遥感图像处理实例分析04(彩色覆盖算法、HIS算法)

1、彩色覆盖算法Colordrape algorithms彩色覆盖（colordraping）彩色覆盖是一种图像显示技术。是将一批数据图像通过色彩的亮度或强度覆盖到另一批数据图像上，不同的图像数据保持着独立的图像处理流程。彩色覆盖在传统的图像处理软件中是很难的实现，并且制作费时。但在ER Mapper中却进行得很快，ER Mapper提供一种特殊强度层进行交互式制作。晕渲技术已经成为一种流行的、功能强大地表解释可视化工具。例如，合并地震双程时间图像的二种颜色显示和构造，建立晕渲地貌（shaded relief），增强细节断层。色彩标记的位置相对与深度而定。从这些类型的图像中，可以得到更多有用信息。

2、 （For example, combining seismic two-way-time images shown as both color and as structure lets you create a shaded relief image that enhances subtle faults and color-codes their placement relative to depth.）ER Mapper提供的一种特殊强度层是晕渲技术的关键。在算法中建立一个强度层，图像颜色的亮度或强度自动由装载到强度层的数据控制。在强度层中，低值数据产生图像暗的色彩，高值数据产生图像亮

3、的色彩。ER Mapper的彩色覆盖图像是由算法窗口中的假彩色层和强度层合并产生的，如1-1。如1-1 ER Mapper晕渲产生示意图实习目的：应用强度层建立晕渲图像，突出构造。合并假彩色层和强度层，建立彩色覆盖图像。实习步骤：（一） 应用明暗法（shading）突出图像构造1 在标准工具条中，选中Edit Algorithm按钮，图像窗口和算法窗口出现。2 在算法窗口中，选中假彩色层，单击鼠标右键，将假彩色层类型改为Intensity类型。3 在算法窗口中，打开装载数据集按钮，输入光栅数据文件：examplesShared_DataSeismic3D.ers。图像显示白色。4 利用公式进行

4、图像求反 在算法窗口中，打开公式编辑对话框。 在公式编辑对话框中，输入公式表达式 INPUT1。图像所有数据都取负一次。 在公式编辑对话框中，单击Apply changes按钮。图像显示为黑色。需要进行变换处理。 关闭公式编辑对话框。5调整图像对比度在算法窗口中，打开Edit Transform Limits对话框。在对话框中显示的图像值全为负值。从Limits菜单中，选择Limits to Actual项。X轴数据范围与实际输入界限相匹配。 ER Mapper再次着色图像，这次是以灰度明亮法显示图像的。通过公式的数据转换，构造低陷（较大的two-way time values）以暗灰色显示，

5、并逐渐向亮灰色显示的构造隆起处过度。关闭Transform对话框。6打开太阳阴影照射开关，显示晕渲图像在算法窗口中，点击Edit Realtime Sunshade按钮，Edit Sun Angle对话框出现，如图1-2。图1-2 Edit Sun Angle对话框在Edit Sun Angle对话框中，打开Do sun-shading选项。太阳角度照射阴影成像功能现在激活，作用于强度层。图像窗口显示出清晰的地震时间表面结构特征。可以在调试太阳的角度和高度，进行人工照明，更好地突出细部结构特征，如图1-3。拉大图像窗口至一倍，点击鼠标右键，从Quick Zoom菜单中选择Zoom to All

6、 Datasets项。放大了图像显示。7改变太阳方位角（罗盘方向）在Edit Sun Angle对话框中，拖动太阳图标到左上1/4象限内。好象太阳从西北方向照射，图像的阴影效果同时发生变化。在这个例子中，构造是沿东北向西南方向延伸，为了突出这一构造，太阳的照射方向设为西北向。对于不同的太阳照射方向，图像被突出的构造位置不一样。8改变太阳高度在Edit Sun Angle对话框中，拖动太阳图标到外环上。 图像变暗，有大量阴影区域。在晕渲地形图上，太阳照射的高度决定着阴影的长度。在这个例子中，太阳从很低的高度（接近地平线）照射，得到更长的阴影，如日出后日落前所看到的。在Edit Sun Angle

