遥感原理及应用试验报告

1、重庆交 通大学学生实验报告实验课程名称 遥感原理与应用开课实验室测量与空间信息处理实验室学 院 土木工程学院 年 级2013 级专业班级 测绘工程1班学生姓名 学 号开课时间 2015 至2016 学年第1学期总成绩教师签名 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark3 o Current Document 实验一 ENVI视窗的基本操作 -2 - HYPERLINK l bookmark17 o Current Document 实验二遥感图像的几何校正-4 - HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 实验三 遥感图像的增

2、强处理 -7 - HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 实验四遥感图像的变换-12 - HYPERLINK l bookmark47 o Current Document 实验五遥感信息的融合-16 -实验六 遥感图像分类- 监督分类 -18 -实验七 遥感图像分类- 非监督分类 -21 - HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 实验八 遥感图像分类后处理 -23 -第-1 - 页共25页实验一 ENVI视窗的基本操作一、实验目的初步了解目前主流的遥感图象处理软件ENVI的主要功能模块，在此基础上，掌握

3、视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。 二、实验内容视窗功能介绍；文件菜单操作；显示数据；裁剪数据；合并波段三、实验步骤(1)主菜单窗口如下，每次打开的文件都显示在Available Bands List 中，列表中可以完成当前在ENVI中打开的或存储在内存中的文件的信息，还可以进行包括：打 开新文件、关闭文件、将内存数据项保存到磁盘，以及编辑ENVI头文件等操作Q ENVI 47- XFile Basic Tools Classification Transforrn Filter Spectral Map Vector Topographic Radar W

4、indow Help(2)图像显示有Gray Soale灰度显示和RG非色显示、伪彩色三种。 Available B. XFile Options(3)当你打开一个图像文件时，会在一个 ENVI的三视窗图像显示中，其中包括主图 像窗口，缩放窗口和滚动窗口(应用于大的图像)，交互性强的操作在这个窗口中完 成。三冲.；-7File Balt Te-ols Classification Transform Filter Spectral Map Vector Topographic Radar Window HelpFile Options0比(重庆城区睦)口 G僮庆城区.jp#)口 B (西隹城区

5、jpf) I2&40-1Z3457 tii 1 12SJ0-123457) Resize (BaitJ ： 12340-IS3457) c fLesiie (Ban1 3： 12840-123457) Resize (BfiitJ 4： 12840-123457) o ReEire (Band 5： 12840-12W57) Ktiiza (Buti S: 12840-123457) 前 Inf,3 417 k 3331 (Syt*) BSQ四、实验结果分析ENVI (The Environment for Visualizing Images )是一套功能齐全的遥感图像 处理系统，是处理、分

6、析并显示多光谱数据的高级工具。ENVI包含了齐全的遥感影像 处理功能，如常规处理、几何校正、定标、多光谱分析、高光谱分析、雷达分析、地 形地貌分析、矢量应用等，同时 ENVI能够充分提取图像信息，具备全套完整的遥感 影像处理工具，能够进行文件处理、图像增强、掩膜、预处理、图像计算和统计，完 整的分类及后处理工具，及图像变换和滤波工具、图像镶嵌、融合等功能。第-3 - 页共25页实验二遥感图像的几何校正一、实验目的通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤，深刻理解遥感图像几何校正的意义。二、实验内容ENVI软件中图像预处理模块下的图像几何校正。利用控制点的选择和编辑来纠正影像。三、实验

7、步骤(1)在ENVI中打开12840-123457裁剪后的影像，RGB模式加载RG的影像，同时打开 裁剪后的TM像。白.3心修日.一 XFile CfriEns*日01以*口 1 I宸应 jLlI步但也母口 1 I底至小， Schla 售KiE Colxrt(铁城区向05 F0支生居jii小口-yUHi Ei法嗥 E日的：- 411*总值皿 t:l | l*zi 3* fcbCLXk iBard 2. I lxi 34 I：的ai.川 IBirJ 1.1口 Ijixi e !&*ai.xi IBirid 4 ： J.卜日 lnijEIBuvJ !：.口 IhIe4 I w。Image to I

8、magfr R,gLtrjtii口力 X(2)依次点选主菜单下的 Map-Restration select GCPsimage to image进行两幅图像的几何校正，以图 像一作为基准图像，图像二作为待校正图像。(3)分别在基准图像上和待纠正图像上找到对应的15个控制像点，要求误差在0.5以内,选好后选择 ground control points -filesave gcp as ASCII 。Hi 4+ LisiKSI splay 喷EMaroe Took Wmdow BiicEil-F； I： 图亚.办力与 imagH-ld image GCP 11引h咕皿 inf so 皿 g o

