遥感数字图像课程设计指导书.pdf

遥感数字图像处理课程设计 指导书刘吉平编武汉大学资源与环境科学学院 目录一、遥感图像处理软件概述二、基本工具使用1.ERDAS IMAGINE的主界面和功主要能模块2.图像输入输出一格式转换3.图像显示视窗(VIEW)的使用3.1 装入图像3.2 查看图像属性3.3 查看图像光谱特征3.4 测量图像几何特征3.5 图像增强工具3.6 图像编辑工具3.7 对图像视窗中其他菜单的详细功能的含义的说明4.建立和编辑AOI图层5.建立和编辑VECTOR图层6.切割子图像7.图像文件图层管理工具8.图像分析的建模工具三、图像校正1.准备工作2.操作过程四、图像融合1.准备工作2.图像匹配和插值3.RGB向IHS变换4.灰度图像向亮度图像的直方图匹配5.PHS向RGB变换6.其他融合方法五、图像分类1.非监督分类2.监督分类3.专家系统分类4.分类精度评价5.分类后处理6.栅格专题图的矢量化六、目视解译11.准备工作2.建立图层3.解译4.矢量专题图的栅格化七、遥感专题制图1.准备工作2.版面设计3.操作过程八、综合课程设计一土地覆盖变化检测1.准备工作2.确定土地覆盖类型3.确定变化检测方法4.变化检测5.变化检测制图附L课程设计所用数据的说明附2：课程设计报告要求附3：频率域中的处理方法2一、遥感图像处理软件概述遥感图像处理软件是专门针对遥感图像或遥感数据进行各种数据预处理、信息提 取的软件。它是数字图像处理软件中的一种。数字图像处理软件一般包括下述几个类型:图像浏览软件类：用于观看数字图像，具有图像缩放、漫游、仿射变形等基本处理 功能。如：Window s 的画图、Microsoft Picture Manager 等。专业应用软件类：用于各种专门应用领域的图像处理，包括针对专业领域应用的各 种处理方法的模块化程序，用户只需输入参数即可实现大量的专业性图像处理算法。如医学图像处理软件（AFNI、Mimics、OSIRI等）、遥感图像处理软件（ERDAS Imagine PCI、ANVI等）、艺术图像处理软件（Ph otosh op等）。图像开发工具软件类：属于计算机辅助软件工程（CASE）类软件。用于实现用户的各 种图像处理算法，提供了开发语言、图像处理常用函数库以及与基础语言（如C等）的接口。如Matlab等。图像处理软件的一般结构:遥感图像处理软件是针对遥感用户对遥感数据分析的需要而发展起来的专业图像处理 软件。早期的遥感图像处理系统由于受计算机硬件发展水平的限制，其核心处理模块一般都 用专门的图像处理硬件实现，如美国IIS公司著名的S101-S600图像处理系统的M70,M75o 现在计算机的内存大小、运行速度等方面都已有很大的提高，完全可满足图形图像处理的要 求，因而遥感图像处理系统主要是软件系统的设计。目前比较著名的遥感图像处理系统有 美国ERDAS公司的ERDAS Imagine,加拿大PCI公司的PCI,澳大利亚ERMapper公司的 ERMAPPER,RSI 公司的 IDL/ENVL 德国 Definiens Imaging 公司的 eCognition 等。1遥感图像处理系统的功能构成基本上是：基本处理模块（核心模块）+专业处理模块。基本处理模块主要有数据输入、输出，文件管理，图像增强，校正，分类，图像镶嵌，地图投影变换等。专业处理模块则各系统不尽相同。主要有：按遥感数据类型分：多光谱 处理，高光谱处理，数字摄影测量、雷达数据处理，以及地球物理数据处理（如ERMAPPER）；按应用领域分：地质遥感，油气遥感，植被遥感等（如ERMAPPER）。在本课程设计中，我们将学习使用ERDAS Imagine这一遥感图像处理软件。遥感图像处理系统的发展趋势1.由处理单一遥感数据向处理多传感器数据甚至包括处理非遥感数据拓展。2.由单一遥感数据处理系统向GIS、GPS、ES集成处理系统发展。3.支持越来越多的输入输出设备和文件格式。4.向结构开放、模块化（用户可选择购买）、易于二次开发方向发展。5.图像处理系统向标准化、网络化、分布式方向发展，等等。遥感图像处理算法编程在遥感图像处理中，大部分的工作是利用既有软件的现有功能进行处理。但有时对一些 不能从现有软件功能实现的用户定义的算法，也需要涉及到编程开发。