遥感图像处理实验指导书.doc

遥感图像处理实验指导书成功 编中南大学地学院GIS中心2007年9月27目 录实验一、遥感图像的输入与导出1实验二、遥感图像的几何校正与镶嵌10实验三、图像处理22实验四、遥感影像制作与遥感解译25实验一、遥感图像的输入与导出实验目的：通过熟悉PCI遥感图像处理专业软件，了解PCI各模块的基本功能，学会各种格式的遥感图像的输入与导出。实验内容：1、熟悉PCI遥感图像处理专业软件的各模块； 2、学习各种格式的遥感图像的输入与导出； 3、学会添加与删除通道； 4、学会裁剪子区图像。实验步骤：第一步：熟悉PCI遥感图像处理专业软件的各模块（从左至右）；1、ImageWorks模块图像处理的基本模块该模块能做图像打开、图像简单增强、图像格式转换、投影转换、图像分类等处理。2、EASI模块相当DOS操作3、Xpace模块图像处理子模块集4、GCPWorks模块图像校正与镶嵌模块第二步：学习遥感图像的输入与导出1、打开图像点击ImageWorks模块，弹出如下窗口：点击Use Image File，确定图像文件的路径，并选择图像文件，点击打开点击Accept Load即可打开图像，并加载显示（如点击Accept，则只打开图像，但不加载显示） 打开窗口包括主窗口和控制面板。2、图像输入与导出2.1 输入PCI可以直接打开PCI软件专有格式文件（*.pix）和通用图像格式文件（如*.jpg，*.tif，*.bmp等），但打开其他格式图像时，需要输入图像文件的相关参数（如头文件、行列数、波段数等），因此，打开文件前需了解图像文件的相关参数。当打开其他格式图像时，会弹出如下窗口：点击Yes，在弹出的窗口中输入相关参数，header bytes：0；Pixels：7381；Lines：6522；Channels：1。点击Accept，在弹出的窗口点击Yes，生成*.aux文件（下次打开则可以不用输入参数）。然后点击Accept Load，则可打开图像。点击线性增强后，得到如下图：然后点击菜单File，选择Utility，在弹出的窗口再点击菜单File，选择Export to，弹出如下窗口：输入目标文件的路径及文件名（如E:遥感实验数据123-40123-40.pix），添加通道及参考系统，点击Export，则可将其他格式文件（单波段）输入成*.pix文件。打开*.pix文件，在Utility窗口中选择Tools菜单下的Transfer layers，依次将其他波段添加到*.pix文件中：2.2 导出将*.pix文件导出成其他格式的文件跟格式导入类似，打开*.pix文件，在Utility窗口中选择File菜单下的Export to，设置源文件与目标文件（输出文件），注意输出文件扩展名与文件格式保持一致，否则输出文件用通用软件不能打开。2.3 图像的裁剪（子区）打开*.pix文件，在Utility窗口中选择Tools菜单下的Subset，确定裁剪范围，选择输出通道，点击Subset进行裁剪。注意裁剪范围可以通过拉框大致确定，也可以通过输入图像的左上角和右下角的坐标进行精确确定，而坐标可以是像元坐标、公里网坐标，也可以是经纬度坐标。2.4 添加与删除通道打开*.pix文件，在Utility窗口中选择Edit菜单下的Add channels，输入添加的通道数，点击Add，就可添加所需通道。在Utility窗口中选择要删除的通道，再选择Edit菜单下的Del channels即可删除该通道。实验二、遥感图像的几何校正与镶嵌实验目的：通过本实验熟练操作遥感图像处理的专业软件进行基础图像处理，包括图像几何校正、镶嵌等。实验内容：1、熟悉图像几何校正、镶嵌的基本原理； 2、学习图像几何校正具体操作； 3、学习图像镶嵌正具体操作。 本实验的图像几何校正是通过“像图配准”的方式获取地面控制点的方里网坐标的，并对传统的从纸质地形图上量算坐标的方法进行改进，利用Auto CAD或Photoshop等软件从扫描后的电子地形图上直接量算坐标。实验步骤：第一步、熟悉图像几何校正、镶嵌的基本原理第二步、图像几何校正运行PCI，选择GCPWorks模块，在Source of GCPs选择User Entered Coordinates（用户输入投影坐标系统），点击Accept后，弹出校正模块： 选择第一项加载需要校正的图像： 选择第二项，选择Other确定投影系统，点击Earth Model确定地球模型。注意输入6度带的中央经度与向东平移500公里（500000米）。选择第三项采集地面控制点。在采集地面控制点之前，利用Auto CAD或Photoshop等软件打开扫描后的电子地形图。 分别在遥感图像和地形图中找到一个同名点，然后在地形图中量算出该点的大地坐标，精确到米，X坐标为6位（E）（要去掉2位6度带的带号），Y坐标7位（N）。