数字摄影测量与遥感影像处理实习Word格式.docx
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数字摄影测量与遥感影像处理实习Word格式.docx
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右键影像自动相对定向,连续三次,RMS值小于0.01则符合标准。
(5)任选三个不在同一直线上的图根点,在左右两片上取控制点,选取中心,填写点号。
填写点号
(6)“右键→绝对定向→普通方式绝对定向”。
按顺序调整zxy的大小,使其最大值不超过0.02。
保存退出。
绝对定向
(7)核线匹配。
在“文件”中“打开测区”,“打开模型”,之后点选“核线匹配”。
(8)从测图中打开IGS,文件打开模型。
绘制矢量图。
(9)数据采集完毕,单击文件→导出→DXF文件菜单项如下图,单击确定完成数据的采集与编辑。
2.1.2制作数字高程模型(DEM)
DEM的建立是根据影像匹配的视差数据、定向元素及用于建立DEM的参数等,将匹配后的视差格网投影于地面坐标系,生成不规则的格网。
然后,进行插值等计算处理,建立规则(矩形)格网的数字高程模型(即DEM)。
其过程是全自动化的。
DEM格网间隔设置在DEM参数窗中进行。
在VirtuoZoNT主菜单中,选择设置DEM参数项,进入DEM参数对话窗。
(1)生成数字高程模型DEM
在系统主菜单中,选择产品→生成DEM→生成DEM(M)项,屏幕显示计算提示界面,计算完毕后,即建立了当前模型的DEM。
(2)显示单模型DEM
在系统主菜单中,选择显示→立体显示→透示显示项,进入显示界面,屏幕显示当前模型的DEM。
将光标置于影像中,按住鼠标左键移动鼠标可对当前图像作旋转,纵向移动绕X轴旋转,横向移动绕Y轴旋转。
将光标置于影像中,按住鼠标右键移动鼠标可对当前图像推远或拉近,纵向向上移动推远图像,纵向向下移动拉近图像,横向移动绕Z轴旋转图像。
通过缩放,旋转等显示功能,从不同角度观看地面立体模型。
还可选择菜单设置中的各项,来加强对DEM的显示,观察地面立体模型是否与真实地形相符(如河流、DEM边缘等)。
(3)DEM修正制作
通过DEM的透视显示,可检查出DEM是否存在粗差。
例如,水面凸凹不平,模型边缘有深坑或尖峰等等。
如有粗差应进行修正,可重新进入影像匹配后的编辑模块对有粗差的区域编辑后,再生成DEM。
2.1.3制作数字正射影像(DOM)
数字正射影像的制作是基于DEM的数据,采用反解法进行数字纠正而制作。
其过程也是全自动的。
正射影像分辨率设置在正射影像参数窗中进行。
在VirtuoZoNT主菜单中,选择设置正射影像参数项,进入正射影像参数对话窗。
等高线参数设置在等高线参数窗中进行。
在VirtuoZoNT主菜单中,选择设置等高线参数项,进入等高线参数对话窗。
当DEM建立后,可进行正射影像的制作。
在系统主菜单中,选择产品→生成正射影像项,自动制作当前模型的正射影像,屏幕显示计算提示界面,计算完毕后,自动生成当前模型的正射影像。
成果图片要求如下:
DEM透视图DOM图
第二部分遥感图像处理实习
1.了解遥感软件的基本结构,并能熟练地运用该软件处理遥感数据
2.掌握使用软件工具来进行各种图像基本操作
3.掌握如何处理遥感图像的地形分析
4.掌握遥感图像的空间建模分析操作
5.掌握遥感图像的几何校正处理
6.掌握遥感图像的信息复合过程
7.掌握遥感图像增强处理方法
8.掌握监督分类和非监督分类的原理与操作过程
2.1图像的基本操作
(1)菜单上选择File→Open→RasterLayer→SelectLayerToAdd添加对象,
或在工具条上选择
→SelectLayerToAdd对话框。
(2)找到要打开的文件所在的路径将文件选中。
(3)设置参数。
在SelectLayerToAdd对话框中点击RasterOptions,就进入设置参数状态,如图所示
打开影像参数设置对话框影像显示图
其中layerstocolors是常用来设置图片是以何种波段组合来显示的,点击OK打开影像,如图所示。
(4)在影像上右击选择ArrangeLayers调出图层显示顺序对话框,鼠标拖动每个图层即可改变图层的显示顺序,然后点击Apply即可更改图层的显示顺序,如图所示。
显示顺序菜单
第一步:
点击View→Scale→ScaleTool,弹出FrameScale对话框,该对话框显示当前影像比例尺的大小,并可设置比例尺,即可改变图像在视窗的显示大小。
第二步:
点击View→Rotate/Flip/Stretch,弹出Viewer—LinearAdjustment对话框。
在该对话框中可以进行设置比例尺、旋转、反射等变换操作如图所示。
图像变换对话框
(5)矢量菜单操作
