ERDAS遥感图像处理实习指导书.doc

遥感图像处理实习指导书-利用 ERDAS IMAGINE 软件昆明理工大学国土资源工程学院2010.5实习目的1、了解ERDAS IMAGINE 软件模块构成、功能。2、掌握视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的后续实习奠定基础。3、掌握图像数据输入、输出的主要方法。4、掌握图像预处理的主要方法。5、通过上机操作，了解空间增强、辐射增强、光谱增强等几种遥感图像处理的过程和方法，加深对图像增强处理的理解。6、掌握非监督分类与监督分类的方法与过程，加深对非监督分类与监督分类方法的理解。41 目 录实习一 ERDAS IMAGINE软件简介11ERDAS IMAGINE软件概述（Introduction）11.1 IMAGINE Essentials级11.2 IMAGINE Advantage级11.3 IMAGINE Professional级21.4 IMAGINE动态连接库22在程序菜单中选择ERDAS IMAGINE 8.5 启动22.1 菜单命令及其功能22.2 工具图标及其功能（Panel Icon）53ERDAS IMAGINE 功能体系（Function System）6实习二 ERDAS视窗的基本操作71File菜单操作71.1 图像显示71.1.1 图像显示视窗（Viewer）71.1.2 图像显示71.2 图形显示92Utility菜单操作92.1 光标查询功能92.2 数据叠加显示92.3 文件信息操作93AOI菜单操作93.1 打开AOI工具面板103.2 保存AOI数据层10实习三 数据输入输出111单波段二进制图像数据输入112组合多波段数据13实习四 数据预处理141图像分幅裁剪141.1 规则分幅裁剪141.2 不规则分幅裁剪151.2.1AOI多边形裁剪151.2.2ArcInfo多边形裁剪152. 图像几何校正153图像拼接处理20实习五 图像增强处理221图像解译功能简介（Introduction of Image Interpreter）222图像空间增强222.1 空间增强（Spatial Enhancement）222.2 卷积增强处理222.3 纹理分析232.4 分辨率融合243辐射增强处理243.1 辐射增强（Radiometric Enhancement）243.2 直方图均衡化243.3 去条带处理254.光谱增强处理264.1 光谱增强处理264.2 主成份变换264.3 缨帽变换274.4 色彩变换27实习六 非监督分类281图像分类简介（Introduction to classification）282非监督分类（Unsupervised Classification）282.1 分类过程（classification Procedure）282.2 分类评价（Evaluate Classification ）30实习七 监督分类321定义分类模板（Define Signature Using signature Editor）322评价分类模板（Evaluating Signatures）332.1 分类预警评价（Alarms）342.2 可能性矩阵342.3 由特征空间模板产生图像掩膜352.4 模板对象图示352.5 直方图绘制362.6 类别的分离性363. 执行监督分类(Perform Supervised Classification)374. 评价分类结果(Evaluate classification)384.1 分类叠加(Classification Overlay)384.2 分类重码384.3 分类精度评估385分类后处理(Post-Classification Process)405.1 聚类统计(Clump)405.2 过滤分析（Sieve）405.3 去除分析（Eliminate）415.4 分类重编码（Recode）41实习一 ERDAS IMAGINE软件简介.实习目的：了解ERDAS IMAGINE 软件模块构成、功能。.内 容： ERDAS IMAGINE软件概述（Introduction） ERDAS IMAGINE图标面板（Icon Panel） ERDAS IMAGINE功能体系（Function System）1ERDAS IMAGINE软件概述（Introduction） 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。 ERDAS IMAGINE是以模块化的方式提供给用户的，可使用户根据自己的应用要求、资金情况合理地选择不同功能模块及其不同组合，对系统进行剪裁，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，对于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。1.1 IMAGINE Essentials级 是一个花费极少的，包括有制图和可视化核心功能的图像工具软件。借助IMAGINE Essentials可以完成二维三维显示、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它的ERDAS产品。