实验一遥感图像处理软件ERDAS的介绍.doc

实验一 遥感图像处理软件ERDAS的介绍目的：初步认识遥感图像处理软件ERDAS掌握ERDAS主模块的基本操作掌握ERDAS视窗的操作实验内容：1.ERDAS软件介绍1.1ERDAS IMAGINE软件概述 ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件，以模块化的方式提供给用户，可使用户根据自己的应用要求、资金情况合理地选择不同的功能模块及其不同的组合，对系统进行精简，充分利用软硬件资源，并最大限度地满足用户的专业应用要求。ERDAS IMAGINE面向不同需求的用户，系统的扩展功能采用开放的体系结构，以IMAGINE Essentials、IMAGINE Advantage、IMAGINE Professional的形式为用户提供了低、中、高三档产品架构，并有丰富的功能扩展模块供用户选择，使产品模块的组合具有极大的灵活性。1.2IMAGINE Essentials级 这是一个包括制图和可视化核心功能的价格较低的图像工具软件，无论是独立地从事工作还是处在企业协同计算的环境下，都可以借助IMAGINE Essentials完成二维三维显示、数据输入、排序与管理、地图配准、专题制图以及简单的分析。可以集成使用多种数据类型，并在保持相同的易于使用和易于剪裁的界面下，升级到其他级别的ERDAS IMAGINE软件。可扩充的模块包括： Vector模块直接采用GIS业界领袖ESRI的ArcInfo数据结构Coverage，可以建立、显示、编辑和查询Coverage，完成拓扑关系的建立和修改，实现矢量图形和栅格图像的双向转换等。 virtual GIS模块功能强大的三维可视化分析工具，可以完成实时的三维飞行模拟、建立虚拟世界、进行空间视域分析、矢量与栅格的三维叠加、空间GIS分析等。Developers Toolkit模块 ERDAS IMAGINE的C语言开发工具包，包含了数百个函数，是ERDASIMAGINE客户化的基础。1.3IMAGINE Advantage级IMAGINE Advantage级建立在IMAGINE Essentials级基础之上，增加了更丰富的栅格图像GIS分析和单张航片正射校正等软件。IMAGINE Advantage为用户提供了灵活可靠的用于栅格分析、正射校正、地形编辑及图像拼接工具。简而言之，IMAGING Advantage是一个完整的图像地理信息系统(Imaging GIS)。可扩充模块包括： Radar模块完成雷达图像的基本处理，包括亮度调整、斑点噪声消除、纹理分析、边缘提取等功能。 OrthoMAX模块全功能、高性能的数字航测软件，依据立体像对进行正射校正、自动DEM提取、立体地形显示及浮动光标方式的DEM交互编辑等。 0rthoBase模块区域数字摄影测量模块，用于航空影像的空中测量和正射校正。 0rthoBase模块可对Radarsat、ERS雷达图像进行地理编码、正射校正等处理。 StereoSAR DEM模块采用类似于立体测量的方法，从雷达图像数据中提取DEM。 IFSAR DEM模块采用干涉方法，以像对为基础从雷达图像数据中提取DEM。 ATCOR模块用于大气因子校正和雾曦消除。1.4IMAGlNE Professional级 IMAGINE Professional级面向从事复杂分析、需要最新和最全面处理工具的专业用户是功能完整丰富的图像地理信息系统。除了Essentials级和Advantage级中包含的功能以外，IMAGINE Professional还提供轻松易用的空间建模工具(使用简单的图形化界面)、高级的参数非参数分类器、知识工程师和专家分类器、分类优化和精度评定以及雷达图像分析工具。可扩充模块为Subpixel Classitier模块子象元分类器采用先进的算法对多光谱图像进行信息提取，可达到提取混合象元中占20以上物质的目标。1.5IMAGlNE动态连接库 ERDAS IMAGINE支持动态连接库的体系结构，它支持目标共享技术和面向目标的设计开发，提供一种无需对系统进行重新编译和连接而向系统加入新功能的手段，并允许在特定的项目中裁剪这些扩充的功能。动态连接库包括： 图像格式DLL提供对多种图像格式文件无需转换的直接访问，从而提高易用性和节省磁盘空间。