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1、名师精编优秀教案毕 节 学 院教 师 教 案（20122013学年第 1 学期）课程名称：遥感数字图像处理英文名称：Remote sensing digital image processing 课程编号：2812230 课程类别：专业方向选修课学分：1 总 学 时：34 理论学时：实验学时 ：34 授课班级：地理科学 2010 级任课教师：任金铜职称 : 助教所在学院：地理与生命科学学院精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 32 页名师精编优秀教案一、实验项目、内容及学时分配序号实验项目名称内容提要实验类型学时分配每组人数备
2、注实验一软件基础（一）1、软件的背景2、软件的功能及特点3、软件的文件系统和存储4、软件常用系统配置基础2 1 必做实验二软件基础（二）1、主菜单及其功能简介2、数据输入与输出3、文件列表管理4、显示窗口功能基础2 1 必做实验三数据显示操作1、菜单操作1、快捷菜单操作2、ENVI Zoom 基础2 1 必做实验四遥感图像预处理（一）1、自定义坐标系2、图像几何校正验证4 1 必做实验五遥感图像预处理（二）1、图像融合2、图像镶嵌3、图像裁剪验证2 1 必做实验六图像增强（一）1、空间域增强处理2、辐射增强处理验证2 1 必做实验七图像增强（二）1、光谱增强处理2、波段组合验证6 1 必做实验
3、八图像分类（一）1、监督分类2、非监督分类综合4 1 必做实验九图像分类（二）1、基于专家知识的决策树分类2、分类后处理综合4 1 必做实验十地图制图地图制图综合2 1 必做实验十一面向对象图像特征提取1、 面向对象图像分类技术2、 发现对象3、 特征提取综合4 1 必做精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 32 页名师精编优秀教案二使用教材及主要参考书目、参考文献等1、教材：邓书斌 .ENVI 遥感图像处理方法 M. 北京: 科学出版社 ,2010.06 2、主要参考书：1 李小娟、刘晓萌等 .ENVI 遥感影像处理教程 M
4、. 北京：中国环境科学出版社， 2007 2 赵文吉、段福州等 .ENVI 遥感影像处理专题与实践 M. 北京：中国环境科学出版社， 2007 三成绩考核办法1、成绩考核采用百分制记分， 60 分以上取得该实验课程的学分2、平时成绩 70% （包括考勤、预习、实验操作、实验报告等）3、期终考核 30% 4、综合考核成绩 =平时成绩 70%+ 学期考核 30% 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 32 页名师精编优秀教案教学进度计划表周次节次教 学 主 要 内 容周次节次教 学 主 要 内 容一7-8 ENVI 基础（ 1）
5、：文件系统和存储；常用系统配置十7-8 傅里叶变换波段组合二7-8 ENVI 基础 （2） ： 主菜单命令及其功能；数据输入与输出十一7-8 监督分类三7-8 数据显示操作：文件列表管理；显示窗口功能十二7-8 非监督分类四7-8 主图像窗口菜单操作；快捷菜单操作；ENVI Zoom 十三7-8 基于专家知识的决策树分类五7-8 自定义坐标系；图像几何校正：基于自带定位信息的几何校正；基于GLT的 FY3气象卫星几何校正十四7-8 分类后处理六7-8 Image to Image几何校正；Image to Map几何校正；Image to Image 图像自动配准十五7-8 地图制图七7-8
6、图像融合；图像镶嵌；十六7-8 面向对象图像分类计数八7-8 图像裁剪；空间域增强处理十七7-8 耕地信息提取实例九7-8 辐射增强处理；光谱增强处理十八7-8 期末考核精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 32 页名师精编优秀教案实验一软件基础（一）（2 学时）一、实验类型基础性二、实验目的1、了解遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点2、了解软件的文件系统和存储3、掌握软件常用系统配置三、实验原理ENVI 作为遥感数字图像处理的主流软件之一，其软件处理技术覆盖了图像数据的输入 / 输出、定标、图像增强、纠正、正射校正