点击File→Open→VectorLayer,选择已存在的矢量文件,点击OK后打开矢量图层,点击工具条上的
按钮,调出矢量工具箱,可以对矢量图像进行编辑。
新建矢量图层:
点击File→New→VectorLayer,选择存放路径并设置文件名点击确定,弹出NewShapefileLayerOption对话框,如图所示,选择图层类型(包括ArcShape、PointShape、PolygonShape、MulpointShape三种类型)点击确定完成矢量图层的创建,然后便可以利用矢量工具箱进行矢量图形的绘制。
选取Vector工具条上的绘制工具,在视窗中绘制矢量要素。
绘制完毕后还可从Vector工具条上选取编辑工具来改变矢量要素的形状。
点击Vector——ViewingProperties,弹出的对话框可用来调整矢量要素特征,即设置矢量要素的外观如颜色、线型等。
还可点击该对话框中的Set按钮来寻找预定义符号,如图所示。
视图属性对话框
第三步:
点击Vector——Attributes,在弹出的对话框中点击Edit——CreateAttributes,再在该对话框中点击Edit——ColumnAttributes,在弹出的ColumnAttributes对话框中点击New按钮新建字段。
设置完毕后点击OK,回到原窗口可看到矢量要素的属性而且可对新建的字段进行编辑。
几何绘制和属性编辑都完成后可点击保存按钮来保存矢量文件。
2.1.1遥感图像分析
(1)叠加分析:
点击Interpreter—GISAnalysis—overlay,选择两幅相应的图像,设置输出图像路径和名称,点击OK即可,主要这里不能选择忽略零值否则叠加分析不能够成功。
(2)邻域分析:
点击Interpreter—GISAnalysis—neighborhoodfunctions,选择一幅图像,设置输出图像路径和名称,设置functions为max,选择5×
5窗口,点击OK即可,最终分析结果图如图所示。
(3)指标分析:
指标分析可以依据用户设置的权重将两个图层数据进行相加,产生新的图像,也可以给多个图层赋予不同的权值,计算得到新的数据层。
点击Interpreter—GISAnalysis—Index,选择两幅图像,第二个图层设置Weightingfactor为4,点击OK即可,处理效果如图所示。
(4)归纳分析:
归纳分析可以使用两个输入涂岑过得分类信息,生成一个交叉统计表格。
这些数据包括公共点的个数,面积数以及所占的百分比,该功能可以实现对同一区域内多种专题数据的叠加统计分析,在本例中floodplain为区域数据,landcover为土地利用类型数据。
点击Interpreter—GISAnalysis—summary,选择两幅图像,设置输出图像路径和名称,点击OK即可。
叠加分析效果图邻域分析效果图
指标分析效果图归纳分析结果
2.2遥感数字图像的地形分析
在主面板工具条中点击Interpreter——Utilities——VectorToRaster,首先将数据转换为栅格图像,启动VectortoRaster对话框,选择输入的土地利用DLG图层,类型为多边形,值为LU_code的值转换得到的栅格影像。
第二步:
在主面板工具条中点击Interpreter——GISAnalysis——Recode,按图所示设置弹出的Recode对话框后点击SetupRecode按钮,在弹出的对话框中将Value为141、143、144的记录的NewValue改为1,其余全为0,点击OK回到Recode对话框后,再点击OK,即得到重编码后的影像。
影像重编码对话框修改编码值对话框
在主面板工具条中点击Interpreter——TopographicAnalysis——Slope,如图所示设置弹出的对话框(设置输入数据时要注意数据格式为GRID),点击OK得到坡度图。
SurfaceSlope对话框坡度图像
第四步:
对坡度图重新编码,将25°
以下(包括25°
)的设为0,25°
以上的设为1,得到影像25above.img。
第五步:
在主面板工具条中点击Interpreter——Utilities——Operators,进行设置后点击OK,即得到退耕图。
退耕还草图
2.3遥感图像的空间建模分析
2.3.1SPOT边缘增强
点击Main---SpatialModeler,或在主面板上点击Modeler→Modelmaker,打开modelmaker对话框。
在modelmaker工具面板中点击需要的对象图标,然后放置的图形窗口中,本例需要添加两个Raster图标
,一个Matrix图标
,一个Function图标
。
然后,在工具条面板单击Select图标
,选择并移动对象图形,按操作顺序排列。
在工具面板,单击Connect图标
,并单击Lock图标,
