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1、2023.10遥感信息技术原理与应用 ERDAS IMAGINE 实习指导书实习三 图像解译本次实习主要学习以下内容: 图像空间增加(Spatial Enhancement) 图像辐射增加(Radiometric Enhancement) 图像光谱增加(Spectral Enhancement) 高光谱工具(Hyperspectral Tools) 地形分析功能(Topographic Analysis) 地理信息系统分析(GIS Analysis)图像解译功能简介(Introduction of Image Interpreter)ERADS IMAGINE 的图像解译器(Image Int
2、erpreter) 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(Model Maker)建立了图形模型算法，很简洁调用或编辑。图像解译器又称Image Interpreter 或 Interpreter，可以通过两种途径启动: ERDAS 图标面板菜单条:Main 一 Image Irnerpreter 一 Image Interpreter 菜单ERDAS 图标面板工具条:点击 Interpreter 图标Image Interpreter 菜单图像解译器 Image Interpreter 面板从上
3、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加 (SpatialEnhancement)、辐射增加 (RadiometricEnhancement )、光谱增加(SpectralEnhancement)、高光谱工具(Hyper Spectral Tools)、傅立叶变换(Fourier Analysis)、地形分析(Topographic Analysis)、地理信息系统分析(GIS Analysis)、以及其它有用功能(Utilities)，每一项功能菜单中又包含假设干具体的遥感图像处理功能。1、空间增加Spatial Enhancement空问增加技
4、术是利用像元自身及其四周像元的灰度值进展运算，到达增加整个图像之目的。2、辐射增加Radiometric Enhancement辐射增加处理是对单个像元的灰度恒进展变换运到图像增加的目的。3、光谱增加Spectral Enhancement1光谱增加处理是基于多波段数据对每个像元的灰度值进展变换，到达图像增加的目的。4、高光谱工具 Hyper spectral Tools高光谱工具是通过补偿大气对光谱的混淆来增加图像5、傅立叶变换 Fourier Analysis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展滤波处理，削减或消退周期性噪声，再把图像从频率域转换到空间域
5、，到达增加图像的目的。6、地形分析Topographic Analysis地形分析功能主要是在点、线、面高程根底上，对多种地形因素进展分析，井对图像进展地形校正。7、地理信息系统分析GIS Analysis地理信息系统分析功能主要是对图像进展各种空间分析，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、有用分析功能Utilities有用分析功能包括了根本的图像处理操作。其中常用的图象掩摸和投影变换已经练习过。图像空间增加(Spatial Enhancement) 1、区分率融合Resolution Merge区分率融合是对不同空间区分率遥感图像的融合处理，
6、使融合后的遥感图像既具有较好的空间区分率、又具有多光谱特征，从而运到图像增加的目的操作过程比较简洁， 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:Main 一 Image Interpreter 一Spatial Enhancement Resolution Merge 一 Resolution Merge 对话框ERDAS 图标面板工具条:点击 Interpreter 图标一 Spatial EnhancementResolution Merge 一 Resolution Merge 对话框Resolution
7、 Merge 对话框在 Resolution Merge 对话框中，需要设置以下参数:(1) 确定高区分率输入文件(High Resolution Input File): spots.img(2) 确定多光谱输入文件(Multispecoral Input File): dmtm.img (3)定义输出文件(Output File): merge.img(4) 选择融合方法(Method): Principle Component(主成份变换法)系统供给的另外两种融合方法是:Mutiplicative(乘积方法)和 Brovey Transform(比值方法)(5) 选择重采样方法(Resa
8、mpling Techniques): Bilinear Interpolation (6)输出数据选择(Output Option): Stretch Unsigned 8 bit(7) 输出波段选择(Layer Selection): Select Layers 1:7(8) 单击 OK(关闭 Resolution Merge 对话框，执行区分率融合)请将融合前的多光谱图象与融合后的图像翻开截图在作业中比照图像辐射增加(Radiometric Enhancement)去霾处理(HazeReduction)去霾处理的目的是降低多波段图像(Landsat TM)或全色图像的模糊度(霾)。对于多
9、波段 图像(LandsatTM)，该方法实质上是基于缨穗变换方法(Tasseled Cap Transformation)， 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，然后再进展主成份逆变换回到 RGB 彩色空间，到达去霾之目的对于全色图像，该方法承受点扩展卷积反转(1nverse Point Spread Convolution)进展处理，并依据状况选择 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 Main Image Interpreter - Radiometric En
10、hancement翻开 Haze Reduction 对话框,在对话框中，需要设置以下参数：(1)确定输入文件(Input File)为 klon_tm.img (2)定义输出文件(Ouput File)为 haze.img(3) 定义坐标类型为(Coordinate Type)为 Map(4) 处理范围确定(Subset Definition)：在 ULXY、LRXY 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)(5) 处理方法 (Method), 选择Landsat 5TM(或 Landsal4TM)(6) 单击 OK 按钮关闭 Haze R