7、、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类等。ENVI栅格文件格式： ENVI使用的是通用栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件和一个相关的ASCII 的头文件。常用系统配置包括常用参数的选择、用户自定义文件、 默认文件目录的配置等。 这些配置可以方便用户对软件的定制， 选择合适的配置适合用户的使用习惯。四、实验仪器设备、实验材料及药品计算机、 ENVI4.8 软件五、实验重点软件的文件系统和存储；软件常用系统配置六、实验难点文件的存储及软件常用系统配置七、实验内容、方法及步骤1、实验内容：（1）遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点（2）遥感数字图像处理软件的文件系统和存储（3）
8、遥感数字图像处理软件的软件常用系统配置2、实验方法讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法3、实验步骤（1）通过讲授法介绍遥感数字图像处理软件的背景、软件的功能及特点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 32 页名师精编优秀教案（2）通过讲授法、多媒体演示教学法引导学生学习遥感数字图像处理软件的文件系统和存储主菜单界面主菜单 File Save File As，将图像按照需要的格式进行存储，保存为原始数据，没有拉伸等增强处理主图像窗口主菜单 File Save Images As，将图像按照需要的格式进行存储，存储的图像
9、是显示的图像样式。主菜单 File Save Zoom As，将 Zoom窗口显示的图像按照需要的格式进行存储，存储的图像是显示的图像样式。其他窗口下的文件存储主菜单 Map Mosaicing 的镶嵌窗口下： Apply；Save Template 等；Classification等功能下： Output Result to 等。这些结果经过了重采样处理。（2）通过讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法等引导学生了解常用系统配置：安装目录结构：ENVI的所有文件及文件夹保存在HomeITTIDL71productsenvi48 常用参数选择：ENVI主模块 File Preferences
10、，在 System Preferences对话框中可以浏览和更改 ENVI系统的当前配置信息。 这些配置参数保存在Menu文件夹下的 envi.cfg文件中。可以设置的参数包括用户自定义文件、默认文件目录、 显示设置、 绘图默认参数、网格线默认参数、先前文件列表参数和其他项。六、注意事项1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁3、在教师的指导下进行实验七、作业1、复习本次课程的主要内容2、预习下次课程内容，了解ENVI主菜单的基本功能精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6
11、页，共 32 页名师精编优秀教案八、板书提要软件基础（一）1、软件的背景2、软件的功能及特点3、软件的文件系统和存储4、软件常用系统配置实验二软件基础（二）（2 学时）一、实验类型基础性二、实验目的1、了解主菜单及其功能2、熟悉遥感数字图像数据输入与输出3、掌握文件列表管理及其操作4、熟悉显示窗口功能三、实验原理ENVI 的图像用户界面可以是水平的菜单样式或者垂直的按钮样式，两种样式可以通过鼠标点击菜单条的边角拖放来改变，也可以在参数选择中设置一种为默认样式。标准的 ENVI主菜单包括 12 项下拉菜单，每个下拉菜单都是有一系列的命令组成。ENVI支持 90 多种图像以及矢量数据格式的输入，多
12、种格式图像文件的直接调入以及 30 多种格式的输出。可用波段列表是用于存储ENVI 图像文件和显示图像文件的主要控制对话框。无论何时何地打开一个图像文件，可用波动列表将同步出现打开文件的波段和信息。可通过该列表实现显示灰度后彩色图像、启动新的显示窗口、 打开新文件、关闭文件、浏览头文件、浏览显示波段的信息、根据波长定位波段等操作。ENVI的显示窗口是显示栅格图像、注记文件、ROI等数据层的主要窗口， 也是实现人机互动的重要途径。四、实验仪器设备、实验材料及药品多媒体投影仪、计算机、 ENVI4.8 软件五、实验重点精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -
13、- - -第 7 页，共 32 页名师精编优秀教案1、遥感数字图像数据输入与输出2、文件列表管理及其操作3、熟悉显示窗口功能六、实验难点1、文件列表管理及其操作2、熟悉显示窗口功能七、实验内容、方法及步骤1、实验内容：（1）主菜单及其功能（2）遥感数字图像数据输入与输出（3）文件列表管理及其操作（4）显示窗口功能2、实验方法讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法3、实验步骤（1）通过讲授法介绍遥感数字图像处理软件主菜单及其功能，并同步学生一起操作（2）通过讲授法、多媒体演示教学法引导学生学习常见遥感数字图像数据输入与输出，并同步学生一起操作常见数据的输入主菜单 File Open Im
14、age File ，打开 ENVI图像文件或其他已知格式的二进制图像文件。如果在打开一个ENVI 支持的文件时出现“Header Info ”对话框，选择External File来代替 Open Image File 常见数据的输出在 ENVI 中为了提高处理速度，会将输入的任何数据格式经过处理后生成ENVI自己的格式， 虽然很多处理过程的图像输出对话框中可以修改其他后缀名，如.tif等，实际输出的图像还是ENVI标准栅格格式，其输出其他栅格格式可以选择以下两种方式：主菜单 File Save File As选择相应的输出格式，在选择对话框精选学习资料 - - - - - - - - - 名
15、师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 32 页名师精编优秀教案中选择输出的文件，单击ok 按钮打开输出路径选择框。Display 显示窗口：保存整个图像： Display窗口 File Save Images As Image，打开 Output Display to Image File对话框保存放大窗口中的图像： Display 窗口 File Save Zoom AsImage File,将 Zoom窗口显示的图像按照选择的格式输出（3）通过讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法等使学生掌握文件列表管理及其操作：打开可用波段列表：ENVI主菜单 Window Availa
16、ble Bands List 可用文件列表：ENVI主菜单 Window Available Files List或者在 Available Bands List对话框中单击 File Available Files List 编辑头文件：主菜单 Files Editing Header Files，选择相应文件；右键单击 Available Bands List对话框上文件层，在弹出快捷菜单中选择Edit Header ；单击 Available Files List对话框中 Options Edit Header 选择其中一种方式打开文件编辑器。（4）通过讲授法、启发式教学法、多媒体演示教
17、学法等使学生了解显示窗口功能：当打开一个栅格文件时， 一般会自动打开一个显示窗口， 也可以随时打开一个新的空白显示窗口，可选择方式：主菜单 Window Start New Display Window；在 Available Bands List对话框中，单击 Display#n 再选择 New Display ；从显示窗口中，单击Window Start New Display Window 六、注意事项1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁3、在教师的指导下进行实验精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳
18、总结 - - - - - - -第 9 页，共 32 页名师精编优秀教案七、作业1、复习本次课程的主要内容2、预习下次课程内容，了解ENVI主菜单的基本操作八、板书提要软件基础（二）（1）主菜单及其功能（2）遥感数字图像数据输入与输出（3）文件列表管理及其操作（4）显示窗口功能实验三数据显示操作（ 2 学时）一、实验类型基础性二、实验目的1、主图像窗口菜单操作2、快捷菜单操作3、ENVI Zoom 三、实验原理ENVI主图像窗口中的 File 菜单所对应的下拉菜单包含9 项命令，菜单中包含各项命令及其功能有：保存显示图像、Overlay 菜单操作等。快捷菜单的操作是在显示窗口中单击右键，可以打