在图形窗口绘制连接线,将输入数据图形与函数图形相连。
形成图形模型基本框架,如图所示。
模型创建对话框
双击左上方栅格图像,定义输入图像双击Raster对话框,确定输入图像为atl_spotp_87.img,单击ok,如图所示。
栅格图像输入窗口
定义输入卷积矩阵,双击右上方矩阵图形,打开MatrixDefinition对话框,选择Kernel为Summary,Size为5*5模型,点击ok。
定义卷积处理函数,双击中部函数图形,打开FunctionDefinition窗口,选择卷积函数为CONVOLVE($n1_atl_spotp_87,$n2_Summary)点击ok,如图。
FunctionDefinition对话框
第六步:
定义输出图像,双击最下面的栅格图形,打开Raster对话框,图像名为spots_summary.img,数据类型无符号8位,输出文件类型为Continues,选择忽略零值,点击ok。
第七步:
注释图形模型,单击Text图标
,单击放置模型标题的位置输出标题“EnhanceSpotsImage”,选择Text|Font命令修改字体,Text|Size命令修改字体大小,Text|Style命令修改字符类型,重复上述过程,一次标注输入图像“InputImage”,卷积核“ConvolveKernel”,输出图像“OutputImage”,函数图形注释为函数表达式“CONVOLVE($n1_atl_spotp_87,$n2_Summary)”,如图所示。
第八步:
保存模型并点击Process|Run或单击Run图标
,模型被启动运行。
如图所示。
注释后的图形模型空间建模处理最终效果图
2.3.2RGBTOHIS
然后,在工具条面板,单击Select图标
RGBtoIHS模型
双击左上方栅格图像,打开Raster对话框,确定输入图像。
定义处理函数,双击中部的函数图形,打开FunctionDefinition窗口,如图进行定义。
FunctionDefinition窗口
定义输出图像,双击下面的栅格图像,确定输出文件的类型、名称及路径。
点击运行图标
,运行后查看转换后图形。
2.3.3直方图配准
点击Main——SpatialModeler,或在主面板上点击Modeler——Modelmaker,打开modelmaker对话框。
在modelmaker工具面板中点击需要的对象图标,然后放置的图形窗口中,本例需要添加三个Raster图标
直方图配准模型
,运行后查看配准后图形。
2.3.4直方图均衡化
点击Main---SpatialModeler,点击Modelmaker,打开modelmaker对话框。
在modelmaker工具面板中点击需要的对象图标,然后放置的图形窗口中,本例需要添加一个Raster图标
形成图形模型基本框架。
直方图匹配模型
,运行后查看均衡化后图形。
2.4遥感图像的几何校正
对影像数据进行处理时,首先要做的工作是影像的与处理,影像的预处理包括几何纠正和影像的镶嵌与裁剪。
几何校正的原理是将图像数据投影到平面上,使其符合地图投影系统。
而将地图投影系统赋予图像数据的过程,称为地理参考。
由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统,因此几何校正的过程包含了地理参考过程。
具体步骤:
(1)打开erdas软件后,打开两个视窗,分别打开tmatlanta.img和panatlanta.img,
(2)点击图标面板工具条中DataPrep图标,选择ImageGeometricCorrection,打开SetGeo-CorrectionInputFile对话框,选择fromviewer,在panatlanta.img的视窗上点击一下,
(3)在弹出对话框setGeomatricModels中选择进行几何纠正的模型Polynomial(多项式),设置多项式参数为2,其他设置保持默认,
(4)弹出GCPTool后开始在两幅图像上选取控制点,在图像几何校正过程中,采集控制点是一项非常重要和繁重的工作,具体过程如下:
1)GCP工具对话框中,点击SelectGCP图表,进入GCP选择状态;
2)在GCP数据表中,将输入GCP的颜色设置为比较明显的绿色。
3)在Viewer1中移动关联方框位置,寻找明显的地物特征点,作为输入GCP。
4)在GCP工具对话框中,点击CreateGCP图标,并在Viewer3中点击左键定点,GCP数据表将记录一个输入GCP,包括其编号、标识码、X坐标和Y坐标。
5)在GCP对话框中,点击SelectGCP图标,重新进入GCP选择状态。
6)在GCP数据表中,将参考GCP的颜色设置为比较明显的红色,
7)在Viewer2中,移动关联方框位置,寻找对应的地物特征点,作为参考GCP。
