遥感课程设计报告.docx

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遥感课程设计报告

课程设计报告

课程名称：

遥感原理与应用

专业：

地理信息科学

班级：

地信1301

姓名：

刘晨音

学号：

06

指导教师：

林君建

起讫日期：

2016.6.14---6.17

测绘科学与技术学院

一、课程设计目的………………………………3

二、课程设计内容………………………………3

三、课程设计工具和主要流程图………………3

四、课程设计步骤………………………………4

五、课程设计的结果分析与评价 …………………17

六、课程设计进度安排…………………………17

7、遇到的问题和解决方案……………………18

8、课程设计总结………………………………19

一、课程设计目的

通过课程设计，巩固和深化《遥感原理与应用》课程所学的理论知识，掌握典型地物在ETM卫星影像上的构像特征，熟悉遥感图像处理的方法和步骤，学会运用ERDAS遥感图像处理软件进行图像增强、几何纠正、自动分类和专题图制作，培养和提高学生分析和解决实际问题的能力。

二、课程设计内容

1．遥感图像的格式转换、裁剪和增强；

2．遥感图像的几何纠正；

3．遥感图像的自动分类与精度评定；

4．遥感专题图制作。

三、课程设计工具和主要流程图

1、主要工具：

ERDASIMANGE9.2

2、主要流程图

四、课程设计步骤

1．遥感图像的格式转换、裁剪和图像增强（数据预处理）

（1）图像格式转换和波段组合

（2）图像裁切和波段选择

（3）图像增强

2．遥感图像的几何纠正

该课设的纠正方法主要根据已知坐标的矢量文件进行。

控制点的数量在20个左右并采集适量的检查点。

控制点的选择要做到清晰易辨、分布均匀、位置稳定，通常选择水体的拐角处为控制点。

纠正后控制点的残差应在一个像素之内。

（1）在两个显示窗口分别打开已知坐标的水系矢量文件（Coverage格式）和待纠正的ETM图像；

（2）在图像窗口，单击Raster/GeometricCorrection菜单，打开几何纠正模型SetGeometricModel对话框，选择几何纠正模型为多项式法（Polynomial），多项式次数为二次；

（3）关闭SetGeometricModel对话框，打开几何纠正采点模式对话框，选择在已经打开的视窗中ExistingViewer（矢量文件窗口）采点，关闭对话框；

（4）在矢量文件窗口中单击鼠标，关闭提示框。

此时屏幕将出现控制点工具对话框、两个放大窗口、几何纠正工具等，进入控制点采集状态；

（5）在控制点工具对话框中，分别单击两个Color列，改变控制点符号的色彩，使之变得醒目；

（6）单击控制点采集CreatGCP图标，鼠标变成十字状，把鼠标移到待纠正的图像窗口，选择明显地物点，点击左键定点；

（7）再次单击控制点采集CreatGCP图标，把鼠标移到矢量文件窗口，对准图像地物点对应的矢量图形点，点击左键选定控制点；

（8）重复第（6）～（7）步，直到控制点选点完毕；

（9）用同样方法选取适量的检查点；

（10）检查各个控制点的残差和中误差，对超限的控制点应仔细检查点位是否有误或废除该点；

（11）图像重采样：

在几何纠正工具GeoCorrectionTool对话框中，单击图像重采样ImageResample图标，打开ImageResample对话框，键入输出图像文件名、重采样方法（常用双线性插值法）、输出图像范围（缺省或另定）、输出像元大小（30m）等信息，单击OK执行几何纠正；

