林学10林业遥感实验报告Word下载.docx
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含义
实例
Lookin
确定文件目录
examples
Filename
确定文件名
xs_truecolor_sub.img
Fileoftype
确定文件类型
IMAGINEImage(*.img)
Recent
选择近期操作过的文件
------
Goto
改变文件路径
-------
第三步:
设置参数(Rasteroption)
第四步:
打开图像(OpenRasterLayer)
3、实用菜单操作
了解光标查询功能;
量测功能;
数据叠加功能;
文件信息操作;
三维图像操作等。
4、显示菜单操作
掌握文件显示顺序;
显示比例;
显示变换操作等。
5、矢量菜单操作
矢量菜单操作功能是ERDAS软件将遥感与地理信息系统相结合的一个体现。
主要介绍矢量操作的有关命令,这是本次实验的重点掌握内容。
指导学生掌握适量工具面板功能,在此基础上重点掌握矢量文件的生成与编辑。
矢量文件的生成与编辑:
打开图像文件
创建图形文件
绘制图形要素
保存矢量文件
在此基础上,指导学生掌握:
改变矢量要素形状;
调整矢量要素特征;
编辑矢量属性数据等有关矢量操作。
实验二、遥感图像的几何校正
通过实习操作,掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤,深刻理解遥感图像几何校正的意义。
ERDAS软件中图像预处理模块下的图像几何校正。
几何校正就是将图像数据投影到平面上,使其符合地图投影系统的过程。
而将地图投影系统赋予图像数据的过程,称为地里参考(Geo-referencing)。
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。
1、图像几何校正的途径
ERDAS图标面板工具条:
点击DataPrep图标,→ImageGeometricCorrection→打开SetGeo-CorrectionInputFile对话框(图2-1)。
ERDAS图标面板菜单条:
Main→DataPreparation→ImageGeometricCorrection→打开SetGeo-CorrectionInputFile对话框。
在SetGeo-CorrectionInputFile对话框中,需要确定校正图像,有两种选择情况:
其一:
首先确定来自视窗(FromViewer),然后选择显示图像视窗。
其二:
首先确定来自文件(FromImageFile),然后选择输入图像。
2、图像几何校正的计算模型(GeometricCorrectionModel)
ERDAS提供的图像几何校正模型有7种,具体功能如下:
表2-1几何校正计算模型与功能
模型
功能
Affine
图像仿射变换(不做投影变换)
Polynomial
多项式变换(同时作投影变换)
Reproject
投影变换(转换调用多项式变换)
RubberSheeting
非线性变换、非均匀变换
Camera
航空影像正射校正
Landsat
Lantsat卫星图像正射校正
Spot
Spot卫星图像正射校正
3、图像校正的具体过程
显示图像文件(DisplayImageFiles)
首先,在ERDAS图标面板中点击Viewer图表两次,打开两个视窗(Viewer1/Viewer2),并将两个视窗平铺放置,操作过程如下:
ERDAS图表面板菜单条:
Session→TitleViewers
然后,在Viewer1中打开需要校正的Lantsat图像:
tmAtlanta,img
在Viewer2中打开作为地理参考的校正过的SPOT图像:
panAtlanta,img
启动几何校正模块(GeometricCorrectionTool)
Viewer1菜单条:
Raster→GeometricCorrection
→打开SetGeometricModel对话框→选择多项式几何校正模型:
Polynomial→OK
→同时打开GeoCorrectionTools对话框和PolynomialModelProperties对话框。
在Polynomial
Model
Properties对话框中,定义多项式模型参数以及投影参数:
→定义多项式次方(PolynomialOrder):
2
→定义投影参数:
(PROJECTION):
略
→Apply→Close
→打开GCPToolReferenseSetup对话框
启动控制点工具(StartGCPTools)
首先,在GCPToolReferenseSetup对话框中选择采点模式:
→选择视窗采点模式:
ExistingViewer→OK
→打开ViewerSelectionInstructions指示器
→在显示作为地理参考图像panAtlanta,img的Viewer2中点击左键
→打开referenceMapInformation提示框(图2-1);