19、开快捷菜单。ENVI Zoom视窗可在单一窗口中显示多幅图像，并且支持矢量和标注的叠加显示，用户可以更加方便地对影像进行缩放和平移操作四、实验仪器设备、实验材料及药品多媒体投影仪、计算机、 ENVI4.8 软件五、实验重点主图像窗口菜单操作六、实验难点主图像窗口菜单功能及操作七、实验内容、方法及步骤精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 32 页名师精编优秀教案1、实验内容：（1）主图像窗口菜单操作（2）快捷菜单操作（3）ENVI Zoom 2、实验方法讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法3、实验步骤（1） 通过讲授
20、法介绍遥感数字图像处理软件主图像窗口菜单操作及其功能，并同步学生一起操作File 菜单：主图像窗口中的 File菜单所对应的下拉菜单包含9 项命令，其中 3 项包括二级菜单。保存显示图像：利用主图像窗口中的Save Image As菜单命令，可以讲主图像窗口中经过颜色调整或图像增强等处理后的效果图保存为图像文件。Overlay 菜单操作：注记层：注记数据层是 ENVI的一个数据类型，后缀名为.ann。注记数据层是注记要素的集合，包括文本、符号、图形（矩形、椭圆、多边形、折线、箭头）、比例尺、磁偏角、图像、图表等要素。对于专题分类图，还可以添加分类注记。可以选择在主图像窗口、滚动窗口、放大窗口或
21、者虚拟的边界中放置标注，并且支持中文标注。可以从以下途径打开Annotation 功能：在显示窗口中， Overlay Annotation ；在任意的绘图窗口中， Options Annotation ；在矢量显示窗口中， Options Annotation Plot。注记文件的生成过程：显示图像文件，打开Annotation工具对话框；选择注记类型，设置相应参数，添加注记；编辑注记；保存注记。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 32 页名师精编优秀教案分类结果：使用 Classification菜单，可以在一个显示窗
22、口中把分类图叠加在一幅灰阶或彩色图像上，控制叠加显示哪些类，编辑分类颜色和名称、合并类，以及通过添加、删除或移动类间的像元对类进行编辑，对分类结果做统计分析等，可以保存对分类图像所做的更改。显示一幅分类结果所在区域的图像，选择主图像窗口Overlay Classification，在弹出对话框中选择相应的分类结果。等值线：使用 Contour Lines 菜单选项，可以将等值线叠加在一幅图像上，也可以从一幅显示的图像或另外的图像上生成等值线，叠加在相互配准的图像上，可以自动对等值线标注。显示一幅图像（如DEM数据） ，选择主图像窗口Overlay Contour Lines ，在弹出的 Inp
23、ut Contour Band对话框中选择生成等值线波段。密度分割：使用 Density Slice 菜单选项， 可以为灰度图像中突出显示的区域选择数据范围和颜色，用于密度分割着色的数据范围可以来自显示图像或其他相同尺寸的图像。显示一幅图像，选择主图像窗口Overlay Density Slice ，在弹出的Density Slice Band Choice对话框中选择密度分割的波段。网格线：使用 Grid Lines菜单选项，可以在一个图像上叠加一个或多个格网，格网支持像元、公里或者经纬度 （有地理参考）。每个图像显示都可以有自己的格网，显示在主窗口、滚动窗口和放大窗口。打开一个地理参考的图
24、像文件，选择主图像窗口Overlay Grid Lines ，在 Grid Lines对话框中，设置像元、公里或者经纬度格网显示与隐藏以及网格间隔（ Grid Space ） 。感兴趣区：感兴趣区（ Region of Interest，ROIs）是图像的一部分，它通过在图像上选择或使用诸如设定阈值（thresholding）或者从事其他文件（如矢量）转换获得等方法生成。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 32 页名师精编优秀教案感兴趣区可以是点、线、面不规则的形状，通常用来作为图像分类的样本、掩膜、裁剪区域及其他操作。使
25、用 Region of Interest菜单选项，可以构建、编辑和分析ROI。（2）通过讲授法、 多媒体演示教学法引导学生学习快捷菜单操作，并同步学生一起操作在显示窗口中单击右键，可以打开快捷菜单。（3） 通过讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法等使学生了解ENVI Zoom的操作：ENVI Zoom视窗可在单一窗口中显示多幅图像，并且支持矢量和标注的叠加显示，用户可以更加方便地对影像进行缩放和平移操作。开始程序 ENVI4.XENVI Zoom ；ENVI主菜单 File Launch ENVI Zoom。六、注意事项1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套2、爱护实验室仪器设备，离
