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：通过本实验掌握计算机遥感专题图制作与遥感图像计算机解译的方法。实验内容：1、掌握计算机遥感专题图件的制作； 2、掌握遥感图像计算机解译的方法。实验步骤：第一步，利用ImageWorks打开图像，选择波段组合，进行增强处理，并保存拉伸表（增强效果）。第二步，遥感图件制作。 利用Xpace模块的Map Output（Pacages）中的PMAPIMA（Create Image PMap），可进行遥感影像制作。结果如图，并导出成其他通用格式。