可扩充的模块：（1）Vector模块直接采用GIS工业界领袖ESRI的ArcInfo数据结构Coverage，可以建立、显示、编辑和查询Coverage，完成拓朴关系的建立和修改，实现矢量图形和栅格图像的双向转换等；（2）Virtual GIS模块功能强大的三维可视化分析工具, 可以完成实时3D飞行模拟， 建立虚拟世界进行空间视域分析，矢量与栅格的三堆叠加，空间GIS分析等；（3）Developers Toolkit模块ERDAS IMAGINE的C语言开发工具包，包含了几百个函数，是ERDAS IMAGINE客户化的基础。1.2 IMAGINE Advantage级是建立在IMAGINE Essential级基础之上的，增加了更丰富的栅格图像GIS分析和单张航片下正射校工等强大功能的软件。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，IMAGINE Advantage是一个完整的图像地理信息系统（Imaging G1S）。可扩充模块：（1）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；（2）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；（3）OrthoBase模块区域数字摄影测量模块，用于航空影像的空三测量和正射校正；（4）OrthoRadar模块可对Radarsat，ERS雷达图像进行地理编码，正射校正等处理；（5）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；（6）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；（7）ATCOR模块用于大气因子校正和雾曦消除。1.3 IMAGINE Professional级 是面向从事复杂分析，需要最新和最全面处理工具，经验丰富的专业用户。Professional是功能完整丰富的图像地理信息系统。除了Essentia1s和Advantage中包含的功能以外，IMAG1NE 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。Subpixel Classifier模块 子象元分类器利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；1.4 IMAGINE动态连接库 ERDAS IMAGINE中支持动态连接库（DLL）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：（1）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：IMAGINE、GRID、LANG1S、TIFF（GeoTIFF）、GIF、JFIF（JPEG）、FIT和原始二进制格式。（2）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栽的模型。这部分模型包括：Affine、polynomial、 Rubber sheeting、TM、SPOT、Single frame Camera等。2在程序菜单中选择ERDAS IMAGINE 8.5 启动在程序菜单中选择ERDAS IMAGINE 8.5，ERDAS IMAGINE 开始启动运行, 图标面板（ICON Panel）自动打开，并在你的屏幕上显示如下： 2.1 菜单命令及其功能ERDAS IMAGINE的图标面板包括菜单条：Session, Main, Tools, Utilities, Help 和工具条两部分。ERDAS IMAGINE的图标面板包括菜单条中的5项下拉菜单都由一系列命令或选择项组成，这些命令及其功能如表1.1所示。 表1.1 ERDAS IMAGINE图标面板菜单条菜单命令菜单功能Session Menu: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 Menu:主菜单启动ERDAS图标面板中包括的所有功能模块Tools Menu: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Utility Menu: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 Menu: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1.2 综合菜单命令及其功能命令功能Preference面向单个用户或全体用户，设置多数功能模块的系统确省值Configuration为ERDAS IMAGINE 配置各种外围设备，如打印机、磁带机Session Log查看ERDAS IMAGINE提示、命令及运行过程中的实时记录Active Process List查看与取消ERDAS IMAGINE系统当前正在运行的处理操作Commands启动命令工具，进入命令菜单状态，通过命令执行处理操作Enter Log Message向系统综合日志（Session Log）输入文本信息Start Batch Commands启动或退出批处理工具，打工批处理向导，记录批处理命令Open Batch File打开批处理命令文件View Batch Queue打开批处理进程对话框，查看、编辑、删除批处理队列View Batch Queue确定图标面板（Icon