26、开实验室要记得关机，保持卫生清洁3、在教师的指导下进行实验七、作业1、复习本次课程的主要内容2、熟悉 Enhance菜单及 Tools 菜单的操作八、板书提要数据显示操作（1）主图像窗口菜单操作（2）快捷菜单操作（3）ENVI Zoom 实验四遥感图像预处理（一） （4 学时）一、实验类型基础性二、实验目的1、自定义坐标系2、图像几何校正精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 32 页名师精编优秀教案三、实验原理一般国外商业软件的坐标系分为两种：标准坐标系 （standard ）和自定义坐标系（custom） 。由于我国的特殊
27、情况，往往需要自定义坐标系。在ENVI中自定义坐标系分三步：定义椭球体、基准面和定义坐标参数。几何校正是利用地面控制点和几何校正数学模型来校正非系统因素产生的误差，同时也是将图像投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程；由于校正过程中会将坐标系赋予图像数据，所以此过程包含了地理编码。四、实验仪器设备、实验材料及药品多媒体投影仪、计算机、 ENVI4.8 软件五、实验重点1、ENVI中自定义坐标系2、图像几何校正六、实验难点图像几何校正七、实验内容、方法及步骤1、实验内容：（1）利用 ENVI软件自定义北京 54 和西安 80 坐标系（2）利用卫星自带地理定位文件进行几何校正（3）Image t
28、o Image几何校正2、实验方法讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法3、实验步骤（1）通过讲授法介绍地理投影的基本原理，然后介绍北京54 与西安 80 坐标系，接着在 ENVI中自定义坐标系：第一步 添加椭球体第二步 添加基准面第三步 定义坐标（2）通过讲授法、多媒体演示教学法使学生了解为什么要进行图像的几何校正，接着借助 ENVI进行几何校正。利用卫星自带地理定位文件进行几何校正精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 32 页名师精编优秀教案第一步 打开数据文件第二步 选择校正模型第三步 设置输出参数Image
29、to Image几何校正第一步 打开并显示图像文件第二步 启动几何校正模块第三步 采集地面控制点第四步 选择校正参数输出结果第五步 检验校正结果六、注意事项1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁3、在教师的指导下进行实验七、作业1、复习本次课程的主要内容2、自学 Image to Map 几何校正及 Image to Image图像自动配准八、板书提要软件基础（二）（1）利用 ENVI软件自定义北京 54 和西安 80 坐标系（2）利用卫星自带地理定位文件进行几何校正（3）Image to Image几何校正实验五遥感图像预处理
30、（二） （2 学时）一、实验类型基础性二、实验目的1、图像融合2、图像镶嵌3、图像裁剪三、实验原理精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 32 页名师精编优秀教案图像融合是将低空间分辨率的多光谱图像或高光谱数据与高空间分辨率的单波段图像重采样， 生成一副高分辨率多光谱遥感图像的图像处理技术，使得处理后的图像既有较高的空间分辨率，又具有多光谱特征。图像镶嵌指在一定数学基础控制下，把多景相邻遥感图像拼接成一个大范围、无缝的图像的过程。图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除。四、实验仪器设备、实验材料及药品多媒体投影仪、计算机、 EN
31、VI4.8 软件、实验用遥感图像数据五、实验重点1、图像融合2、图像镶嵌3、图像裁剪六、实验难点1、图像融合2、图像镶嵌3、图像裁剪七、实验内容、方法及步骤1、实验内容：（1）以 Brovey 变换操作为例介绍ENVI中的遥感图像融合。（2）有地理参考的图像镶嵌（3）规则分幅裁剪和不规则分幅裁剪（4）掩膜2、实验方法讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法3、实验步骤（1） 通过讲授法介绍图像融合的基本原理， 然后介绍 ENVI提高的融合方法，接着在 ENVI中进行图像融合操作，以Brovey 变换为例：第一步 打开融合的两个文件，将其中的TM-30m.img显示在 Display 中第