支持的图像格式包括：IMGAGINE、GRID、LANGIS、TIFF(GeoTIFF)、GIF、JFIF(JPEG)、FIT和原始二进制格式等。 地形模型DLL 提供新类型的校正和定标(Calibration)，从而支持基于传感器平台的校正模型和用户剪裁的模型。这部分模型包括：Affine、Polynomial、Rubber Sheeting、TM、SPOT和Single Frame Camera等。 字体DLL库提供字体的裁剪和直接访问，从而支持专业制图应用、非拉丁语系国家字符集和商业公司开发的上千种字体。2.ERDAS主模块的操作2.1ERDAS lMAGINE图标面板 启动ERDAS IMAGINE以后，用户首先看到的就是ERDAS IMAGINE的图标面板(图11)，包括菜单条和工具条两部分，其中提供了启动ERDAS IMAGINE软件模块的全部菜单(表11表16)和图标(表17)。图11 ERDAS IMAGINE 9.0图标面板菜单命令及其功能 如图11所示，ERDAS IMAGINE菜单条中包括5项下拉菜单(表11)，每个菜单都是由一系列命令或选择项组成，这些命令或选择项及其功能分别如表1216所列。表11 ERDAS lMAGINE图标面板菜单条菜单菜单功能Session(综合菜单)完成系统设置、面板布局、日志管理，启动命令工具、批处理过程、实用功能、联机帮助等Main(主菜单)启动ERDAS图标面板中包括的所有功能模块Tools(工具菜单)完成文本编辑、矢量及栅格数据属性编辑、图形图像文件坐标变换、注记及字体管理、三维动画制作Utilities(实用菜单)完成多种栅格数据格式的设置与转换、图像的比较Help(帮助菜单)启动关于图标面板的联机帮助、ERDAS IMAGINE联机文档查看、动态连接库浏览等表12 session菜单命令及其功能命令功能PreferenceConfigurationSession LogActive Process ListCommandsEnter Log MessageStart Batch CommandsOpen Batch FileView Batch Queue Flip IconTile ViewersClose An ViewersMainToolsUtilitiesHelpPropertiesExit IMAGINE面向单个用户或全体用户，设置多数功能模块的系统默认值为ERDAS IMAGlNE配置各种外围设备，如打印机、磁带机查看ERDAS IMAGINE提示、命令及运行过程中的实时记录查看与取消ERDAS IMAGINE系统当前正在运行的处理操作启动命令工具，进入命令菜单状态，通过命令执行处理操作向系统综合日志(Session Log)输入文本信息启动或退出批处理工具，打开批处理向导，记录批处理命令打开批处理命令文件打开批处理进程对话框，查看、编辑、删除批处理队列确定图标面板的水平或垂直显示状态平铺排列两个以上已经打开的窗口关闭当前打开的所有窗口进入主菜单，启动图标面板中包括的所有模块进入工具菜单，显示和编辑文本及图像文件进入实用菜单，执行ERDAS的常用功能打开ERDAS IMAGINE联机帮助文档打开IMAGINE系统特性对话框，查看和配置序列号与模块退出ERDAS IMAGINE软件环境表13 Main命令及其功能命令功能Start IMAGINE ViewerImportExportData PreparationMap ComposerImage InterpreterImage CatalogIma2e ClassificationSpatial ModelerVectorRadarVirtual GISOrthoBASE启动ERDAS IMAGINE窗口启动ERDAS IMAGINE数据输入输出模块启动ERDAS IMAGINE数据预处理模块启动ERDAS IMAGINE专题制图模块启动ERDAS IMAGINE图像解译模块启动ERDAS IMAGINE图像库管理模块启动ERDAS IMAGINE图像分类模块启动ERDAS IMAGINE空间建模工具启动ERDAS IMAGINE矢量功能模块启动ERDAS IMAGINE雷达图像处理模块启动ERDAS IMAGINE虚拟GIS模块启动ERDAS IMAGINE正射影像校正模块表14 TooI s菜单命令及其功能命令功能Edit