Panel）的水平或垂直显示状态Tile Viewers平铺排列两个以上已经打开的视窗（Viewer）Close All Viewers关闭当前打开的所有视窗（Viewer）Main进入主菜单（Main Menu）,启动图标面板中包括的所有模块Tools进入工具菜单（Tools Menu），显示和编辑文本及图像文件Utilities进入实用菜单（Utility Menu），执行ERDAS的常用功能Help打开ERDAS IMAGINE联机帮助（On-line Help）文档Properties打开IMAGINE系统特性对话框，查看和配置序列号与模块Exit IMAGINE退出ERDAS IMAGINE软件环境表1.3 主菜单命令及其功能命令功能IMAGINE Credits查阅ERDAS信用卡 （Credits）Start IMAGINE Viewer启动ERDAS IMAGINE视窗 (Viewer)Import/Export启动ERDAS IMAGINE数据输入输出模块 (Import)Data Preparation启动ERDAS IMAGINE数据预处理模块 (Dataprep)Map Composer启动ERDAS IMAGINE专题制图模块 (Composer)Image Interpreter启动ERDAS IMAGINE图像解译模块 (Interpreter)Image Catalog启动ERDAS IMAGINE图像库管理模块 (Catalog)Image Classification启动ERDAS IMAGINE图像分类模块 (Classifier)Spatial Modeler启动ERDAS IMAGINE空间建模工具 (Modeler)Vector启动ERDAS IMAGINE矢量功能模块 (Vector)Radar启动ERDAS IMAGINE雷达图像处理模块 (Radar)Virtual GIS启动ERDAS IMAGINE虚拟GIS模块 (Virtual GIS)表1.4 工具菜单命令及其功能命令功能Edit Text Files编辑ASCII码文本文件Edit Raster Attributes编辑栅格文件属性数据View Binary Data查看二进制文件的内容View HFA File Structure查看ERDAS IMAGINE层次文件结构Annotation Information查看注记文件信息，包括元素数量与投影参数Image Information获取ERDAS IMAGINE栅格图像文件的所有信息Vector Information获取ERDAS IMAGINE矢量图形文件的所有信息Image Commands Tool打开图像命令对话框，进入ERDAS命令操作环境Coordinate Calculator将坐标系统从一种椭球体或参数转变为另外一种Create/Display Movie Sequences产生和显示一系列图像画面形成的动画Create/Display Viewer Sequences产生和显示一系列视窗画面组成的动画Image Drape以DEM为基础的三维图像显示与操作表1.5 实用菜单命令及其功能命令功能JPEG Compress Image应用JPEG压缩技术对栅格图像进行压缩，以便保存Decompress JPEG Image将应用JPEG压缩技术所生成的栅格图像进行解压缩Convert Pixels to ASCII将栅格图像文件数据转换成ASCII码文件Convert ASCII to Pixels以ASCII码文件为基础产生栅格图像文件Convert Images to Annotation将栅格图像文件转换成IMAGINE的多边形注记数据Convert Annotation to Raster将IMAGINE的多边形注记数据转换成栅格图像文件Create/Update Image Chips产生或更新栅格图像分块尺寸，以便于显示管理Create Font Tables以特定的字体生成一幅专题地图Compare Images打开图像比较对话框，比较两幅图像之间的某种属性Reconfigure Raster Formats重新配置系统中的栅格图像数据格式Reconfigure Vector Formats重新配置系统中的树凉图形数据格式表1.6 帮助菜单命令及其功能命令功能Help for ICON Panel显示ERDAS IMAGINE图标面板的联机帮助IMAGINE Online Documentation进入联机帮助目录，查看IMAGINE联机文档IMAGINE Version查看正在运行的ERDAS IMAGINE软件版本IMAGINE DLL Information查看IMAGINE动态连接库的类型与常数信息2.2 工具图标及其功能（Panel Icon）除了IMAGINE Professional级功能及其应用外，还将涉及四个重要的扩展模块Subpixel 模块、OrthoBASE模块、Vector模块和Virtual GIS模块，因而共有13个图标（表1.7）。