32、 二 步选 择 主 菜 单 Transform Image Sharpening Color Normalized （Brovey）第三步 选择 Display 窗口中选择 RGB ，单击 ok 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 32 页名师精编优秀教案第四步 Color Normalized（Brovey）输出对话框中，选择重采样方式和输入文本路径及文件名，点击ok 按钮输出结果。（2）通过讲授法、多媒体演示教学法使学生了解图像镶嵌的基本原理及方法，然后以有地理参考的图像镶嵌为例，介绍ENVI如何实现图像镶嵌：有地理参
33、考的图像镶嵌第一步 启动图像镶嵌工具在 ENVI 主菜单，选择Map Mosaicking Georeferenced ，打开Map Basic Mosaic 对话框第二步 加载镶嵌图像第三步 图像重叠设置第四步 切割线设置第五步 颜色平衡设置第六步 输出结果（2）通过讲授法、多媒体演示教学法使学生了解图像裁剪的基本原理及方法，然后以规则分幅裁剪为例，介绍ENVI如何实现图像裁剪：规则分幅裁剪第一步 在主菜单中，选择 File Open Image File ，打开裁剪图像第二步 在主菜单中，选择File Save File AsENVI Standard ，弹出 New File Build
34、er对话框第三步 在 New File Builder对话框中，单击 Import File 按钮， 弹出 Create New File Input File对话框第四步 在 Create New File Input File对话框中，选中 Select Input File列表中的裁剪图像，单击Spatial Subset按钮第五步 在 Select Spatial Subset 对话框中，单击 Image按钮，弹出 Subset by Image 对话框第六步 在 Subset by Image 对话框中，可以通过输入行列数确定裁剪尺寸，按住鼠标左键拖动图像中的红色矩形框确定裁剪区域，
35、或者直接用鼠标左键按钮红色边框拖动来确定裁剪尺寸以及位置，单击ok 按钮第七步 在 Select Spatial Subset对话框中，可以看到裁剪区域信息，单击 ok 按钮精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 32 页名师精编优秀教案第八步在 Create New File Input File对话框中，可以通过Spectral Subset 按钮选择输出波段子集，单击ok 第九步 选择输出路径及文件名，单击ok 按钮，完成规则分幅裁剪过程六、注意事项1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套2、爱护实验室仪器设备，离
36、开实验室要记得关机，保持卫生清洁3、在教师的指导下进行实验七、作业1、复习本次课程的主要内容2、基于像素的图像镶嵌3、不规则分幅裁剪八、板书提要遥感图像预处理（二）1、图像融合2、图像镶嵌3、图像裁剪实验六图像增强（一）（2 学时）一、实验类型基础性二、实验目的1、空间域增强处理2、辐射增强处理三、实验原理空间域增强处理是通过直接改变图像中的单个像元及相邻像元的灰度值来增强图像，这种增强方式往往是有目的的， 如增强图像中的线状物体细部部分或者主干部分。主要有：卷积滤波、数学形态学滤波、纹理分析。辐射增强处理是通过对单个像元的灰度值进行变换来增强处理，如直方图匹配、直方图拉伸、去除条带噪声处理等
37、。四、实验仪器设备、实验材料及药品多媒体投影仪、计算机、 ENVI4.8 软件、实验用遥感图像数据精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 32 页名师精编优秀教案五、实验重点1、卷积滤波2、交互式直方图拉伸六、实验难点1、卷积滤波2、交互式直方图拉伸七、实验内容、方法及步骤1、实验内容：（1）卷积滤波（2）交互式直方图拉伸2、实验方法讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法3、实验步骤（1）通过讲授法介绍空间域增强处理的基本原理，然后介绍 ENVI进行图像增强的方式方法，接着在ENVI中进行图像增强操作，以卷积滤波为例：