Text FilesEdit Raster AttributesView Binary Dataview HFA File StructureAnnotation InformationImage InformationVector InformationImage Commands ToolCoordinate CalculatorCreateDisplay Movie SequencesCreateDisplay Viewer SequencesImage Drape编辑ASCII码文本文件编辑栅格文件属性数据查看二进制文件的内容查看ERDAS IMAGINE层次文件结构查看注记文件信息，包括元素数量与投影参数获取ERDAS IMAGINE栅格图像文件的所有信息获取ERDAS IMAGINE矢量图形文件的所有信息打开图像命令对话框，进入ERDAS命令操作环境将坐标系统从一种椭球体或参数转变为另外一种产生和显示一系列图像画面形成的动画产生和显示一系列窗口画面组成的动画以DEM为基础的三维图像显示与操作表15 Utilitiess菜单命令及其功能命令功能JPEG Compress ImageDecompress JPEG ImageConvert Pixels to ASCIIConvert ASCII to PixelsConvert Images to AnnotationConvert Annotation to RasterCreate/Update Image ChipsCreate Font TablesFont to SymbolCompare ImagesReconfigure Raster FormatsReconfigure Vector FormatsReconfigure Resample MethodsReconfigure Geometric Models应用JPEG压缩技术对栅格图像进行压缩，以便保存将应用JPEG压缩技术所生成的栅格图像进行解压缩将栅格图像文件数据转换成ASCII码文件以ASCII码文件为基础产生栅格图像文件将栅格图像文件转换成IMAGINE的多边形注记数据将IMAGINE的多边形注记数据转换成栅格图像文件产生或更新栅格图像分块尺寸，以便于显示管理以特定的字体生成栅格符号图将特定的字体转换为地图符号打开图像比较对话框，比较两幅图像之间的某种属性重新配置系统中栅格图像数据格式重新配置系统中矢量图形数据格式重新设置系统中图像重采样方法重新设置系统中图像几何校正方法表16 HeIp菜单命令及其功能命令功能Help for ICON PanelIMAGINE Online DocumentationIMAGINE VersionIMAGING DLL Information显示ERDAS IMAGINE图标面板的联机帮助进入联机帮助目录，查看IMAGINE联机文档查看正在运行的ERDAS IMAGINE软件版本查看IMAGINE动态连接库的类型与常数信息工具图标及其功能 与IMAGINE Professional级对应的图标面板工具条中的图标有10个，本书内容除了IMAGINE Professional级功能及其应用外，还将涉及4个重要的扩展模块：Subpixel模块、OrthoBASE模块、Vector模块和Virtual GIS模块，因而共有14个图标，如表17所列。表17 ERDAS IMAGINE图标面板工具条图标命令功能Start IMAGINE Viewer打开IMAGINE窗口Import/Export启动数据输入输出模块Data Preparation启动数据预处理模块Map Composer启动专题制图模块IMAGINE Interpreter启动图像解译模块Image Catalog启动图像库管理模块Image Classification启动图像分类模块Spatial Modeler启动空间建模工具Vector启动矢量功能模块Radar启动雷达图像处理模块Virtual GIS启动虚拟GIS模块OrthBase启动立体量测模块2.2ERDAS IMAGINE功能体系 前面关于ERDAS IMAGINE软件组成及其图标面板的介绍表明，ERDAS IMAGINE是一个功能完整的、集遥感与地理信息系统于一体的专业软件。那么，用户在进行遥感图像理、转换、分析和成果输出的过程中，如何有效地应用系统所提供的众多功能呢?