《遥感导论》实验报告.docx

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1、合肥工业大学资源与环境工程学院遥感导论试验报告姓名学号专业地理信息系统班级任课教师试验 1 航空相片的立体观测和高程测量一、试验目的：1. 把握使用立体镜进展航空相片的立体观测的方法；二、试验步骤：1. 航空相片的立体观看（1） 预备工具：立体透视镜。（2） 器材架设：将立体镜的主架局部从箱子中取出，倒过来平放在桌子上，安装好各个支撑脚组件，留意将可调的支脚安在左上方。然后将装好的主架倒过来平放在桌子上，从箱子中取出目镜局部，安装在主架上， 完成安装。（3） 相片的调整。调整目镜的间距，取出两张立体相对，用手指分别按 住 2 张相片，隔开立体镜之间观看，使两个手指在视线中重合，然后加上立体镜微

2、调相片使 2 张相片完全重合。（4） 持续观看相片 5 秒以上，可以得到立体效果。（5） 试验完成后，将器材装回箱内放好。三、心得体会：初次接触图像，在依据试验原理完成试验后，看到了格外清楚的立体图像， 很兴奋。以前虽也看到过一些立体图像，但是这么近距离的亲身感受还是第一次，而且是在自己的努力下做出了这个效果。通过这个试验，我们也温习 了遥感原理中有关立体相对的学问，立体相对就是两个相机从相距确定距离的两个点对同一目标进展摄影产生重叠图像。双眼在观看同一事物时，由于 两眼所见的角度不同而在大脑中产生影像的重合产生立体效果。立体观看时，能获得与实物相像的立体模型，称为正立体效应；假设将左像片与右

3、像片 对调，则获得与实际相反的立体，称为反立体效应。通过立体观测及阴影可 知山的海拔不高都为小山丘，且成片分布，推断为西南或东南地区。试验 2 遥感图像的光学合成一、试验目的：1. 了解彩色的根本特征和相互关系；2. 把握 3 原色及其补色，把握加色法；3. 了解和生疏颜色图；二、试验步骤：1. 了解彩色的根本特征和相互关系；2效果图如下：3（1） 进入 CAI 软件主界面，翻开“遥感光学合成原理”子名目（2） 进入“彩色与非彩色”，比照彩色与非彩色图像对地物特征的表现；（3） 进入“彩色的特性”分别进入“明度”,“色调”,“饱和度”界 面，观看枫叶颜色的变化，分析比照彩色的三大特征在颜色中的

4、 影响。（4） 进入“颜色立体”，观看在颜色立体中彩色三大特征的表示方法，把握三大特征的相互关系。2. 把握 3 原色及其补色，把握加色法；（1） 进入“三原色”名目，当蓝绿红均为 0 时，屏幕中圆盘颜色为黑色；（2） 分别拖动红绿蓝的标尺，观看图中圆盘颜色的变化；（3） 将红绿蓝均设置为 255，屏幕圆盘为白色；（4） 进入“互补色”名目，单击“互补色”按钮圆盘中消灭一对互补 色，在单击“融合”，观看圆盘中混合后的颜色为白色；（5） 单击“非互补色”，融合后为各种彩色三、心得体会：在试验中，我生疏到彩色图片比非彩色图像能更好的识别地物，而且彩色图像有“明度”“色调”“饱和度”三个根本特征，而

5、非彩色只有“明度”的差异。明度的凹凸取决于光源的光强和物体外表对光的反射率。色调取决于光源的光谱组成和物体外表的光谱反色特征。饱和度取决于物体外表反射光谱的选择性程度。颜色的立体是表示明度，色调，饱和度三者关系的抱负模型。互补色是通过加色法，等强度混合后产生白色的两种颜色。试验 3 遥感图像增加I比照度变化一、试验目的：1. 生疏遥感图像的根本构造，了解数字图像；2. 学习把握图像直方图变化与图像亮度变化的关系；3. 把握图像线性拉伸的方法和过程； 二、试验步骤：1. 翻开 CAI，进入“遥感图像处理”，点击“处理”菜单中的“拉伸”，在弹出的对话框中输入相应的数据，设置拉伸类型为“简洁直线拉伸