表1.7 ERDAS IMAGINE 图标面板工具条图标命令功能IMAGINE Credits查阅ERDAS信用卡Start IMAGINE Viewer打开IMAGINE视窗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Image 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Radar启动雷达图像处理模块Vector启动矢量功能模块Virtual GIS启动虚拟GIS模块OrthoBase启动数字摄影测量模块3ERDAS IMAGINE 功能体系（Function System）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处理，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？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内容，用图1.1所示的框图，进一步说明ERDAS IMAGINE的功能体系。图1.1 ERDAS IMAGINE功能体系实习二 ERDAS视窗的基本操作实习目的：掌握视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的后续实习奠定基础。实习内容：文件菜单操作；实用菜单操作；AOI菜单操作等。1File菜单操作1.1 图像显示1.1.1 图像显示视窗（Viewer）图像显示视窗（Viewer）是显示栅格图像、矢量图形、注记文件、AOI等数据层的主要窗口，每次启动 ERDAS IMAGING时，系统都会自动打开一个二维视窗（Viewer），如图2.1所示。在应用过程中可以随时打开新的视窗。图2.1 二维视窗（Viewer）二维视窗（Viewer）主要由视窗菜单条、工具条、显示窗和状态条四部分组成。1.1.2 图像显示第一步：启动程序菜单上选择File|Open|Raster LayerSelect Layer To Add对话框图2.2。或在工具条上选择Select Layer To Add对话框图2.2。第二步：确定文件图2.2中的File选项用于图像文件的确定，具体内容及实例如表2.1所示。表2.1 图像文件的确定参数参数页含义实例Look-in确定文件目录ExerciseFile Name确定文件名XS_truecolor_sub .imgFiles of Type确定文件类型IMAGINE Image(*.img)Recent选择近期操作过的文件Go To改变文件路径 图2.2 Select Layer To Add对话框（File选项卡）第三步：设置参数在Select Layer To Add对话框中点击Raster Options, 就进入设置参数状态，如图2.3所示。 图2.3 Select Layer To Add对话框（Raster Options选项卡）各项参数具体内容及实例，如表2.2 所示。表2.2 图像文件显示参数参数项含义实例Display as:True colorPseudo colorGray scaleRelief图像显示方式： 真彩色（多波段图像） 假彩色（专题分类图） 灰色调（单波段图像） 地形图（DEM数据）图像显示方式：真彩色Layers to colors:Red: 4Green: 3Blue: 2图像显示颜色：红色波段（4）绿色波段（3）兰色波段（2）图像显示颜色： 红色波段（4） 绿色波段（3） 兰色波段（2）Clear display清除视窗中已有信息清除视窗中已有信息Fit to frame按照视窗大小显示图像按照视窗大小显示图像Using:Nearest neighborBilinear InterpolationCubic convolution得采样方法： 邻近像远插值 双线性插值 立方卷积插值重采样方法： 邻近像元插值第四步：打开图像在Select Layer To Add对话框中，点击OK，打开所确定的图像，视窗中显示该图像。1.2 图形显示 图形显示操作与图像显示操作相似。2Utility菜单操作2.1 光标查询功能在菜单条单击Utility/Inquire Cursor命令，打开Inquire Cursor窗口(如图2.4)。或在工具条单击光标查询图标 ，打开Inquire Cursor窗口。图2.4 Inquire Cursor窗口 在打开Inquire Cursor窗口的同时，窗口中出现十字查询光标，窗口与十字光标是同步关联的，在窗口中任意移动十字光标，窗口中的信息动态更新。从图2.4可以看出，窗口中显示出了十字光标当前所在位置象元的纵横坐标地图坐标(Map)或文件坐标(File)或地理坐标(LatLon)或图纸坐标(Paper)、3个波段的颜色、3个波段的灰度值、LUT表值、象元大小直方图等信息。利用对话框左下方的上、下、左、右4个移动功能键，也可以移动十字光标的位置，随着十字光标位置的移动，窗口中的象元信息实时发生变化。2.2 数据叠加显示数据叠加显示（Blend，Swipe，Flicker）是针对具有相同地理参考系统（地图投影和坐标系统）的两个文件进行操作的。所以，在进行数据叠加操作之前，在窗口中打开两个文件。需要说明的是：在打开第2个文件时，一定要在Raster Option或Vector Option中设置不清除窗口中已经打开的文件（取消选中Clear Display复选框）。2.3 文件信息操作主要应用于查阅或修改图像文件的有关信息，如投影信息、统计信息和显示信息等。3AOI菜单操作AOI是用户感兴趣区域（Area Of Interest）的缩写，AOI菜单包含了AOI工具等14项命令，分别应用于完成与AOI有关的文件操作。