编程可用通用编程语 言如C+等从底层进行，但这样的开发比较复杂，需要用户具备较强的通用语言编程能力。因此一般遥感用户更多的是利用一些图像开发工具软件（如MATLAB）或遥感软件中的图 像处理二次开发功能（如ANVI中的IDL）实现自己的算法。简要回顾一下计算机编程、开发所设及到的若干概念，对于遥感图像处理的编程开发也 是有意义的：（1）算法算法是一个有穷规则的有序集合，这些规则给出了解决某一类问题的一个确定而可行的 操作序列，对于任何问题的合法的输入，在有限步操作后可以得到问题的解答。有穷性：有限步操作后终止。确定性：每个操作无歧义。能行性：每个操作在有限时间内完成。输入：输入数据。输出：输出数据。算法可用自然语言或专门语言描述。（2）数据结构数据对象诸元素间的抽象化的相互关系。常用的基本数据结构有：线性表 树 图算法+数据结构=程序（N.Wirth）（3）结构化方法自顶向下，逐步求精。先全局后局部、先抽象后具体、先宏观后细节，自顶向下反复运 用顺序、选择、循环三种基本结构的重复、组合、嵌套来表达处理控制逻辑，最终产生高质 量的结构化程序。（4）模块化模块是指程序系统的结构单位，在语言环境中表现为子程序、过程、函数等形式。模块 化程序设计就是按适当的原则把一个情况复杂、规模较大的程序系统划分为一个个较小的、功 2能相关而又相对独立的模块。模块具有四种基本属性：数据的输入/输出、逻辑功能、内部数 据、与一般运行程序相对应。模块化是以功能为依据，遵循自顶向下、逐步细化的原则，将 总系统划分为若干个模块，系统功能通过模块功能来实现，每个模块又可再细分为若干下层 模块来实现，一直到产生极细微但依然完整的底层功能为止。模块功能的具体实现是编写程 序的工作。（5）编程环境这里指所用开发软件及其工作环境，也即在给定平台下的开发工具。如Window s平台下 的C+编程工具，Window s平台下的matlab编程工具。它一般与硬件环境、操作系统环境、编程语言本身有关，也有跨平台的开发工具。图像显示做图像处理必须了解计算机图像显示的基本原理。在遥感图像的计算机处理中，是利用 各种类型的显示器将遥感图像显示出来的。显示器的原理是利用图像像素数据（灰度值）控制 显示器的电信号实现的。对于单色显示器，像素灰度值的大小控制电信号的强弱，从而使屏 幕上对应像素点的亮度与像素灰度值成比例。对于彩色显示器，一个图像像素的3个灰度值（对应遥感数据中的3个波段），分别控制屏幕上对应像素点的红、绿、蓝三原色的电信号，使红、绿、蓝三原色的亮度与3个灰度值成比例，红、绿、蓝的加色合成就形成了该像素点 的颜色。用彩色显示器生成灰度图像，只要使红、绿、蓝三原色的电信号取相同的值，即用 一个单波段图像的值即可。显示为红屏幕像素数字信号有两种类型的遥感图像显示：灰度图像：只引起亮度感觉的图像。单个波段形成灰度 图像。彩色图像：有颜色感觉的图像，一般由三个波段形成彩色图像。在遥感图像处理中，彩色图像有以下3种类型。假彩色：将多光谱遥感数据中的任意三个波段分别赋予红、绿、3蓝所合成的彩色图像，若其彩色与实物的颜色不一致，则称其为假彩色图像。真彩色：若 合成彩色图像的三个波段，其红、绿、蓝所采用的波段正好对应地分别来自多光谱中红光、绿光、和蓝光所处的波段，则显示的图像与我们在现实生活中观察到的地物彩色相同或接近,所以称其为真彩色。伪彩色：按照某一规则将灰度图像中的各灰度值分别赋予（编码）不同 的彩色而形成的图像。二、ERDAS基本工具使用1.ERDAS的主界面和主要功能模块图像显n 输入输示视窗 出数据准1 制图 备遥感图q 数据管像解译 理菜 单JJJJJ立体成 像图像分 类可视化 建模矢量数 据工具雷达分 析三维虚 拟GIS正射校 正Viewer：用于栅格、矢量数据的显示。其菜单中包括一些基本的查看和处理工具，如:,合成图像的波段选择；/栅格数据、矢量数据的信息查询；,缩放、漫游；,常规方式增强；/栅格编辑、矢量编辑、AOI（感兴趣区域）编辑；Import：各种数据格式的输入/输出转换。三种介质：/光盘；/磁带；/磁盘文件。DataPrep：数据准备。包括,创建新图像（空的）、创建三维表面；/切割子图像；/图像校正、图像镶嵌、图像投影变换；/重新计算高程数据，等。