6、”，2. 变换拉伸类型为“线饱”“直方图均衡化”，对图像进展拉伸。三、心得体会：通过试验我们了解到，遥感图像可以表示为数字图像，以有序的数字反映地物或景观后放射的电磁波的特征及其变化.图像增加的目的是改善图像显示的质量，以利于图像信息的提取和识别。可以通过调整数字图像直方图进展像元亮度值间的数学运算和函数变换到达图像增加的效果。常用的图像增加的方法有.比照度变换、彩色增加、滤波等。进展比照度变换，常用有线性变换和非 线性变换。拉伸方法有：简洁直线拉伸，线饱，直方图均衡化。通过这些方法实现我们需要的图像增加效果。试验 4 遥感图像增加II 彩色合成一、试验目的：1. 通过计算机中彩色合成的演示，

7、了解加色法原理；2. 理解遥感图像彩色合成的根本原理；3. 把握选用不同合成方案产生不同的合成效果的方法，从而到达突出不同 目标地物的目的；二、试验步骤：（1） 彩色合成演示1. 从 CAI 主界面进入“光学合成原理”名目；2. 在进入“真彩色和假彩色合成”子名目；3. 分别进入“真彩色生成过程”“真彩色合成演示”“假彩色生成过程”“假彩色合成演示”子名目；4. 扫瞄各局部系统的演示，答复系统提出的问题。（2） 彩色合成操作1. 1)从 CAI 的主界面进入“遥感图像处理“模块；2. 从菜单进入“处理”-“增加”-“彩色合成”，单击模拟操作；3. 在消灭的对话框中输入文件名分别是蓝色波段名，绿

8、色波段， 红色波段，单机输出图像名，选中简洁线性拉伸，完成；4. 单机“结果和原图显示”，可以查看原始图像和合成结果。10三、 心得体会：通过这个小试验，我学习了真彩色的生成过程，以及真彩色的合成过程，假彩 色的生成和假彩色的合成。对我们日常生活中的经受有了更深的理解，特别是 对假彩色合成图像生疏有了进一步的生疏。我们寻常很少接触假彩色合成图， 一般看到的都是真彩色，有时候看到的是黑白照片，我们认为真彩色的状况和 我们实际生活很接近，然而假彩色合成图像由于是承受的三原色表达的其他波 段，他反响的并不是地物的真实颜色，只是为了我们更好的判别地物加的三原 色。试验 5 遥感图像变换( 1 )一 滤

9、波一、试验目的：了解空间滤波的操作过程和空间滤波对图像产生的效果二、试验步骤：1. 从 CAI 的主界面进入“遥感图像处理“模块；2. 从菜单进入“处理”-“增加”-“滤波”，进入滤波操作界面；3. 进入模拟操作，在对话框中双击输入输出框，滤波类型设为均值，模块大 小为 33，单机确定完成；4. 翻开“结果”查看处理前后图像的变化三、 心得体会：通过这个试验，温习了课本上关于空间滤波的学问，同时我们知道空间滤 波作为一种重要的图像增加技术，对遥感图像的增加有格外重要的作用。空间 滤波以突出图像上的某些特征为目的，如突出边缘或纹理等，因此他是通过改 变像元与其四周相邻像元的关系，承受空间领域处理

10、方法，主要包括平滑和锐 化。试验 6 遥感图像变换( II )主成分分析(K-L)一、试验目的：1. 了解并把握 K-L 变换的过程和方法2. 理解 K-L 变换产生的处理效果和意义二、试验步骤：1. 从 CAI 主界面进入“遥感图像处理”模块；从菜单进入“处理”-“变换”-“主成分”进入“主成分”操作界面；2. 单击模拟菜单，消灭“主成分”对话框，依次双击波段 1，波段 2，波段 3，波段 4，波段 5，波段 6，波段 7；3. 单击标题框，确定后进入“结果”查看比照 7 个波段,主要信息都集中在前 3 个主成分，从第五个主成分开头完全是噪声。三、心得体会：主成分变换是对某一多光谱图像，利用

11、变换矩阵进展线性组合，而产生一 组的多光谱图像的操作。由于变换前各波段之间的相关性很强，变换后输出图像的各重量将具有最小的相关性。且变换后波段主重量包括的信息量不同， 呈渐渐削减趋势。其中第一主重量集中了最大的信息量，常占 80%以上，而后各波段递减，到第n 重量信息几乎为 0，最终的重量几乎全是噪音，所以这种变换可以分别出噪音，常用作遥感数据处理时做数据分析前的预处理。试验 7 遥感图像变换IIIK-T 变换一、试验目的：了解和把握 K-T 变换的过程和处理效果二、试验步骤：1. 从 CAI 主界面进入“遥感图像处理”模块；2. 从菜单进入“处理”-“变换”-“K-T”;3. 单击模拟操作消