→OK
→此时,整个屏幕将自动变化为如图1所示的状态,表明控制点工具被启动,进入控制点采点状态。
图2-1referenceMapInformation提示框
图2-2控制点采点
采集地面控制点(GroundControlPoint)
GCP的具体采集过程:
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、在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黄色。
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。
第五步:
采集地面检查点(GroundCheckPoint)
以上采集的GCP的类型均为控制点,用于控制计算,建立转换模型及多项式方程,。
下面所要采集的GCP类型是检查点。
(略)
第六步:
计算转换模型(ComputeTransformation)
在控制点采集过程中,一般是设置为自动转换计算模型。
所以随着控制点采集过程的完成,转换模型就自动计算生成。
在Geo-CorrectionTools对话框中,点击DisplayModelProperties图表,可以查阅模型。
第七步:
图像重采样(ResampletheImage)
重采样过程就是依据未校正图像的像元值,计算生成一幅校正图像的过程。
原图像中所有删格数据层都要进行重采样。
ERDASIMAGE提供了三种最常用的重采样方法。
图像重采样的过程:
首先,在Geo-CorrectionTools对话框中选择ImageResample图标。
然后,在ImageResample对话框中,定义重采样参数;
→输出图像文件明(OutputFile):
rectify.img
→选择重采样方法(ResampleMethod):
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:
第八步:
保存几何校正模式(SaverectificationModel)
在Geo-CorrectionTools对话框中点击Exit按钮,推出几何校正过程,按照系统提示,选择保存图像几何校正模式,并定义模式文件,以便下一次直接利用。
第九步:
检验校正结果(VerifyrectificationResult)
基本方法:
同时在两个视窗中打开两幅图像,一幅是矫正以后的图像,一幅是当时的参考图像,通过视窗地理连接功能,及查询光标功能进行目视定性检验。
实验三:
遥感图像的增强处理与融合
一、图像的增强处理:
通过上机操作,了解空间增强、辐射增强几种遥感图象增强处理的过程和方法,加深对图象增强处理的理解。
卷积增强处理;
锐化增强处理;
直方图均衡化;
色彩变换。
ERDASIMAGE图像解译模块主要包括了图像的空间增强、辐射增强、光谱增强、高光谱工具、傅立叶变换、地形分析以及其他实用功能。
1、卷积增强(Convolution)
空间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。
卷积增强(Convolution)是空间增强的一种方法。
卷积增强(Convolution)时将整个像元分块进行平均处理,用于改变图像的空间频率特征。
卷积增强(Convolution)处理的关键是卷计算子----系数矩阵的选择。
该系数矩阵又称卷积核(Kernal)。
ERDASIMAGINE将常用的卷计算子放在一个名为default.klb的文件中,分为3*3,5*5、7*7三组,每组又包括“EdgeDetect/LowPass/Horizontal/Vertical/Summary”等七种不同的处理方式。
具体执行过程如下:
Main→ImageInterpreter→Spatialenhancement→convolution→convolution对话框。
几个重要参数的设置:
边缘处理方法:
(HandleEdgesby):
Reflection
卷积归一化处理:
NormalizetheKernel
2、直方图均衡化(HistogramEqualization)
直方图均衡化实质上是对图像进行非线性拉伸,重新分配图像像元值,是一定灰度范围内的像元数量大致相同。
这样,原来直方图中间的峰顶部分对比度得到增强,而两侧的谷底部分对比度降低,输出图像的直方图是一较平的分段直方图。
注意:
认真对比直方图均衡化前后的图像差别,仔细观察直方图均衡化的效果。
3、主成分变换
主成分变换(PrincipalComponentAnalysis)是一种常用的数据压缩方法,它可以将具有相关性的多波段数据压缩到完全独立的较少的几个波段上,使图像数据更易于解译。
ERDASIMAGE提供的主成分变换功能最多等对256个波段的图象进行转换压缩。
ERDAS图标面板菜单条:
Main→ImageInterporeter→SpectralEnhancement→PrincipialComp→PincipalComponents对话框。