需要说明的是，一个窗口只能打开或显示一个AOI数据层，当然，一个AOI数据层中可以包含若干个AOI区域。3.1 打开AOI工具面板在菜单条单击AOI|Toosl命令，打开AOI工具面板（图2.5）。图2.5 AOI工具面板 AOI工具面板中几乎包含了所有的AOI菜单操作命令。AOI工具面板大致可以分为3个功能区，前两排图标是产生AOI与选择AOI功能区、中间两排是编辑AOI功能区，而最后两排则是定义AOI属性功能区。掌握AOI工具面板中的命令功能，对于在图像处理工具中正确使用AOI功能、发挥AOI的作用是非常有意义的。3.2 保存AOI数据层 无论应用哪种方式在窗口中建立了多少个AOI区域，总是位于同一个AOI数据层中，可以将众多的AOI区域保存在一个AOI文件中，以便随后应用。 在菜单条单击File|Save|AOI Layer As|Save AOI As 命令，打开Save AOI As 对话框（图2.6）。图2.6 Save AOI As对话框实习三 数据输入输出实习目的：掌握TM图像数据输入输出的主要方法。实习内容：主要包括单波段TM图像数据输入、多波段组合文件的生成。从地面站购买的TM图像数据或其它图像数据，须按照Generic Binary数据格式输入。1单波段二进制图像数据输入在ERDAS图标面板工具条中，点击打开输入输出(Import/Export) 对话框，如图3.1所示。并做如下的选择：图3.1 Import/Export 对话框.选择数据输入操作：Import.选择数据输入类型（Type）为普通二进制：Generic Binary.选择数据输入媒体（Media）为文件：File.确定输入文件路径及文件名（Input File）: band1.dat.确定输出文件路径及文件名（Output File）: band1.img.OK.打开Import Generic Binary Data对话框，如图所示图3.2 Import Generic Binary Data 对话框在Import Generic Binary Data对话框中定义下列参数：.数据格式（Data Format）:BSQ.数据类型（Data Type）:Unsigned 8 Bit.数据文件行数（Row）:5733.数据文件列数（Cols）:6701.文件波段数量（Bands）:1.保存参数设置（Save Option）:*.gen.OK退出Save Option File.OK执行输入操作。上图为进程状态条，OK完成数据输入。重复上述过程，可依次将多波段数据全部输入，转换为 .IMG文件。2组合多波段数据为了图像处理与分析，需要将上述转换的单波段IMG文件组合为一个多波段图像文件。第一步：在ERDAS图标面板工具条中，点击Interpreter|Utilities|Layer StackLayer Selection and Stacking的对话框。第二步：在Layer Selection and Stacking对话框中，依此选择并加载（Add）单波段IMG图像：.输入单波段图像文件（Input File: *.img）:band1.imgAdd.输入单波段图像文件（Input File: *.img）:band2.imgAdd.输入组合多波段图像文件（Output File:*.img）:bandstack.img.OK执行并完成波段组合。实习四 数据预处理实习目的：掌握图像预处理的主要方法。实习内容：主要包括图像分幅裁剪、几何校正、图像拼接。数据预处理模块为Data preparation在ERDAS图标面板工具条中，点击图标Data Preparation菜单1图像分幅裁剪在实际工作中，经常需要根据研究区的工作范围进行图像分幅裁剪(Subset Image)，利用ERDAS 可实现两种图像分幅裁剪：规则分幅裁剪，不规则分幅裁剪。1.1 规则分幅裁剪即裁剪的边界范围为一矩形，其具体方法如下：在ERDAS图标面板工具条中，点击DataPrep/Data preparation/subset Image打开subset Image 对话框（图4.1），并设置参数如下：图4.1 subset 对话框说明：裁剪范围输入：通过直接输入右上角、右下角的坐标值；先在图像视窗中放置查询框，然后在对话框中选择From Inquire Box；先在图像视窗中绘制AOI区域，然后在对话框中选择AOI功能，利用此方法也可实现不规则裁剪。1.2 不规则分幅裁剪不规则分幅裁剪是指裁剪图像的边界范围是任意多边形，无法通过左上角和右下角两点的坐标确定裁剪位置，而必须事先生成一个完整的闭合多边形区域，可以是一个AOI多边形，也可以是ArcInfo的一个Polygon Coverage，针对不同的情况采用不同裁剪过程。1.2.1 AOI多边形裁剪首先在窗口中打开需要裁剪的图像，并应用AOI工具绘制多边形AOI，可以将多边形AOI保存在文件中（*.aoi）,也可以暂时不退出窗口，将图像与AOI多边形保留在窗口中，然后，在ERDAS图标面板菜单条单击Main|Data Preparation|Subset Image命令，打开Subset对话框；或者在ERDAS图标面板工具条单击Data Prep图标，打开Data Preparation对话框，单击Subset Image按钮，打开Subset 对话框。1.2.2 ArcInfo多边形裁剪 将Arclnfo多边形转换成网格图像。 