38、第一步 打开自带图像文件第二步 在主菜单中选择 FilterConvolutions and Morphology 第三步 在 Convolutions and Morphology Tool中，选择 Convolutions 滤波类型第四步 不同的滤波类型对应不同的参数，主要包括三项参数：Kernel Size Image Add Back Editable Kernel 第五步 卷积增强图像中的单个波段第六步 卷积增强图像文件（2）通过讲授法、多媒体演示教学法使学生了解辐射增强处理的基本原理及方法，然后以交互式直方图拉伸为例介绍ENVI如何实现辐射增强处理：交互式直方图拉伸第一步 打开一个
39、多光谱图像并在Display 中显示，在主图像窗口中，选择EnhanceInteractive stretching，打开交互式直方图拉伸操作对话框精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 32 页名师精编优秀教案第二步 要浏览像元 DN值和指定 DN指的像元个数、百分比以及累积百分比，可以在直方图内按住鼠标左键并拖动随之产生的白色十字交叉指针，在状态栏中显示信息。第三步 在交互式直方图拉伸操作对话框中，选择 Stretch_Type 拉伸方法，主要的拉伸方法有： Linear 、Piecewise Linear 、Gaussi
40、an、Equalization、Square Root 、Arbitrary、User Defined LUT 第四步 选择 File Export Stretch ，选择输入路径及文件名， 数据类型，单击 ok 按钮，输出拉伸效果六、注意事项1、进机房要遵守相应管理制度、进入机房要穿鞋套2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁3、在教师的指导下进行实验七、作业1、复习本次课程的主要内容2、数学形态学滤波实验及纹理分析实验3、直方图匹配及坏道填补实验八、板书提要图像增强（一）1、 空间域增强处理2、 辐射增强处理实验七图像增强（二）（6 学时）一、实验类型基础性二、实验目的1
41、、 光谱增强处理2、 波段组合三、实验原理光谱增强是基于多光谱数据对波段进行变换达到图像增强处理，如主成分分析、独立成分变换、色彩空间变换、色彩拉伸等。通常，在 Display 窗口中显示的彩色图像是RGB 假彩色合成图像。 根据不同精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 32 页名师精编优秀教案的用途选择不同波长范围内的波段作为RGB 分量合成 RGB 彩色图像，如经常用到的自然彩色图像、标准假彩色图像、模拟真彩色图像等。四、实验仪器设备、实验材料及药品多媒体投影仪、计算机、 ENVI4.8 软件、实验用遥感图像数据五、实验
42、重点1、 光谱增强处理：主成分分析2、 波段组合：基于波段组合的假彩色合成六、实验难点1、 主成分分析2、 基于波段组合的假彩色合成七、实验内容、方法及步骤1、实验内容：1、 主成分分析2、 基于波段组合的假彩色合成2、实验方法讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法3、实验步骤（1）通过讲授法介绍光谱增强处理的基本原理与方法，然后以主成分分析为例介绍 ENVI进行光谱增强处理的方式方法：第一步 打开图像文件第二步 在主菜单中选择TransformationsPrincipal ComponentsForward PC Rotation Compute New Statistics an
43、d Rotate，在 Principal Components Input File对话框中，选择图像文件第三步 在 Forward PC Rotation Parameters对话框中，在“ States X/Y Resize Factor ”文本框中键入小于、等于1 的调整系数，用于计算统计值时的数据二次采样，键入一个小于1 的调整系数，将会提高统计计算速度，如，使用一个 0.1 的调整系数，在统计计算时，将只用到1/10 的像元，选择默认值为1。第四步 键入输出统计路径及文件名第五步 选择输出路径及文件名，输出数据类型为Floating Point 第六步 单击“ Select Subs
44、et from Eigenvalues”标签附近的按钮吗，选精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 32 页名师精编优秀教案择“YES ” 。统计信息将被计算，并出现Select Output PC Bands对话框，列出每个波段及其相应的特征值；同时，也列出每个主成分波段中包含的数据方差的累积百分比。如果选择“NO ” ，则系统会计算特征值并显示共选择输出波段数。第七步 输出波段数（ Number of Output PC Bands ）选择默认值（输入文件的波段数）第八步 单击 ok 按钮（2）通过讲授法、多媒体演示教学法