4、色彩变换(RGBtoIHS)
色彩变换是将遥感图像从红(R)、绿(G)、兰(B)三种颜色组成的色彩空间转换到以亮度(I)、色度(H)、饱和度(S)作为定位参数的色彩空间,以便使图像的颜色与人眼看到得更接近。
其中,亮度表示整个图象的明亮程度,取值范围是0-1;
色度代表像元的颜色,取值范围为0-360;
饱和度代表颜色的纯度,取值范围是0-1。
二、遥感图像信息的融合:
通过上机操作,初步掌握遥感信息复合的方法,深入理解遥感信息复合在信息解译中的意义。
多光谱数据与高分辨率全色数据的融合。
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象既具有较好的空间分辨率,又具有多光谱特征,从而达到增强图象质量的目的。
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。
实验四:
遥感图像分类---监督分类和非监督分类
一、监督分类:
理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程,达到能熟练地对遥感图像进行监督分类的目的。
ERDAS遥感图像监督分类。
1、定义分类模板
显示要进行分类的图像
打开摸板编辑器并调整显示字段
获取分类模板信息
指导学生掌握四中获取分类模板信息方法中的两种。
保存分类模板
2、评价分类模板
介绍报警评价、可能性矩阵、直方图三种分类模板评价方法。
要求学生重点掌握利用可能性矩阵方法评价分类模板。
3、执行监督分类
在监督分类中,用于分类决策的规则是多层次的,如对非参数模板有特征空间、平行六面体等方法。
对参数模板有最大似然法、最小距离法等。
但要注意对应用范围,如非参数模板只能应用于非参数型模板;
对于参数型模板,要使用参数型规则。
另外,使用非参数型模板,还要确定叠加规则和未分类规则。
根据以上要求,指导学生理解并正确填写监督分类对话框,执行监督分类。
二、非监督分类:
进一步理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程,达到能熟练地对遥感图像进行监督分类的目的,同时深刻理解监督分类与非监督分类的区别。
ERDAS遥感图像非监督分类。
1、分类过程(ClassificationProcedure)
调出非监督分类对话框
指导学生掌握两种方法。
方法一:
DATAPRETATION→UNSUPERVISEDCLASSIFICATION.
方法二:
Classifier图标→classification→unsupervisedclassification
进行监督分类
调出:
unsupervisedclassification对话框,逐项填写。
注意问题:
实际工作中常将分类数目取为最终分类数目的两倍;
收敛域值是指两次分类结果相比保持不变的像原所占最大百分比。
2、分类评价(EvaluateClassification)
显示原图像与分类图像
学会在同一个窗口中,同时打开两个图像.
打开分类图像属性表并调整字段显示顺序
给各个类别赋相应的颜色
不透明度设置
确定类别的专题意义及其准确程度
标注类别的名称和相应的颜色
重复以上4、5、6三步直到对所有类别都进行了分析与处理。
注意,在进行分类叠加分析时,一次可以选择一个类别,也可以选择多个类别同时进行。
实验五、遥感图像的野外判读
运用卫星影像判读的基本原理,主要方法对影像进行判读,认真理解卫星影像上各个地物的影像特征。
首先要求能在室内通过各种方法建立影像判读标志;
然后野外进行验证,记录;
最后在室内对判读标志进行分析,对数据进行统计,对判读结果进行核对分析,深刻认识影像地物的影像特征,提高综合分析判读技能。
判读标志:
形状、大小、色调、阴影、图案等。
判读方法:
直接判读法、比分析法、逻辑推理法判读程序准备工作、室内判读(整体后局部、从已知到未知、由宏观到微观,中小比例尺像片上通常首先判读水系,确定位置和流向。
)野外校核和转绘成图等四个阶段:
主要地表类型特征:
1.耕地:
工分割成的规则或不规则的矩行斑块是影像判读的重要标志。
2.园地:
园林的行株距特征明显,且呈点阵式排列。
在平原区,园地多为规则的长方形、正方形,在丘陵山地则因地势而异。
3.林地:
从地域分布的角度讲,原始次生林地一般分布在深山区(中、高山地),人工林(包括机播造林)多分布在浅山区(低山、丘陵地),防护林多与沙丘地有关。
由于乔木类树干、树冠高、大、立体感强、影像粗糙。
4.居民及工矿用地:
城镇建设用地影像反映的主要特征为棋盘格状的纹理结构;
农村居民用地影像特征是规模小而分散,居民点之间有道路相连,在丘陵山区,居民点多沿山谷中的侵蚀堆积阶地分布,由于村庄外围植被较多,故实际面积有所扩大。
5.交通用地:
多属于线状地物,影像比较容易区分。
如机场有跑道;
铁路多为灰黑色带状弯曲半径较大,线路平直,并有交叉道、车站等附属建筑物;