12、灭对话框，依次双击波段 1,2,3,4,5,7；4. 双击输入图像框，确定。在“结果和原图显示”查看试验结果图三、心得体会：K-T 变换是另一种线性组合变换，变换矩阵为 66，主要针对 TM 的 1 到 5和第 7 波段，低区分率的热红外波段不予考虑，变换后的 6 个重量中，前 3 个重量与地面景物的关系明确，第一重量为亮度，其次重量为绿度，第三重量为湿度，后三个重量与地物没有明确的相应关系。目前 K-T 变换的应用范围较窄， 主要针对 TM 数据和以前的 MSS 数据，但是他抓住看地面景物，特别是植被和土壤的多光谱空间中的特征，对于扩大陆地卫星 TM 影像数据分析在农业方面的应用有重要意义。

13、试验 8 遥感图像变换(IV)-HIS 彩色空间变换一、试验目的：了解和把握彩色空间变换的过程和方法二、试验步骤：1. 从 CAI 主界面进入“遥感图像处理”模块；2. 从菜单进入“处理”-“变换”-“彩色空间”;3. 单击模拟操作，消灭对话框，选择“RGB TO HLS”的变换；4. 单击“结果和原图显示”查看处理前后原图像和处理图像结果三、心得体会：HIS 是色调，饱和度，明度的颜色模式。通常把RGB 空间和 HIS 空间之间的关系模型及所进展的相互变换的处理过程称为 HIS 变换。HIS 模式可以用近似的颜色立体来定量化，并从常用的红绿蓝表达方式转换到 HLS 表达方式。这两种模式的相互

14、转换对于定量的表示颜色特征，以及在应用程序中实现两种表达方式有重要的意义。试验 9 航空像片的判读一、试验目的：1 学习航空像片判读的根本原理租方法.2 把握航空像片判读中判读标志的建立方法;3 解译判读各土地掩盖类型在彩红外航片上的影像特征。二、试验步骤：说明: 与黑白航片相比.真彩色像片根本反映了地物的自然颜色，地物类型间的微小差异可以通过颜色的变化表现出束3 彩色像片上的丰富色影供给了比可见光黑白像片更多的信息。由于受到大气散射与吸取的影响，在航空摄影高度一样的条件下，彩色摄影信息损失量远大于彩红外摄影，因此航空遥感中广泛使用彩色红外摄影。由于绿色植物在近红外波段具有很强的反射特性，在影

15、色红外像片上呈红色，使彩红外航片比一般彩色航片在植被的判读和识别方面具有较大的优势，同时也使其在识别伪装方面有突出的功用。(1) 预备实习工具立体镜、放大镜、铅笔、橡皮、直尺、透亮纸等，(2) 选行彩红外航片土地掩盖的判设，(3) 以光盘中“主习图像“ 于H 章中彩红外八和彩红外B 作为实习用航片像对(4) 依据航片判读标志的建立方法，建立判读目标地物的判读标志;(5) 依据判读标志，通过在体观看和判读.观测各目标地物的分布和相互关系;(6) 将透亮纸蒙在其中的一张航片上，勾绘目标地物的边界。（7） 编写实习报告。三、 心得体会：航空像片是在航空遥感平台上通过摄影机所获得的可见光和红外光的光学

16、 摄影像片，可分为一般摄影，红外摄影，多光谱摄影，其中一般和红外摄影的 航片又分为彩色和黑白两种。目前最常用的是彩色红外摄影航片，简称彩红外 航片。可作为直接判读标志的有：大小，外形，色调，阴影，纹理，图型，位 置及其与四周的关系；也可以依据其他先关学问间接解译图像。试验 10 热红外图像判读一、试验目的：生疏和了解热红外影像对地物的表现二、试验步骤：1. 光盘中实习图像中有 3 组热红外图像，热红外 11,12,13 反响工业热流的热红外影像，图中箭头所示 1 为排污口，2 为江岔口，3 为热流集中特别，4 为江水流向，5 为船舶。2. 热红外 21,22 为其次组，这是反响森林的热红外图像