7、对话框中，拖动太阳图标到中央环上。图像有点阴影。好象中午的太阳直接从头顶照射。可以看到地形特征，如断层的两侧。 图1-3 太阳角度照射阴影成像图 图1-4 ER Mapper建立的彩色覆盖图像（二）在图像上覆盖色彩1复制层为假彩色层 利用上述的处理结果，在算法窗口中，选定复制按钮，拷贝一个强度层。 选定拷贝的强度层，按鼠标右键，选择Pseudo项，将强度层该为假彩色层。在晕渲地形图上加上彩色。 选定Surface标签，从Color Table列表中选择Pseudo。2关闭假彩色层的太阳阴影 选定“Layer”标签 选定假彩色层，点击“Edit Realtime Sunshade”按钮。 在“E

8、dit Sun Angle”对话框中，关闭Do sun-shading选项。太阳角度阴影功能通常应用在强度层上的时间表面图像。关闭Edit Sun Angle对话框。ER Mapper将两种处理技术应用到一个图像上。可以同时从相对于深度的亮度和颜色上，看图像的构造。在这个例子中，蓝色代表着构造凹陷，红色代表着构造隆起，如图1-4。3对假彩色层，尝试不同的彩色制图变换 在算法窗口中，选择假彩色层。 选择公式按钮右边的“变换”按钮。 在变换对话框中，选择“直方图均衡化”按钮。 直方图均衡化使图像最大化全部色彩对比度，但是以损失构造高值和低值的对比度为代价的。 在“变换”对话框中，选择“高斯均衡化”

9、按钮。 高斯均衡化最大化了构造高值和低值的对比度，但平化了图像其它部分的对比度。 在变换对话框中，选择“缺省线性变换”按钮。ER Mapper重新设置色彩变换，回到缺省线性变换状态。 关闭“变换”对话框。4分别显示晕渲地形图和色彩图 通过层开关，可以分别打开强度层和假彩色层，看到晕渲地形图和色彩图。发现它们之间的独立性和融合性。（三）用色彩覆盖振幅数据1 在算法窗口中，从“Edit/Add Raster Layer”菜单中选择Pseudo项。2 选择新建的假彩色层，打开装载数据集按钮，输入数据文件：examplesShared_Data Seismic3D.ers。算法中三个层的数据文件是一样

10、的，所以在输入时，可以选择“OK”，否则用OK this layer only或Apply this layer only按钮。3 选择新建的假彩色层，打开波段选择栏，选择B2:Amplitude。4对两个假彩色层赋予不同的层标签，上面的假彩色层为Inverted TWT，下面的假彩色层为Amplitude。5通过层开关，关闭Inverted TWT假彩色层。6对Amplitude假彩色层进行线性变换 选择Aplitude假彩色层 选择公式按钮右边的“变换”按钮。 在“变换”对话框中，从Limits菜单，选择Limits to Actual。振幅数据以各种颜色显示在晕渲地形图上，如图1-5。同

11、时直方图呈正态分布，如图1-6，这就是为什么图像主要以绿色和黄色显示，绿色和黄色处于色表中部。 图1-5 振幅数据显示在晕渲地形图上 图1-6 正态分布直方图 在“变换”对话框中，选择“直方图均衡化”按钮。直方图均衡化增强了全区的色彩对比度。高值区显示红色，低值区显示蓝色。 关闭“变换”对话框。（四）保存色彩覆盖算法1 在算法窗口中，输入算法描述语句，如Horizon KA time and amplitude colordrape。2 从主菜单File中，选择Save As项，输入保存文件名，如examplesMiscellaneousTutoriaDH_Horizon_KA_colordr

12、ape.alg。3 关闭所有窗口。思考题：1 彩色覆盖层的作用是什么？2 在彩色覆盖图像时，装载到强度层和假彩色层的数据文件需要一样吗？Generally the Intensity layer of a colordrape algorithm is used to show structural features derived from two-way time data, and the color layers are used to show amplitude, azimuth, isochrons, or any other derivative or attribute im