（12）保存控制点坐标文件和图像几何纠正模式文件，以便修改；

（13）检查纠正结果：

在同一窗口同时打开纠正后的遥感图像和矢量文件（在最上层），检查纠正精度。

（14）图像裁切，将纠正后的图像按照矢量地图范围进行裁切。

重采样后

图像裁剪后图

3.遥感图像的自动分类

遥感图像的分类有多种方法，本次课程设计采用传统的监督法分类。

（1）打开待分类的已作上述几何纠正和增强的陆地卫星图像，先作总体的目视解译（或野外判读），判读出水体、林地、居民地、耕地、空地等典型地物的影像。

（2）单击AOI/Tools菜单，打开AOI工具面板。

（3）定义分类模板：

a.单击Erdas主界面的Classifier图标,选择模板编辑器SignatureEditor菜单，打开模板编辑器SignatureEditor对话框；

b.单击AOI工具面板的矩形图标，在待分类图像的某一地物区域（如水体）绘制一个矩形；

c.单击SignatureEditor对话框中的增加类别图标，加载该类别；

d.重复上述步骤，加载图像不同区域同一类别的样本若干个（如3个），使这些样本具有足够的代表性；

e.在SignatureEditor对话框中，同时选中上述样本，单击合并类别图标，合并这些样本；

f.改变合并后样本的名称（建议用汉语拼音）和色彩；

g.用同样方法建立林地、居民地、耕地、空地等典型地物的样本；

h.保存分类模板。

（4）评价分类模板：

a.在SignatureEditor对话框中，单击Evaluate/Contingency子菜单，打开可能性矩阵ContingencyMatrix对话框；

b.选择非参数规则为FeatureSpace；

c.选择叠加规则为ParametricRule；

d.选择未分类规则为ParametricRule；

e.选择参数规则为MaximumLikelihood（最大似然法）；

f.选中PixelPercentages复选框，执行可能性矩阵计算；

（5）检查可能性矩阵，如某一类别的矩阵值小于85％，则需重新建立分类模板。

（6）执行监督法分类：

a.单击Erdas主界面的Classifier图标，选择SupervisedClassification菜单项，打开SupervisedClassification对话框；

b.确定待分类的原始文件和模板文件；

c.键入分类后图像文件名；

d.确定各种规则（同评价分类模板）；

e.执行监督法分类。

（6）分类精度评估：

a.打开分类前原始图像；

b.打开分类精度评定对话框。

单击Erdas主界面的Classifier图标，选择AccuracyAssessment菜单项，打开AccuracyAssessment窗口；

c．在AccuracyAssessment窗口打开分类后文件；

d.连接原始图像与精度评定窗口。

单击View/SelectViewer命令，将鼠标在原始影响窗口单击，连接原始图像与精度评定窗口；

e.设置随机点色彩。

单击View/ChangeColors命令，改变随机点色彩；

f.产生随机点。

在AccuracyAssessment窗口，单击Edit/CreateRandomPoints命令，输入随机点数（30个）；

g.显示随机点及其类别。

单击View/ShowAll命令，在原始图像窗口显示随机点；单击Edit/ShowClassValue命令，显示分类类别；

h.输入随机点实际类别。

用目视解译方法，判断实际类别，输入到Reference列；

i.输出分类精度评价报告。

（7）分类后处理（小图斑的处理）

a.聚类统计，用ImageInterpreter/GISAnalysis/Clump菜单，统计分类图像每个分类图斑的面积；

b.去除分析，用ImageInterpreter/GISAnalysis/Eliminate菜单，处理聚类统计后的图像，将小图斑合并到相邻的最大的图斑中去。

4、遥感专题图制作

（1）打开分类成果图；

（2）单击Erdas主界面的Composer图标，选择NewMapComposition菜单，打开NewMapComposition对话框；

（3）输入专题图文件名、专题图大小和单位（长100cm、宽80cm）等信息，关闭对话框，打开专题图制作窗口和注记工具条；

（4）单击CreateMapFrame图标，用鼠标在专题图窗口中拖放一个范围，打开数据来源提示框，单击Viewer，在分类成果图中单击鼠标，打开制图范围MapFrame窗口；

（5）单击UseEntireSource按钮，输入成图比例尺为1／50000，再单击UseEntireSource按钮，关闭对话框，在专题图制作窗口中出现待制作的图像；