ERDAS图标面板工具条中，点击Vector/vector to Raster打开vector to Raster对话框，并设置参数，并实现转换。 通过掩膜运算实现图像不规则裁剪。 ERDAS 图标面板工具条中，点击Interpreter/Utilities /Mask-打开Mask对话框，并设置参数如下：setup Recode设置裁剪区域内新值为1，区域外取0值。 2. 图像几何校正几何校正（Geometric Correction）就是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程；而将地图坐标系统赋予图像数据的过程，称为地理参考（Georeferencing）。由于所有地图投影系统都遵从于一定的地图坐标系统，所以几何校正包含了地理参考。以资源卫星图像校正为例：下面所要介绍的是以已经具有地理参考的SPOT图像为基础，进行Landsat TM图像校正的过程，其工作流程如图4.2所示。图4.2 图像校正的一般流程模 型功 能Affine图像仿射变换（不做投影变换）Camera航空影像正射校正LandsatLandsat卫星图像正射校正Polynomial多项式变换（同时作投影变换）Rubber Sheeting非线性变换、非均匀变换SpotSpot卫星图像正射校正表4.1 几何校正计算模型与功能其中，在调用多项式模型时，需要确定多项式的次方数（order），通常整景图像选择3次方。次方数与所需要的最小控制点数是相关的，最少控制点数计算公式为(t+1)*(t+2)/2，式中t为次方数，即1次方最少需要3个控制点，2次方需要6个控制点，3次方需要10个控制点，依次类推。第一步：显示图像文件在ERDAS图标面板中双击Viewer图标，打开两个窗口（Viewer#1/Viewer#2），并将两个窗口平铺放置，接着执行以下操作。（1）在ERDAS图标面板菜单条，单击Session|Tile Viewer命令。（2）在Viewer#1窗口中打开需要校正的Landsat TM图像tmAtlanta.img。(3) 在Viewer#2窗口中打开作为地理参考的校正过的SPOT图像PanAtlanta.img。第二步：启动几何校正模块（1）在Viewer#1的菜单条中，选择Raster|Geometric Correction命令。（2）打开Set Geometric Model对话框。（3）选择多项式几何校正模型 Polynomial。（4）单击OK按钮。（5）同时打开Geo Correction Tools对话框和Polynomial Model Properties对话框。第三步：启动控制点工具（1）在GCP Tools Reference Setup对话框中选择采点模式，即选择Existing Viewer单选按钮。（2）单击OK按钮。（3）打开Viewer Selection Instructions指示器。（4）在显示作为地理参考图像PanAtlanta.img的Viewer#2中单击。（5）打开Reference Map Information提示（显示参考图像的投影信息）。（6）单击OK按钮。第四步：采集地面控制点表4.2 GCP工具图标及其功能表4.3 GCP数据表字段及其含义GCP的具体采集过程:在图像几何校正过程中，采集控制点是一项非常重要和相当繁琐的工作，具体过程如下：（1）在GCP工具对话框中点select GCP 图标，进入GCP选择状态。（2）在GCP数据表中，将输入GCP的颜色（Color）设置为比较明显的黄色。（3）在Viewer#1中移动关联方框位置，寻找明显地物特征点，作为输入GCP。（4）在GCP工具对话框中点击Creat GCP图标，并在Viewer#3中单击左键定点，GCP数据表将记录一个输入的GCP，包括编号、标识码、X、Y坐标。（5）在GCP工具对话框中，点击Select GCP图标，重新进入GCP选择状态。（6）在GCP数据表中，将参考GCP的颜色设置为比较明显的红色。（7）在Viewer#2中，移动关联方框位置，寻找对应的地物特征点，作为参考GCP。（8）在GCP工具对话框中，点击Create GCP图标，并在Viewer#4中单击定点，系统将自动把参考点的坐标（X Reference、Y Reference）显示在GCP数据表中。（9）在GCP对话框中，点击Select GCP图标，重新进入GCP选择状态，并将光标移回到Viewer#1中，准备采集另一个输入控制点。（10）不断重复（1）（9），采集若干控制点GCP，直到满足所选定的几何模型为止。而后，每采集一个Input GCP，系统就自动产生一个Ref.GCP，通过移动Ref. GCP可以逐步优化校正模型。 第五步：采集地面检查点以上所采集的GCP的类型为控制点，用于控制计算、建立转换模型及多项式方程。下面所要采集的GCP的类型均是Check1 Point（检查点），则用于检验所建立的转换方程的精度和实用性。如果控制点的误差比较小的话，也可以不采集地面检查点。依然在GCP Tool对话框状态下按以下步骤操作：（1）在GCP Tool菜单条中选择GCP类型：Edit/Set Point Type Check。（2） 在GCP Tool 菜单条中确定GCP匹配参数（Matching Parameter）：Edit/Point matching 打开GCP Matching 对话框，并确定参数： 在匹配参数（Matching Parameter）选项组中设最大搜索半径（Max. Search Radius）为3；搜索窗口大小（Search Window Size）为X值为5/Y值为5。 