公路多呈白色或浅色调,转弯处要急一些,农村道路通畅不规则,宽度也不等,干燥时,影像呈白色细带状,雨后含水量大,呈灰色细带状。
6.水域:
影像色调较深,而且水越深,色调越黑,河边往往因有白色的沙地反光能力强,影像成白色。
水渠呈整齐的直线而且色调暗,没有水的干渠道影像呈灰白色。
实习过程中,我们用花溪的两期(2003年、2010年)高分辨率的遥感数据进行植被和其他地物的判读,我们从影像中看出它的植被变化、还有建筑用地和道路的变化情况。
判读如下表:
耕地
阔叶林
公路
针叶林
灌木林地
水池
河流
建筑物
实验六、地图的编制
一、实验目的
1.掌握遥感专题制图的方法
2.专题制图的组成要素及其布局。
二、实验准备
实验数据:
Modeler_output.img用于专题地图编辑
三、实验内容
·
专题地图编辑过程(ProcessofMapComposition)
制图文件路径编辑(EditMapCompositionPath)
系列地图编辑工具(MapSeriesTool)
四、实验步骤、方法
1.专题地图编辑过程(ProcessofMapComposition)
(1)准备专题地图数据(PreparetheDataLayer)
在视窗中打开所有要输出的数据层,包括栅格图像数据、矢量图形数据、文字注记数据等。
具体示例如下:
File/Open/RasterLayer,打开图像Modeler_output.img。
(2)产生专题制图文件(NewMapComposition)
操作方法:
点击Composer图标/NewMapComposition,打开NewMapComposition对话框。
在NewMapComposition对话框中,定义下列参数:
专题制图文件名(NewName):
composer.map
输出图幅宽度(MapWidth):
28
输出图幅高度(MapHeight):
20
地图显示比例(DisplayScale):
1
图幅尺寸单位(Unit):
centimeters
地图背景颜色(Background):
white
(以上是自定义状态,也可以使用模板文件:
UseTemplate)
OK(关闭NewMapComposition对话框)
打开MapComposer视窗和Annotation工具面板。
如图所示,地图编辑视窗由菜单条(MenuBar)、工具条(ToolBar)、地图窗口(MapView)、和状态条(StatusBar)组成,其中,注记工具面板(AnnotationToolPalette)是从菜单条中调出来的一部分编辑功能。
每当产生一个新的专题制图文件时,注记工具面板就会自动打开。
注记工具面板还可以分别从视窗菜单条(ViewerMenuBar/Annotation/Tools)和地图编辑视窗菜单条(Map/ComposerMenuBar/Annotation/Tools)中打开,该工具面板可以在注记层或地图上放置矩形、多边形、线划等图形要素,还可以放置比例尺、图例、图框、格网线、标尺点、文字及其它要素。
注记工具面板的尺寸以及其中集成的工具取决于相应缺省值的设定。
(3)绘制地图图框
地图图框的大小取决于三个要素:
制图范围(MapArea):
制图范围是指图框所包含的图像面积(实地面积),使用地面实际距离单位;
图纸范围(FrameArea):
图纸范围是指图框所占地图的面积(图面面积),使用图纸尺寸单位;
地图比例(Scale):
地图比例是指图框距离与所代表的实际距离的比值,实质上就是制图比例尺。
Annotation工具面板:
点击CreateMapFram,在地图编辑视窗的图形窗口中,按住鼠标左键拖动绘制一个矩形框(图框大小随后还可以调整,如果想绘制正方形,可以在拖动鼠标时按住Shift键)。
释放鼠标左键后,完成图框绘制,自动打开MapFrameDataSource对话框。
点击Viewer(从视窗中获取数据填充MapFrame),打开CreateFrameInstructions指示器。
在显示图像的视窗中任意位置点击左键,表示对该图像进行专题制图,打开MapFrame对话框。
在MapFrame对话框中定义下列参数:
ChangeMapandFrameArea(改变制图范围与图框范围,保持比例尺不变);
FrameWidth:
24,FrameHeight:
16(MapAreaWidth&
Height相应变化);
ChangeScaleandFrameArea(改变比例尺与制图范围,保持图框范围不变);
ChangeScaleandMapArea(改变比例尺与图框范围,保持制图范围不变);
MapAreaWidth:
19685.00,Height:
13123.33(所添尺寸由图框与比例决定);
地图旋转角度(MapAngle):
0;
地图左上角坐标(UpperLeftMapCoordinates):
X:
1700000.00/Y:
290000.00;
OK(关闭MapFr
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