（6）缩小图像，单击SelectMapFrame图标，在专题图制作窗口中把图像放置到设计窗口中间；

（7）设置公里网、图例、比例尺；

（8）注记专题图：

图名、地名等注记；

（9）保存专题图。

五、课程设计的结果分析与评价 

1．数据预处理结果 这一步的处理结果中不含有人为因素，大家都用的同样的数据和同样的软件，所以处理结果应该是一样的。

2．几何纠正结果   左右两片的方位得到了纠正，和原图叠加之后发现做片的右上角和右片的所上角（内河附近）与参考影像相差较大，主要是那一片区域没有合适的明显地物来作为控制点，所以误差较大。

3．影像镶嵌结果 由于在进行几何校正的时候内河部分的误差较大，所以在镶嵌过程中，那一部分的拼接痕迹较为明显，由于拼接线选取得较为合适，影像下半部分基本看不出拼接的痕迹。

4．图像增强结果 融合后的影像既有TM影像的光谱信息，又有SPOT影像高分辨率的特点。

但是出现了偏色现象。

      从上面两图的比较可以看出，由于几何校正有误差，没有进行IHS变换的融合后的图像左上角的长江明显偏离。

而基于IHS变换的融合只是在I通道进行融合，可以有效避免这种情况。

5．图像裁剪结果 裁剪操作比较简单，不会出什么大的问题，无非是裁剪区域大小和范围，本图是尽量大地截取了图像。

6．图像分类结果 图中蓝色为长江,紫色是居民地，深绿和浅绿分别代表山地和耕地，白色是空地。

7．专题图 图中加入了地图的各种要素，如：

指北针、图例、图名、比例尺等。

教学内容

课时安排（天）

1、布置课程设计任务及有关准备工作

0.5

2、图像增强、控制点的选择和几何纠正

1.0

3、计算机自动分类及分类后处理

1.5

4、专题图制作

1.0

5、撰写课程设计报告与考核

1.0

总计

5

六、课程设计进度安排

七、遇到的问题及解决方法

问题1.在进行几何纠正的时候，刚开始纠正后打开的图是变形的就问了同学和老师说为什么自己的误差范围在2以内，出来的效果图还是变形的又一次直接成一条放射性线呈现在面前，或者有的成曲面状。

解决办法：

问了同学帮我看了下说是我刚开始的六个点想选的太密集，所以才会出现这种情况。

然后我又重做了下这次前六个点选的比较松散并且河流的边界不能选果然出来的效果图好多了！

问题二：

在进行遥感图像自动分类的时候，前几次出来的分类图要么是水系少了，要么是居民地太多了。

解决办法：

后来重新做的时候，我水系大面积选择选的区域比较多大概七八个，那么像居民地就少选点这样才出来还可以的效果图！

问题三：

在进行专题图标注的时候出不来中文字体。

解决办法：

将Chinese中的文件复制粘贴到fonts中去，然后重新打开软件就可以了！

八、意见和建议

通过这次课程设计，我更好的认识到了遥感，虽然都是平时上机的内容但如果平时没怎么听做起来还是比较吃力的。

本次课程设计再次巩固了几何纠正，图像增强，ERDAS处理软件，图像目视解译等内容。

虽然是每个人独自完成，但是也少不了同学和老师的帮助。

我们是在自己电脑上装好了软件然后同学聚在一次用了一下午做出来的。

可以说熟练地话都很快。

我们在一起做的时候有不会的可以互相帮助，拉近同学之间的距离。

是一次难忘的经历！

在大学的课程设计，遥感课程设计是我大学生活中必不可少的一个项目，虽然刚开始遇到了好多问题加上处理数据可能比价烦躁，因为一不小心错了精度不高的话就要重头再来，所以这需要老师的指导和同学的帮助，但是课程设计对我来说是一种挑战，是一件很有意义的事情。

我认为遥感这门课，不同于其他的课程设计，相对于其他课程的按部就班，遥感更需要我们发挥主观能动性，自己去发现问题的所在，自己去解决问题，在老师的指点下去把设计完成的更加好，更严谨。

在这次设计完成之时，我有很大的成就感和收获，我认为知识不是老师灌输的，是自己去发现的，特别是在大学的学习生活中，同时也谢谢老师和同学对我的帮助。