8)在GCP工具对话框中,点击CreateGCP图标,并在Viewer4中点击左肩顶巅,系统将自动将参考点的坐标(X,Y)显示在GCP数据表中。
9)在GCP对话框中,点击SelectGCP图标,重新进入GCP选择状态,并将光标移回到Viewer1中,准备采集另一个输入控制点。
10)不断重复1-9,采集若干控制点GCP,直到满足所选定的几何模型为止,尔后,没采集一个InputGCP,系统就自动产生一个Ref.GCP,通过移动Ref.GCP可以优化校正模型,其精度要求总的误差小于0.5即可。
(5)选择完后点击Geo-CorrectionTools下的重采样,定义重采样参数:
OutputFile(输出图像文件名):
rectify.img;
ResampleMetho:
NearestNeighbor;
定义输出图像范围;
定义输出像元的大小;
设置输出统计中忽略零值;
定义重新计算输出缺省值。
几何纠正的结果如图所示。
tmatlanta.img控制点panatlanta.img控制点
几何纠正后的tmalataner影像
2.5遥感信息的复合
分辨率融合是遥感信息复合的一个主要方法,它使得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,从而达到增强图像质量的目的。
在调出了分辨率融合对话框后,关键是选择融合方法,定义重采样的方法,本实验利用不同的融合方法和重采样方法进行试验。
第一种方法:
在Erdas图标面板菜单条,点击Raster→PanSharpen→ResolutionMerge对话框,融合方法选择PrincipalComponent,重采样技术选择CubeConvolution,点击OK,如图所示。
这里需要注意的问题是,融合的两幅影像应为进行几何校正后的影像,原始多光谱影像分辨率为2.8米,融合后影像的分辨率为0.7米,融合后影像效果如图所示。
影像融合参数设置对话框主成分分析法融合后影像
第二种方法:
在Erdas图标面板菜单条,点击Raster→PanSharpen→ResolutionMerge对话框,融合方法选择Multiplicative,重采样技术选择BilnearInterpolation,点击OK,如图所示,同样两幅影像应为经过几何校正后的影像,原始多光谱影像分辨率为2.8米,融合后影像的分辨率为0.7米,融合后影像效果如图所示。
影像融合参数设置对话框Multiplicative方法融合后影像
第三种方法:
在Erdas图标面板菜单条,点击Raster→PanSharpen→ResolutionMerge对话框,融合方法选择BroveyTransform,重采样技术选择BilnearInterpolation,点击OK如图所示,同样两幅影像应为经过几何校正后的影像,原始多光谱影像分辨率为2.8米,融合后影像的分辨率为0.7米,融合后影像效果如图所示。
影像融合参数设置对话框BroveyTransform方法融合后影像
2.6遥感图像的增强处理
2.6.1空间增强
空间增强是利用像元自身及其周围像元的灰度值进行运算,主要是对图像中的线、边缘、纹理结构特征进行增强处理,erdas中空间增强的方法有卷积增强、统计滤波、分辨率融合等,实习时使用的是卷积增强的方法,卷积增强是将整个图像按像元分块进行平均处理,用于改变图像的空间频率特征。
卷积处理的关键是卷积因子——系数矩阵的选择。
在ERDAS图标面板工具条上,点击Interpreter,点击spatialEnhancement下的convolution,打开convolution对话框,设置参数:
输入输出图像,选择模板类型为3×
3HighPass,结果如下图所示。
卷积增强
2.6.2辐射增强
辐射增强处理是对单个像元的灰度值进行变换达到图像增强的目的。
ERDAS中辐射增强的方法有直方图均衡化、降噪处理、直方图匹配等,实习时采用的是直方图均衡化,直方图均衡化把一已知灰度概率分布的图像,经过一种变换,使之演变成一幅具有均匀灰度概率分布的新图象。
在ERDAS图标面板工具条中,点击Interpreter,点击RadiometricEnhancement下的HistogramEqualization,打开HistogramEqualization对话框,设置输入输出图像,完成直方图均衡化,结果如图所示。
直方图均衡化
2.6.3光谱增强
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。
ERDSA中光谱增强的方法有主成分变换、缨帽变换、色彩变换等,实习时采用的是主成分变换和色彩变换,它是对某一多光谱图像X利用主成分变换矩阵A进行线性组合,而产生一组新的多光
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