11、eduction 对话框，执行去霾处理。Haze Reduction 对话框请将原图与处理后的图像翻开截图在作业中比照 图像光谱增加(Spectral Enhancement) 1 彩色变换（1） 显示水体信息依据加色法的原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赐予红、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 的选择格外重要，它打算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。Landsat TMETM的 7 个波段中，TM2、ETM+20.52-0.6
12、0m适用于水体污染的争论。不少争论说明，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消灭 状况的一种度量。用 4、3、2 作假彩色合成，具体操作如下：在 Viewer 窗口中翻开lanier.img 图像后，在 Viewer 窗口中单击Raster 工具条，单击Band Combinations, 消灭 Set Layer Combinations for 窗口如图。Set Layer Combinations for 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， 打量合成后的图像,试分析为何此三个波段的假
13、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 Barry1983争论，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，可以实现图像增加， 到达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：f x，y= f x，y-f x，yD12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
14、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：f x，y= f x，y/f x，yR12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，提高比照度。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， Vegetation Index，如 归一化差异植被指数 NDVI，TM4-TM3/TM4+T
15、M3，是最广泛使用的一种 VI。现以 NDVI 指数运算方法举例：翻开 Image Interpreter/Spectural Enhancement/Indices 命令，翻开 Indices 对话框,（1） 输入文件Input File为 tmatlanta.img；（2） 输出文件Output File为 Indices.img； (3)定义坐标类型为(Coordinate Type)为 Map(4)处理范围确定(Subset Definition)：在 ULXY、LRXY 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) (5)选择传感器类型：
16、 LandsatTM(6) 选择计算指数函数：NDVI(7) 输出数据类型Output Date Type为 Unsigned 8 bit在 NDVI 图中，植被掩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掩盖光谱值就小，呈暗黑色。请答复为什么？选做将生成的图像翻开截图保存至作业 高光谱工具(Hyper Spectral Tools)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根底，有助于估量像元内地物的化学组成，具体操作过程如下：首先在视窗中翻开一幅高光谱图像Hyperspectral.img然后：ERDAS图标面板菜单条.:单击 MainIm
17、ageInterpreterHyperSperctral ToolsSpectralProfileViewer Selection Instructions 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翻开 Spectral Profile 视窗在 Spectral Profile 视窗中，可以进展以下操作：在 Spectral Profile 工具条中点击 Create New Profile Point 图标在高光谱图像视窗中选择像元，点击左键确定一点Spectral Profile 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
18、三个不同地物的点，并将其光谱剖面曲线截图保存至作业地形分析功能(Topographic Analysis)地形分析功能中的各种操作都是以 DEM 为根底的，所以 DEM 文件的生成应当是进展地形分析的首要任务，在上次实习中已经讲过了 Creat Surface 命令，该命令的功能就是在点、线、面 Coverage 或 ASC文件的根底上生成DEM 栅格数据。下面直接介绍在 DEM 栅格数据根底上如何进展地形分析。1、 坡度分析SlopeERDAS图 标 面 板 菜 单 条.:单 击 MainImageInterpreterTopographic AnalysisSlope 对话框。确定如下参数
19、：-选择输入 DEM：demmerge_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(进展坡度分析处理)翻开坡度图，并点击 查询工具查询图上各点的坡度，截图保存至作业2、 坡向分析AspectERDAS图 标 面 板 菜 单 条.:单 击 MainImageInterpreterTopographic AnalysisAspect 对话框。确定如下参数：-选择输入 DEM：demmerge_sub.img-选择输出图像：demme
20、rge_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(进展坡向分析处理)翻开坡向图，并点击 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(GIS Analysis)归纳分析Summary归纳分析功能可能依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 类型区域内全部 Class 类型的像元数量及其面积、百分比等统计值，可用于肯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 Main Image InterpreterGIS Analysissumary 对话框。需要确定以下参数：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：Interactive CellArrayOK(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