13、ages you feel are useful. To use an existing algorithm as a template algorithm to apply the same processing to different images, simply load new images into the Intensity and Pseudocolor layers and adjust the transforms to account for the data ranges.One colordrape variation some researchers use is

14、to display a dip image in Intensity instead of shading from a specific compass direction. A dip image may delineate both sides of a fault more clearly, for example. (Generation of dip images is explained in the chapter on formulas.)HIS算法HIS彩色系统：在HIS彩色系统中，不同颜色是由色彩的三个测量值来刻画的。色调（Hue）：区别不同光谱颜色的主要特性，色调是我

15、们在彩虹中看到的颜色，如红、黄、绿等色）饱和度（Saturation）：色彩中的灰色量或颜色的纯度。高饱和度（低灰色）色彩被认为是纯色或鲜艳色。低饱和度（高灰色）色彩被认为是柔和色。无论色调是什么，完全不饱和的颜色是灰色。强度（Intensity）：颜色的相对亮度，强度值大，色彩就亮。强度值小，色彩就暗。HSI（Hue Saturation Intensity）是图像显示中，使用非常普遍的一种高级技术。相对RGB颜色系统，HIS具有更加直观的彩色处理方法。被刻画为是有知觉的色彩系统。应用HIS增强是比色彩覆盖显示技术要略高一筹的创新分析技术。实习目的：利用强度层建立晕渲图像，突出局部构造。掌握

16、RGB图像转换为HIS图像方法，提高图像外观视觉。实习步骤：（一）建立晕渲图像1打开图像窗口和算法窗口 在功能工具条上，选择“算法”按钮。图像窗口和算法窗口出现。2改变假彩色层为强度层 在算法窗口中，选择假彩色层，按鼠标右键，从列表栏中选择Intensity项。3为强度层装入数据文件打开装载数据集按钮，输入数据文件examplesShared_DataSeismic3D.ers。图像显示为白色。4利用公式，反象图像。在算法窗口中，选择公式编辑按钮。在公式编辑对话框中，输入公式表达式 INPUT1。选择Apply changes按钮，执行公式，图像是黑色的。关闭公式编辑对话框。5调整图像对比度在

17、算法窗口中，选择“公式”按钮右边的“编辑变换界限”按钮。在“变换”对话框中，从Limits菜单中，选择Limits to Actual项。图像显示出来。关闭“变换”对话框。6建立晕渲图像在算法窗口中，选择“Edit Realtime Sunshade”按钮。在Edit Sun Angle 对话框中，选中Do sun-shading项。 在Edit Sun Angle 对话框中，拖动太阳图标的方位角和高度，突出感兴趣的图像构造。关闭Edit Sun Angle 对话框。图像显示出晕渲效果。7对强度层赋名称在算法窗口中，单击强度层，输入强度层名称，如Shaded TWT。利用鼠标左键，拉大图像窗口

18、50%。点击鼠标右键，从Quick Zoom菜单中，选择Zoom to All Datasets项。图像显示充满整个窗口。（二）建立色调层和饱和度层，并添加数据1复制强度层，改为色调层在算法窗口中，选择“复制”按钮，层结构中添加了一个强度层。选中新添加的强度层（下一个），按鼠标右键，将其层类型改为Hue。 注意：在新改的色调层上，出现一个图标，说明在当前的色彩模式中，该层类型无效，需要修改。2 改色调层的色彩模式选择Surface标签，从色彩模式中选择Hue Saturation Intensity项。现在色调层被激活。图像显示为黑色。3关闭色调层的太阳照射选择色调层，选中Layer标签，单击Edit Realtime Sunshade按钮，打开Edit Sun Angle对话框。从Edit Sun Angle对话框中，关闭Do sun-shading选择项。关闭Edit Sun Angle对话框。图像显示仍为黑色。4添加饱和度层，装入样品图像 在算法窗口中，从Edit/Add Raster Layer菜单中选择S