，当红外波段减红波段时，植被的反射率差异很大，相减后的差值就大，而土壤和水在这两个波段反射率差值就很小，因此相减后的图像可以把植被信息突出出来。两幅同样行、列数的图像，对应像元的亮度值相除（除数不为0）就是比值计算，即：fR（x,y）=fi（x，y）If2（x,y）比值运算可以检测波段的斜率信息并加以扩展，以突出不同波段见地物光谱的差异，提高对比度。该运算常用于突出遥感影像中的植被特征、提取植被类型或估算植被生物量，这种算法称为植被指数（VI，VegetationIndex），如归一化差异植被指数NDVI，（TM4-TM3）/（TM4+TM3），是最广泛使用的一种VI。现以NDVI指数运算方法举例：打开ImageInterpreter/SpecturalEnhancement/lndices命令，打开Indices对话框,52006.10遥感信息技术原理与应用ERDASIMAGINE实习指导书#2006.10遥感信息技术原理与应用ERDASIMAGINE实习指导书为M即:在ULXZ丫、LRXZY微调框中输入需要的数值InquireBox定义子区）(1) 输入文件(InputFile)为tmatlanta.img；(2) 输出文件(OutputFile)为Indices.img；定义坐标类型为（CoordinateType）（4）处理范围确定（SubsetDefinition）（缺省状态为整个图像范围，可以应用（5）选择传感器类型：LandsatTM#2006.10遥感信息技术原理与应用ERDASIMAGINE实习指导书-Joi寻誉日K+1.0001.000在SpectralProfile工具条中点击CreateNewProfilePoint(6) 选择计算指数函数：NDVI(7) 输出数据类型(OutputDateType)为Unsigned8bit在NDVI图中，植被覆盖多的地方光谱值就大，呈灰白色，相反像水体裸地等无植被覆盖光谱值就小，呈暗黑色。(请回答为什么？选做)将生成的图像打开截图保存至作业高光谱工具(HyperSpectralTools)光谱剖面：光谱剖面反映的是一个像元内各波段反射光谱值变化曲线，是分析高光谱数据的基础，有助于估计像元内地物的化学组成，具体操作过程如下：首先在视窗中打开一幅高光谱图像(Hyperspectral.img)然后：ERDAS图标面板菜单条.:单击MainImageInterpreter-HyperSperctralToolsSpectralProfileViewerSelectionInstructions指示器将鼠标移到高光谱图像视窗中点击左键，确定绘制剖面曲线的图像打开SpectralProfile视窗IRAIPRDFRF#1Viewer图标在咼光谱图像视窗中选择像兀，点击左键确定一点SpectralProfile视窗中自动生成该像元点的光谱剖面曲线重复上述过程可以生成多个像元点的光谱剖面曲线请选择三个不同地物的点，并将其光谱剖面曲线截图保存至作业亠地形分析功能(TopographicAnalysis)地形分析功能中的各种操作都是以DEM为基础的，所以DEM文件的生成应该是进行地形分析的首要任务，在上次实习中已经讲过了CreatSurface命令，该命令的功能就是在点、线、面Coverage或ASCI文件的基础上生成DEM栅格数据。下面直接介绍在DEM栅格数据基础上如何进行地形分析。1、坡度分析(Slope)ERDAS图标面板菜单条.:单击MainImageInterpreter-TopographicAnalysisSlope对话框。SurfaceSlopeiJputFia:(Kimg|MapCFieULX;p二LRX;ULY；LRY；CooidineType:SubsetDefinilion:72006.10遥感信息技术原理与应用ERDASIMAGINE实习指导书确定如下参数：-选择输入DEMdemmerge_sub.img-选择输出图像：demmerge_slope.img-文件坐标类型：Map-处理范围确定：（缺省为整个图像范围）-选择DEM数据：1-选择高程数据单位：Meter-输出坡度单位：Degree-OK（进行坡度分析处理）打开坡度图,截图保存至作业2、坡向分析（Aspect）ERDAS图标面板菜单条.:单击MainImageInterpreter-TopographicAnalysisAspect对话框。92006.10遥感信息技术原理与应用ERDASIMAGINE实习指导书确定如下参数：-选择输入DEMdemmerge_sub.img-选择输出图像：demmerge_aspect.img-文件坐标类型：Map-处理范围确定：（缺省为整个图像范围）-选择DEM数据：1-选择高程数据单位：Meter-输出坡度单位：Degree-输出图像类型：Thematic-OK（进行坡向分析处理）打开坡向图，并点击V-查询工具查询图上各点的坡向，截图保存至作业地理信息系统分析（GISAnalysis）归纳分析（Summary）归纳分析功能可能根据两个输入分类专题图象产生一个双向统计表格（输出报告）内容包括每个Zone类型区域内所有Class类型的像元数量及其面积、百分比等统计值，可用于一定区域内多种专题数据相互关系的栅格叠加统计分析。ERDAS图标面板菜单条.:单击MainImageInterpreter-GISAnalysissumary对话框。需要确定下列参数:确定输入分区文件：Inlandc.img选择文件数据层：1确定输入分类文件：Inslope.img确定输出选择：InteractiveCellArrayOK执行归纳分析）将统计表格截图保存至作业，并加以说明此表格的含义11