再将坐标输入到GCP编辑窗口中，并点击Accept as GCP接受为一个控制点。用同样的方法采集更多的地面控制点。注意：前三个点不显示误差，从第四个点开始才出现误差。一般要求选择15个以上控制点，并且各点的误差1个像元，将误差过大的点删除，直到误差1个像元为止（实验时误差可放宽到23个像元）。 最后，关闭GCP编辑窗口，选择第五项（如果对整个图像进行几何校正，则第四项可以省略），执行几何校正。先在弹出的窗口中点击New Output File，输入校正后的图像名，并选择图像格式PCIDSK（*.pix），在弹出窗口中输入生产图像的通道数（Channels：3），Geo-Referencing Information选择Use bands and resolution，改变X、Y像元大小（Pixel Size：30），并点击Create与Yes生产校正后的空图像。回到图像校正窗口，建立原图像与校正后图像各通道的对应关系，设置重采样方式（一般选择Cubic）与内存大少（一般300左右），点击Perform Registration执行校正。 （校正前图像） （校正后图像）第三步、图像镶嵌在进行图像镶嵌前，先利用Xpace模块的Kernel （Pacages）中的CIM（Create Database）生成一个空图像文件，大小满足镶嵌图像的需要，即：南北两景图像镶嵌时，图像的列数为单景图像列数加上1000（像元），图像的行数为两景图像的行数之和减去1000（像元）；东西两景图像镶嵌时，图像的列数为两景图像的列数之和减去1000（像元），图像的行数为单景图像行数加上1000（像元）。利用Xpace模块的Kernel （Pacages）中的III（Image Transfer）将其中一景图像传输到空图像文件中（作为参考图像），注意图像所处的位置（起点坐标）。点击GCPWorks模块，默认设置，点击Accept确定，先后选择并加载未校正（需要镶嵌的图像）和参考图像，得到两景整图及其放大窗口图像共四个窗口。再选择Collect GCPs，分别在两景图像中初步选择重叠区域内的同名点，并在放大窗口中精确定位。 在GCP窗口中点击Accept as GCP接收控制点，用类似方法选择多个控制点，但要使误差小于1个像元（误差较大时可删除最大误差点，并重新选点）。选好控制点后，关闭该编辑窗口，选择Select Mosaic Area，在弹出的编辑窗口中点击Add，然后在需镶嵌的图像窗口中将需要镶嵌的图像区域圈出来，点击Finish闭合。注意在确定重叠区域的边界时，要尽可能走弯线，沿山脊或河流，尽量避免垂直穿过山脊或河流。完成后关闭该窗口。选择Colour Matching进行颜色匹配，分别在两景图像的重叠区拖拉出一个红色矩形框，并点击进行颜色匹配，关闭该窗口。选择Pre-Registration Checking进行效果预览与检查，选择Cubic重采样，Blend Width（过渡宽度）设置为10左右，点击Registration Overview，将镶嵌窗口镶嵌线附近的重叠区放大显示，检查两侧颜色是否基本一致，如果不一致，则关闭该窗口，退回上一步重新进行颜色匹配，直到满意为止。最后，选择Disk to Disk Registration进行镶嵌，建立镶嵌图像之间的对应关系，点击Perform Registration执行图像镶嵌，实验完成。实验三、图像处理实验目的：通过本实验熟练操作遥感图像处理的专业软件，进行图像信息提取处理。实验内容：1、利用遥感图像处理的专业软件进行波段比值处理； 2、利用遥感图像处理的专业软件进行主成分分析； 3、利用遥感图像处理的专业软件进行IHS变换处理；4、利用遥感图像处理的专业软件进行图像融合处理；。实验步骤：第一步，通过图像裁剪得到一个具有多个波段的子区图像。第二步，打开子区图像，根据需要添加多个空通道。第三步，进行波段比值处理。 利用Xpace模块的Image Processing（Pacages）中的ARI（Image Channel Arithmetic）可进行波段比值、波段相加、相减、相乘等处理。第四步，进行主成分分析处理。 利用Xpace模块的Multispectral Analysis（Pacages）中的PCA（Principal Analysis），可进行主成分分析处理。第五步，进行IHS变换处理。 利用Xpace模块的Image Processing（Pacages）中的IHS（Convert RGB to IHS），可进行IHS正变换处理，利用RGB（Convert IHS to RGB）进行HIS逆变换处理。第五步，进行图像融合处理。利用Xpace模块的Image Processing（Pacages）中的FUSE（Data Fusion），可进行图像融合处理。实验四、遥感影像制作与遥感解译实验目的：通过本实验