在约束参数（Threshold Parameters）选项组中设相关阈值（Correlation Threshold）为0.8；删除不匹配的点（Discard Unmatched Point）。 在匹配所有/选择点(Match All/Selected Point)选项组中设从输入到参考（Reference from Input）或从参考到输入（Input from Reference）。 单击Close按钮（关闭GCP Matching对话框）。（3）确定地面检查点，在GCP Tool工具条中单击Create GCP图标，并将Lock图标打开，锁住Create GCP功能，如图选择控制点一样，分别在Viewer#1和Viewer#2中定义5个检查点，定义完毕后单击Unlock图标，解除Create GCP图标。（4）计算检查点误差。在GCP Tool工具条中，点击Compute Error 图标，检查点的误差就会显示在GCP Tool 的上方，只有所有检查点的误差均小于一个像元，才能进行合理的重采样。一般来说，如果控制点（GCP）定位选择比较准确的话，检查点匹配会比较好，误差会在限差范围内；否则，若控制点定义不精确，检查点就无法匹配，误差会超标。第六步：计算转换模型（Compute Transformation） 在控制点采集过程中，一般是设置为自动转换计算模型。所以随着控制点采集过程的完成，转换模型就自动计算生成。在Geo-Correction Tools对话框中，点击Display Model Properties 图标，可以查阅模型。第七步：图像重采样（Resample the Image）重采样（Resample）过程就是依据未校正图像的像元值，计算生成一幅校正图像的过程。原图像中所有栅格数据层都要进行重采样。ERDAS IMAGE 提供了三种最常用的重采样方法。 Nearest Neighbor：邻近点插值法，将最邻近像元值直接赋予输出像元。 Bilinear Interpolation：双线性插值法，用双线性方程和22窗口计算输出像元值。 Cublic Convolution：立方卷积插值法，用三次方程和44窗口计算输出像元值。图像重采样过程在Geo Correction Tools 对话框中选择Image Resample 图标打开Image Resample（图像重采样）对话框，并定义重采样参数。（1）输出图像文件名(Output File):tmAtlanta_rectify.img(2) 选择重采样方法(Resample Method):Nearest Neighbor(3) 定义输出图像范围（Output Corners），在ULX、ULY、LRX、LRY微调框中分别输入需要的数值。（4）定义输出像元大小（Output Cell Sizes），X值30/Y值30。（5）设置输出统计中忽略零值，即选中Ignore Zero In Stats复选框。（6）设置重新计算输出默认值（Recalculate Output Defaults），设Skip Factor为10。（7）选择OK启动重采样进程，并关闭Image Resample 对话框。第八步：保存几何校正模式（Save rectification Model）在Geo-Correction Tools对话框中点击Exit按钮，退出图像几何校正过程，按照系统提示，选择保存图像几何校正模式，并定义模式文件（*.gms），以便下次直接使用。第九步：检验校正结果（Verify rectification Result）基本方法：同时在两个视窗中打开两幅图像，一幅是较正以后的图像，一幅是当时的参考图像，通过视窗地理连接（Geo Link/Unlink）功能及查询光标（Inquire Cursor）功能进行目视定性检验。3图像拼接处理图像拼接处理（Mosaic Image）是要将具有地理参考的若干相邻图像合并成一幅图像或一组图像，需要拼接的输入图像必须含有地图投影信息，或者说输入图像必须经过几何校正处理（Rectified）或进行过校正标定。虽然所有的输入图像可以具有不同的投影类型、不同的像元大小，但必须具有相同的波段数。在进行图像拼接时，需要确定一幅参考图像，参考图像将作为输出拼接图像的基准，决定拼接图像的对比度匹配、以及输出图像的地图投影、像元大小和数据类型。本练习将同一区域相邻的三幅TM图像（wasia1_mss.img、wasia2_mss.img、wasia3_mss.img）进行拼接。其过程如下：1. 启动图像拼接工具在ERDAS图标面板工具条中，点击Dataprep/Data preparation/Mosaicc lmages打开Mosaic Tool 视窗。2. 加载Mosaic图像在Mosaic Tool视窗菜单条中，Edit/Add images打开Add Images for Mosaic 对话框。依次加载窗拼接的图像。3. 图像叠置组合在Mosaic Tool 视窗工具条中，点击set Input Mode 图标，进入设置图像模式的状态，利用所提供的编辑工具，进行图像叠置组合调查。4. 图像匹配设置在Mosaic Tool点击Edit /Image Matching 打开Matching options 对