17、3. 热红外 31,32 为第三者，反响的洪积扇形态的热红外图像4. 比较第一组和其次组内的各幅影像，这两组图像都是对温度的直接探测，热红外影像能够很好的反响地物温度的变化；第三组通过对水体 在白天和夜晚与周边环境温度的差异反响洪积扇水系的分布状况，从 而反响洪积扇形态。三、心得体会：通过这个试验我们深刻的体会到热红外影像的成像原理不同于可见光和近红外相片。热红外像片记录了地物放射热红外的强度。判别热红外影像时，关键是要准确区分出影像的色调的差异，在影像正片上，深色调代表地物辐射力气弱，浅色调代表地物辐射力气强。特别应当留意的是，天气状况对自然地物的色调特征会造成确定的影响，相比之下人工热源的

18、人造地物受气象影响较小， 成像稳定。由于热红外易受环境影响，以及区分率的局限，判读时常将不同时段等能红外影像进展比照分析，且与全色片，彩色片等作比照争论。试验 11扫描图像判读一、试验目的：1. 生疏和把握 TM 图像各波段的光谱效应；2. 学习和把握陆地卫星遥感图像的判读方法二、 试验步骤：1 生疏 TM 图像各波段的此谱效应(1) 使用光盘中“实习图像于自主是中供给的 TM 图像。因像的文件名为TMl 、TM2， TM3 , TM4 、TM5 ， TM6 和 T M7 ，它们是杭州湾 1985 年 11 月 20 日的 TM7 个波段的图像，图像中杭州湾喇叭形的河口和水中的岛的格外清楚，图

19、像的南部(西南)和西北部为陆地南部丘陵土 的植被掩盖较好，西北部有大片的农田分布，密布的水网相居民地清 晰可见。（2） 比较各披段水体色调的变化，分别用亮、较亮、醋、很暗4 个等级评价水体在7 个波段中的也调，井填表；（3） 比较各波段水体中泥沙可区分性的变化，分别用“易区分”“可区分”“不易区分”“难区分”4个等级评价泥沙在7个波段中的可区分性；（4） 比较各波段中植被色调的变化，分别用“亮”“较亮”“暗”“很暗”4个等级评价植被在7个波段中的色调；（5） 比较各波段中居民地可区分率的变化，分别用易区分，可区分，不 易区分，难区分4个等级评价居民地在7个波段中的可区分率2.TM图像的判读1使

20、用光盘中实4 图像“ 目求供给的图像TM21 TM22 , TM2 3 、T M24, TM25 、TM27 、合成图像1 、合成图像2 、土地利用。真中TM21至TM27 为实习区域TM的I 、2 ， 3、4 、5 ， 7 波段的图像， 合成图像1“ 和“合成图像2“ 分别为以TM 的2. 3 、5 波段的蓝、绿、红进展假影色合成和以TM2、3 、4 波段分别以蓝、绿、红进展的标准假彩色合成的图像。土地利用图像是该区域的土地利用图， 图中土地类型被分为湖泊、水库、湿地、居民地(农村)、城镇用地、交通用地、农用地、果固、落叶林、针叶林、建设用地等11类；地物类型TM1TM2TM3TM4TM5T

21、M6TM7水体较亮较亮亮暗很暗较亮很暗泥沙不 易 能区分 易区分 能区分区分不易区分不易区分难区分植被很暗暗很暗较亮亮较亮暗居民地难 分 难区分 能区分 能区区分易区分不易区分易区分2使用工具：透亮纸，透亮胶带，铅笔，橡皮，直尺等绘图工具3建立判读标志：将两幅“合成图像”和“土地利用”图像进展 比照，建立判读标志；4勾绘出各土地类型的边界轮廓：将透亮纸蒙于合成图像上，用透 明胶带固定，用铅笔勾绘出各地类的边界，勾绘时请不要看土地利用图三、心得体会：常见的遥感扫描影像都是卫星遥感影像，相对于航空相片，有如下特诊特征：像幅面积大，宏观性强；承受多波段方式记录地表各种地物的电磁波信息； 多以数字形式

22、记录在磁带上，可充分利用与计算机；多时像性和动态观测；陆地卫星影像的近垂直投影；可得到大面积的同等，适中的太阳高度角的影像； 猎取简洁，本钱低。判读航空相片的解译标志也适用于判读卫星图像，其主要用到色调，图形，在判读时应遵循“先图外后图内，先整体后局部，勤比照， 多分析“的原则，娴熟把握各种解译标志有利于我们进展目视解译。试验 12 图像分类(1)一一非监视分类一、试验目的：了解并把握非监视分类的过程和方法二、试验步骤：1. 进入 CAI“遥感图像处理”模块2. 单上执行“处理”“非监视”“聚类”消灭的弹出的窗口中单击操作3. 双击对话框中的彩色合成文件名，输出图像名，单击标题，点击确定；4.