本节根据ERDAS IMANGINE系统功能、常规遥感图像处理与遥感应用研究的工作流程,结合图1.2所示的框图，进一步说明ERDAS IMAGINE的功能体系。输入栅格图像数据矢量图形数据文本属性数据ERDAS IMAGINE遥感图像处理系统视图操作空间建模命令工具批处理操作图像库操作数据输入输出数据预处理几何校正、拼接镶嵌子区裁剪、投影变换雷达图像处理倾斜校正、斑点压缩正射校正、纹理分析图像解译增强处理、傅里叶变换高光谱工具、GIS分析适用工具集、地形分析正射影像校正摄影图像正射校正处理数码图像正射校正处理扫描图像正射校正处理图像分类非监督分类、监督分类知识工程师、专家分析子像元分类图像预处理、环境校正特征提取、MOI分类矢量功能矢栅转换、矢量编辑拓扑建立、空间分析虚拟GIS三维飞行、虚拟世界视域分析、动画制作专题制图输出输出栅格图像数据矢量图形数据文本属性数据图1.2 ERDAS IMAGING功能体系3.ERDAS视窗操作3.1视窗功能简介二维视窗（图1-1）是显示删格图像、矢量图形、注记文件、AOI等数据层的主要窗口。通过实际操作，掌握视窗菜单的主要功能、视窗工具功能。图1-1 二维视窗3.2图像显示操作（Display an Image）第一步：启动程序（Start Program）视窗菜单条：Fileopen RasterLayerSelect Layer To Add对话框。第二步：确定文件（Determine File）在Select Layer To Add对话框中有File和Raster Option两个选择项，其中File就是用于确定图像文件的，具体内容和操作实例如表。表1-1 图像文件确定参数参数项含义实例Look in确定文件目录File name确定文件名File of type确定文件类型Recent选择近期操作过的文件-Go to改变文件路径-第三步：设置参数（Raster option）图1-2 参数设置第四步：打开图像（Open Raster Layer）3.3实用菜单操作3.4显示菜单操作掌握文件显示顺序（图1-3）；显示比例；显示变换操作等。3.5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：第一步：打开图像文件第二步：创建图形文件第三步：绘制图形要素第四步：保存矢量文件 图1-3 图层显示顺序练习1，打开实验数据，并在打开图像的窗口中将图像设为453的合成方式。练习2，打开遥感影像后，如何改变彩色合成方案。练习3，了解光标查询功能；量测功能；文件信息操作等。查看帽山山顶的坐标（平面坐标和经纬度坐标）。查看遥感数据的直方图。练习4，在同一窗口打开两幅图像，并动态查看其差别。练习5，在遥感影像的基础上打开矢量图形，并调整面图层为透明。注意：打开图像时注意raster options中的功能；recent按钮经常会用到。思考：充分理解ERDAS打开的图像并不是现有数据直接显示的，而是经过了一个拉伸后显示的（这就是为什么不同的软件打开相同的图像时，图像的显示效果不同）。袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羁膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿节衿羈腿莄蚂袄芈蒇袇螀芇蕿蚀聿芆艿蒃肅芅蒁螈羁芄薃薁袆芃芃螆螂芃莅蕿肁节蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈蚂螂羂薁袈肀肁芀蚁羆肁莃袆袂肀薅虿袈聿蚇蒂膇肈莇螇肃肇葿薀罿肆薂螆袅肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃蚂肂莈蒂螄芈芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羁莀蒈羃膇芆蒇蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃虿羆艿薃袁节膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肃芅蕿袈芈膁蚈羀肁蒀蚇蚀袄莆蚇螂肀莂蚆羅袂芈蚅蚄膈膄蚄螇羁蒂蚃衿膆莈蚂羁罿芄螁蚁膄膀螁螃羇葿螀袅膃