9、o sfli m?ran so li? n .由廿面 ：1M【出1己安力em M q需 g e gg 14? 0 w* aN I智蟀HHHP M L1R W 300TO IM OT X0 TIM IH JSW vPtk” %永 t*upsfrnfRe Qptinns7&E 3 L英&Ki之00 月iSlJ ,附 1533d加7TI35 00 L301.90 BbS.OO用3 M 5tS tLT 4阻 IS38tsle as Lii- ao K.t ,tc2S 45iS 2fc2.twCe00 L1W.00 胤第 00 ILQ波。K3S L疆建di4|ht3 k m (Ptd Int庠第 00

10、LJ42-.W 皆L3 H6耳畤257.DI6D &MMndnw Help(4)对图像进行校正，在ground control points.对话框中选择：options warp file在出现的imput warp image 中选中你要校正的影像，点 ok进入registration parameters 对话框： 选择重采样方法 resampling 为 bilinear 。Flu Oreriny Enhjrxe Terais-WndowEl LIuwlJri*应墉区?iKT ta4fcCTTDiTaI Fl. 口闺郎F 出焯liavpl!j.E Bilin*u*3EkFEJ-J -D

11、uifot 中 fKitnt Ttr LFE 1 3IJL 4I|r Utt I 引口$Ontpt U&4-E 37Dctixl Rralt Efl Ofllt l4*4tryOi. QcrtUi Ctiw+1第-5 - 页共25页049Tap I3MW Si LH W*射 FoLnb Twhar o SfllivCvi FqLh.Ii LS FeJIuESwt List 灰 Irr虹：E.9L54M IlnU Liat F&intEh”R IBS WE- jpd ： DhwryS B !#xl (Etnl L:32fi4D-LE345?O hasLE*伟纳b-L办力打1u Fi.TLE* E

12、：ini a：12&IO-LEl5?知 SardiRenzejBand 1:12B4fl-123457):12Wfl-123457plSu+tohCvrTni; Pi-9Hiifc *orn 1”|* W ”加tiJHIe 9trrtch_Type HiJogpE/tamu Dcuhs Options Hr03.图像匹配(1)以波段6影像为作为基准影像，波段1影像作为待匹配影像。灰度模式打加载第一波段的影像；右击第六波段选择Load Band to New Display 。如图:O&rty1 RGB ColorUtsiis 1. 12840-123457)Resi ze 缶期& 1:12S4

13、O-1234E?)Rrin (Band 1; 12B40-l34E?)Load ME Di5pl&y 廿1，Rie Oveday Erhar*ce Tools WindowFile OptionsDinE 415了 k 3331 (Byte) SSQjl 12640-12345?(BarA 1:12840-123457)口 Re si ze (Band 2:12840123457)口 Rfsi (DmiI 3 12M0-1E3457) Riz (Buid 4:12340-123467) 城(Band 5:12840-123457)-口 Re si ze (B and 6 ： 12340-! 2

14、345 ?) Available 8r. X(2)选择波段1影像下的Enhance -Hitogrm Matching 选项，在弹出的HitogrmMatching对话框中选定Display #2 ,单击ok按钮，就可完成两张影像的匹配。第-9 - 页共25页(3 )查看图像的直方图，打开第一张图像的enhance中的interactivestretching 选项，显示出原始图像和匹配后图像的影像信息，1号窗口中红色是2号窗口的图像直方图，白色是对1号窗口处理后的直方图。如图：四、实验结果分析通过对图像进行直方图均衡化处理、拉伸处理和图像匹配处理的结果分别分析，就进行直方图均衡化和拉伸处理后

15、的图像而言，由于进行了均衡化处理使得图像的灰度级减小，地物的对比度大大加强，实验结果基本满足要求；图像匹配得出的数据也都 整体满足要求。第-11 - 页共25页实验四遥感图像的变换一、实验目的通过上机操作，了解空间增强、辐射增强几种遥感图象增强处理的过程和方法, 加深对图象增强处理的理解。二、实验内容波段比值变换；主成分变换三、实验步骤波段比值变换：(1)在 ENVI 中打开 12840-123457 影像，选择 Trasform 选项下的 Band Rations 选项，弹出Band Rations Input Bands 对话框。在分子Numerator 一栏里添加 第一波段，在分母Den

16、omirator 一栏里添加第六波段，单击ok按钮，在SelectedRatrio Pairs中出现新曾波段时再单击ok即可，结果如下:(2)在弹出的Band ratio parameter对话框中选Memory (结果存在内存下的可用波段列表中)单击ok：(3)比值是浮点数，影像越暗，两个波段的比值越小，越亮比值越大。如图:主成分分析法:(1)在ENVI开发环境中打开1284123457中的RGB为321波段的影像。第-13 - 页共25页(2)选择Transform 菜单下的 Principal Component 子菜单下的 Forward PC Rotation 下的 Compute