23、 在图像显示中查看原图和结果图。试验中聚类处理时是经过彩色合成的 图像，经聚类后图像 fine 为 5 类；5. 退出聚类模块，单击“处理”非监视，迭代自组织聚类，在消灭的对话 框中点击操作，在波段数输入 7，待处理波段消灭波段 1 至波段 7 框一次双击，并双击所用彩色合成图像名，输出图像框，单击确定；6. 在迭代次数框中输入”3”,分类数目中输入 15，单击确定，在图像显示中查看试验结果图 isoclust.三、 心得体会：非监视分类的前提是假定遥感影像上同类物体在同样条件下具有一样的光谱信息特征。不必对影像地物猎取先验学问，仅依靠影像上不同类地物的光谱信息进展特征提取，以提取出统计特征的

24、差异来到达分类目的的分类方法。非监视分类主要承受聚类分析方法，聚类是把一组像元依据相像性归成假设干类别， 其目的是是的属于同以类别的像元之间的距离尽可能的小而不同类别像元间的距离进可能的大。常用的方法有：分级集群法，非分级集群法。试验 13图像分类(II)-监视分类一、 试验目的：了解并把握最大似然比分类法的过程和方法二、 试验步骤：1、 进入“遥感图像处理”模块，执行处理 监视分类平行四边形,在消灭的彩色合成对话框中按提示双击鼠标，完成后进入地图合成放射器对话框在特显示文件处双击，然后进入“数字化”对话框，按提示双击鼠标，完成后进入“数字化”对话框，按要求进展屏幕数字化的提示， 依据需要进展

25、分类的特征数进展训练区的数字化，并确定。进入“光谱生成”对话框，完成提示操作后输入操作波段数 6，连续，进入“光谱生成”对话框 2，依据提示双击完成，确定后消灭“平行四边形” 对话框，按要求操作完成后，在“图像显示”中查看分类结果。2、 进入“遥感图像处理”模块，执行处理监视分类最小距离；3、 进入“遥感图像处理”模块，执行处理监视分类最大似然； 观看并分析各种算法的结果，比较算法之间的差异。三、心得体会：监视分类首先从争论区域选取有代表性的训练场地作为样本。然后依据样本，通过选择特征参数(如像素亮度均值、方差等)，建立判别函数，据此对样 本像元进展分类，依据样本类别的特征来识别非样本像元的归

26、属类别。监视分类有：最小值距离分类法：它是用特征空间的距离作为像元分类依据。最小距离分类包括最小距离判别法和最近领域分类法。多级切割分类法：是依据设定在各轴上值域分割多维特征空间的分类方法，通过分割得到多维长方体对应各分类类别。最大似然比分类法：最大似然比分类法是常常使用的监视分类的方法之一，它是通过求出每个像元对各类别归于概率，把像元分到最大类别中去的方法。试验 14植被判读与制图一、试验目的：1. 生疏卫星图像上植被的影像特征；2. 了解季相和病虫害对植被影像特征的影像；3. 了解植被图的判读和制图方法二、试验步骤：（1） 从光盘中，实习图像中得到“植被病害”“植被秋季”“植被春季”“植被

27、图”四幅图像。（2） 翻开植被病害图像彩虹外摄影图像，观看其特征。（3） 翻开“植被春季”“植被秋季”图像比较春秋季影像特征的差异，进展针 阔林的判读。（4） 翻开植被图依据图例中的分类系统进展图像的目视判读检查 三、心得体会：植被图，是依据春秋季两幅图像进展目视判读的结果。植被判读主要标志是影 像的色调和纹理构造。当像片比例尺较大时，植被的树冠外形、大小、阴影的外形等都是判读时应当留意的标志。植被影像的色调随成像的季节、时间、环 境条件、植被种类、生长阶段、疏密程度和长势等因素的不同而不同。在植被 病害图像中，左面图像为安康植被，由于书冠猛烈反射，近红外呈鲜红色调， 由于右面大局部针叶林被虫害，导致无法发生反射。