45、使学生了解波段组合的基本原理及方法，然后以 RGB 合成显示为例介绍ENVI如何实现波段组合：RGB 合成显示第一步 在 Available Bands List中选择 RGB Color 模式第二步 分布为 RGB 分量选择波段，可以从具有相同像元大小的不同图像文件中选择波段第三步 单击 Load RGB 按钮，就能在 Display 窗口中显示合成的 RGB 彩色图像当图像文件的各个波段具有中心波长时（Wavelength） ，ENVI提供自然真彩色和标准假彩色显示方式。在列表中单击文件名右键，选择Load True Color或 Load CIR 六、注意事项1、进机房要遵守相应管理制度
46、、进入机房要穿鞋套2、爱护实验室仪器设备，离开实验室要记得关机，保持卫生清洁3、在教师的指导下进行实验七、作业1、复习本次课程的主要内容2、色彩空间变换及缨帽变换实验3、基于波段组合的假彩色合成实验八、板书提要图像增强（二）1、 光谱增强处理2、 波段组合精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 32 页名师精编优秀教案实验八图像分类（一）（4 学时）一、实验类型基础性二、实验目的1、 监督分类2、 非监督分类三、实验原理遥感图像分类就是利用计算机通过对遥感图像中各类地物的光谱信息和空间信息进行分析， 选择特征，将图像中每个像元
47、按照某种规则或算法划分为不同的类别， 然后获得遥感图像中与实际地物的对应信息，从而实现遥感图像的分类。一般的分类方法可以分为我两种：监督分类与非监督分类。监督分类：又称“训练分类法” ，用被确认类别的样本像元去识别其他未知类别像元的过程。非监督分类：也称“聚类分析”或“点群分类”。在多光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱集群的过程。 它不必对图像地物获取先验知识，仅依靠图像上不同类地物光谱 （或纹理） 信息进行特征提取， 再统计特征的差别来达到分类的目的，最后对已分类出的各个类别的实际属性进行确认。四、实验仪器设备、实验材料及药品多媒体投影仪、计算机、 ENVI4.8 软件、实验用遥感图像数据五
48、、实验重点1、 监督分类的基本原理与ENVI实现方法2、 非监督分类的基本原理与ENVI实现方法六、实验难点1、 监督分类的基本原理与ENVI实现方法2、 非监督分类的基本原理与ENVI实现方法七、实验内容、方法及步骤1、实验内容：1、 监督分类2、 非监督分类2、实验方法精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 32 页名师精编优秀教案讲授法、启发式教学法、多媒体演示教学法、实验法3、实验步骤（1）通过讲授法介绍监督分类的基本原理与方法，然后以监督分类为例介绍 ENVI进行图像分类的方式方法：定义训练样本：ENVI中是利用 R
49、OI Tool 来定义训练样本的，也就是把感兴趣区当做训练样本，因此，定义训练样本的过程就是创建感兴趣区。第一步 打开分类图像并分析图像第二步 应用 ROI Tools 创建感兴趣区1）从 RGB 彩色图像上获取 ROI 2）从散点图上获取 ROI 第三步 评价训练样本执行监督分类：根据分类的复杂度、精度需求等选择一种分类器。主菜单 ClassificationSupervised 分类器类型，还包括应用于高光谱数据的波谱角、光谱信息散度和二进制编码分类方法。选择不同的分类器需要设置的参数不一样。评价分类结果：执行监督分类滞后，需要对分类结果进行评价，ENVI提供了多种评价方法，包括分类结果叠
50、加、混淆矩阵和ROC 曲线（ ROC Curves ）（2）通过讲授法介绍监督分类的基本原理与方法，然后以监督分类为例介绍 ENVI进行图像分类的方式方法：ENVI包括 ISODATA 和 K-Means两种非监督分类方法。ISODATA （Iterative Self-Organization Data Analysis Technique）是一种重复自组织数据分析技术，计算数据空间中均匀分布的类均值，然后用最小距离技术将剩余像元进行迭代聚合，每次迭代都重新计算均值，且根据所得的新均值，对像元进行再分类。K-Means使用聚类分析方法，随机地查找聚类簇的聚类相似度相近，即中心位置，是利用各聚