17、New Statistics and Rotate 选项，在弹出的 Principal Components Input File对话框中：在 Select Input File 中选Memory1单击ok。(3)在Forward PC Parameters 对话框的choose选项设定输出路径(或者存在 Memory ,即得 Selected Output PC Bands 对话框，将 Number of Output PC Bands 的参数改为5(生成新的主成份影像，主分量个数为5),单击ok。(8)在可用波段列表中，依次打开主分量影像。其中 PC1为第一主分量影像, 信息最丰富，噪声最

18、少；其次是第二主分量影像 PC2以此类推。四、实验结果分析 ngAeB在主成分分析相关实验中，可以得到第一主成分包含最大的数据方差百分比，第 二主成分包含第二大的方差，以此类推，最后的主成分波段由于包含很小的方差（大 多数由原始波谱的噪声引起），因此显示为噪声。由于数据的不相关，主成分波段可 以生成更多种颜色的彩色合成图像。在色彩空间变换实验中，通过使Color Transforms 工具可以将3-波段红、绿、蓝图像变换到一个特定的彩色空间，得到相应的彩色增强 后的图像，从而我们可根据不同的地物特征，研究对象等，选择不同的色彩空间及 波段组合，实验结果基本满足要求。第-15 - 页共25页实验

19、五遥感信息的融合一、实验目的通过上机操作，初步掌握遥感信息复合的方法，深入理解遥感信息复合在信息解 译中的意义。二、实验内容多光谱数据与高分辨率全色数据的融合。 分辨率融合是遥感信息融合的一个主要 方法，它使得融合后的遥感图象既具有较好的空间分辨率，又具有多光谱特征，从而 达到增强图象质量的目的。三、实验步骤加载12840-8高分辨影像 导入12480-123457数据的真彩色影像。(3)单击 Transform-ImageSharpening-HSV ,选中 12840-8 图像为高分辨率图像，选中真彩色影像为多光谱影像。如图:? EIMVI Output to Memory Warning

20、Tot*l C&cht Sixt： 25,16S,824.00 bytsImem-ory Use : 0 bytesAv ail all e : 25, 1653 824 . 00i BytesOutput Size ： 133. 650,375 bytesThis result eutputted to memory will EXCEED the total cacke size. Are you inrs you wint to output this it#m to memory ? HSV SharpeningOutput IftsuLt to Qile MemoryInput Di

21、splay： #2 Output to MemoryCancel(4)输入处理结果路径，选择重采样方法，打开融合后影像#2,可以看出结果既有光谱信息，色彩丰富，又有高空间分辨率的特点。如图所示:CMrlpyWindc世口 0必0 XeiI(HiaLzt:BiTLEB5 沁 SiHcttiirdl我西配防点Yim/ 1取】U-kl teV tispl4y WT四、实验结果分析通过观察图像融合的实验结果，可发现经过图像融合后的影响，具有更高的分辨 率，从而很好地弥补了高光谱影像低分辨率的缺点，方便对目标地物进行解译。第-17 - 页共25页实验六遥感图像分类监督分类一、实验目的理解计算机图像分类的

22、基本原理以及监督分类的过程，达到能熟练地对遥感图像 进行监督分类的目的。二、实验内容ENVI遥感图像监督分类：1.最小距离法；2.最大似然法三、实验步骤(1)将裁剪过后的数据打开波段3、2、1。打开 overlay f region of interestfzoom 水体，blue。(3)选择ROI_Type中的polygon ,然后根据左键起点，右键终点，再单击右键进行 填充蓝色。(4)选才? new regin,分别对居民地、裸地、植被进行进行编辑，1 国*俚7” 俚出象1264512,“- n X 9 41 not Tool(5)打开option中的倒数第二个选项，然后选择 select

23、 all,(6)得出结果 R0I Separahilrty ReportInput File. 123ROI Nai.e : (Jief f r ies-MatiLsxta Transforud IiiwEi-geaice-)Regig 贻 (Purple 125 pqint*Wife F=d 9 paints. (1.9?363732 2.DOOOOOOD) 括理Green $1 points (1 9蚂6793 1 99437010) 水情日SuJJ 号5 paints (2 DDOdDOaO 2.DOOiODOaO?Col 137 RLHt舌(0 05112591 0 105275126

24、)舞触Bad on.S 事.g Puxple 125 pointy (1 gggEW92 2 QQQQDOCIQ)Green BL jxj2nts (2 . DDOflDOOD 2 . DOOflOiOODBlwl 6& paiiKitfi： (2.Q000Q0Q0 5QMQMQ)居般地CotbI 137 paiats (12 JDOOaODOO)情腋Green_pie 125 saiats. (1.9&57&?3握池 Red Q points - (2.D00Q00CD 2. DQOnQQQD) 水年 Bluel 66 pziints (2.00000000 2 . D004IE100D )

25、氏地Coml 137 pointe (1 9幻4G 1HK体Bluel 66 pointsEfegicn 工& Purple 125 paints (2 DODODDOiO 2. QDOOQDOD)意州fiedj 5如 2.(tO&OOOCa)Grieen Bl pa*ny (2 D000DODO 2 QDOCDOQD)摧Coral 137 rlelE (2 ODOODDOO Z ODOODOOC)居民但Corn 1 137 rnintsEfegicwi 跖Purple 125 points (0 D5112&11 口5254通)祖地R=dJ G points: (1.53794 2.QOOO

26、DOiDD精版 Green 81 poiitLis (1.96671563 1.94(6361).探 Blluel . points (2 QOOCDOOD 2 DDOODOOD)P*ir S*pr*tiQn (to nt:Rsgioft f6 (Purple 125Eeg-icci 16 (Puxple 125 将会 Cte&fi 81 Eeitils on M PuxplE 12EpDLDts biid 居民:地Cbr#.l 137 points - 0 U 5112s91 paints and 伯檀 GreeD J 1 points - 1.96576793 *nd 席氏侬Car*1 1

27、3? paiftta - 1.帕幻4S5* paints and 碑池 Red屯 points = 1.99B63792KcdJ 8 paints and 店民地 LCoral 137 pDints -Rsgiovi 跖(PmfpI* 125 代如 Blu 1一 植械Greeh66 paxets and Bl points ejidnt nd 水体(Bluflil j pointe - 2MQMQQI 君民;地 Caral 137 points - 2.010000000I.天体BlualJ 66 points - 2.00000000操地 fEedl 9 paints and 擅诚 Gnen

28、 91 points - 2.0(1000000 探地WJ S poinis and 天伸Bluel peijuts - S.OOOOODOO(7)在主窗口依次点选classificationfsuperivedfMahalanobisDistance.OK 。第-19 - 页共25页四、实验结果分析 #1 Mahal Dist (123):(Memory7JFile Overlay Enhance Tools WindowQ - Scroll C.5.,- X #1将分类图像与原图像进行对比可发现分类结果基本符合要求，植被和裸地的分布具有较强的统一性，水体、植被和居民地等在颜色等各方面都符合

29、人们的常识性认识， 不足之处在于居民居民地和裸地的区分不是很明显。实验七遥感图像分类非监督分类一、实验目的进一步理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程，达到能熟练地对遥 感图像进行监督分类的目的，同时深刻理解监督分类与非监督分类的区别。二、实验内容ENVI遥感图像非监督分类。三、实验步骤(1)打开裁剪过后的实验数据(2)依次打开 classification f unsuperived fIsoDate , OK ISODATA ParametersXMaximum Stdev From Mean.Maximum Di stance ErrorOutput RtsiQt to Fil电

30、Enter Output Filename(3)原始图像上打开overlay , classfication ,打开前面分类后的影像，OK点击窗口上的 option , Edit class name/color,进行编辑，file -save。(5)依次点击ENVI 主窗口的 classification - post classificationcombineclass fOK(6)在原图上进行改颜色。(7) 依次,点 击主窗 口菜单 classification f post classification clumpclass。第-21 - 页共25页四、实验结果分析bcroQf *1

31、(R:Rei2 (Resize (Band : 1340-123457):12a.File Overlay Enhance Tools Window将该分类结果与原图像进行对比不难发现去除了一些噪声点，分类结果基本符合要 求，从分类的结果不难看出水体和植被的颜色选择和分布是非常符合人们的常识性认 识的、与实际的相似度非常大，不足之处仍然是居民地和裸地的区分度不是很大，不 过它们单体的分布表示也是基本符合要求的，分类结果总体满足要求。实验八遥感图像分类后处理一、实验目的对分类影像进行后续编辑，进一步提高分类精度；提取混淆矩阵报告，定量分析 分类质量。二、实验内容分类后处理，混淆矩阵生成三、实验步

32、骤1、监督分类在监督分类实验的基础上，在主窗口依次点选classification - postclassification 一 minimum matris 一 using ground truth ROIs.2、非监督分类在非监督分类实验基础上，主窗口依次点选classification - postclassification 一 minimum matris 一 using ground truth ROIs. Match Classes Parameters，Match CI355% ParametersXOK CuiatlSeiClassiicatiqti IDa$Unclassif dCl4ss 4ClAES 5ClsE 6Adi CcirbinttiMatchedGround Truth RD工Ground Truth ROIa双a 111 c c c监督分类OK Caicd非监督分类第-23 - 页共25页四、实验结果分析1、监督分类。Class Confusian MatrixFileOverall Accuracy (8263)91B . 79S