Composer：制图。包括4/遥感地图创建；/遥感地图编辑；/遥感地图输出；等等。Interpreter：遥感图像解译。包括/图像空间域增强；/辐射增强（灰度扩展变换等）；/光谱增强（各种特征变换）；/高光谱分析；/GIS分析；/地形地貌分析；,其他实用程序。Catalog：以文件方式实现对图像数据库的创建、编辑、查询等管理。Classifier：图像分类。包括/非监督分类；,监督分类；/知识分类器；/光谱分析；,其他实用工具，如特征编辑器等。Modeler：可视化建模工具。调用Imagine中的基本功能函数实现用户设计的模型。Vector：矢量工具。实现矢量图层的创建、删除、输入、输出，对矢量数据进行编辑、建立拓扑 关系等等。Radar：雷达数据处理。干涉方法和立体相对方法提取DEM,雷达图像正射校正，雷达解译等 等。VirtualGIS：虚拟GIS。从DEM和遥感影像生成具有真实感的三维景观，并可根据指定路径漫游。OrthoBASE：根据共线方程和DEM对遥感影像进行正射校正。Stereo：根据立体像对或DEM和遥感影像生成可立体观察的景观。需要额外的硬件支持。2.图像输入输出一格式转换将不同类型的数据输入为ERDAS 的.img格式或将.img输出为其他格式。操作步骤：主菜单上点击Import 选择 Import/Export(Import C Exportergxlib gnutimelib info lib3ds-1.1.0 panorama T exturesnll-lpluR开始菜单 桌面.imagine8 70 Application Data Cookies选择源数据介质(Tape/CD-ROM/File)选择输入或输出文件格式找到输入源文件和确定输出目标文件点击OK(此后可能还有些参数需要设置)注意：有些格式需要选择适当的参数。需要设置的参数依数据格式而异，下图为MODIS HDF格式的弹出窗口。M2 IODIS EOS HDF Foraat.porter 应 laport/ExportType:ADRGMedia:Input File:(*.tSun RasterSurfer Grid(Direct Read)TIFFTIFF(Direct Read)TIGERTM L andsat Acres Fast FormatJM L andsat Acres Standard Format.*1ergxlib gnutimeli info lib3dsl.TM L andsat ECISAT Fast Formatpanoram T extures|臼 exampleTh e specifiTM L andsat EOSAT Standard FormatTM L andsat ESA Fast FormatTM L andsat ESA Standard FormatTM L andsat IRS Fast FormatTM L andsat IRS Standard FormatTM L andsat Radarsat Fast FormatTM L andsat Radarsat Standard FormatTM L andsat：Eurimage CEOS(Mukispectral)TM L andsat-7 Eurimage CEOS(Panchromatic)TM L andsat-7 Fast-L 7A ACRESTM L andsat-7 Fa$t-L 7A EROSTM L andsat-7 Fast-L 7A EurimageTM L andsat-7 HDF FormatTprrAmndpI TIN练习：输入/输出 Landsat EOSAT Fast Format,TIFF,General Binary 格式。3.图像显示视窗(VIEW)的使用点击View er打开图像观察视窗：3.1 装入图像文件菜单：6打开图像：Fileopen（下图）File下其他功能有：保存文件，保存视窗图像，打印，清除，关闭等。FileUtility View 蛆I Help New Open Save View to Image File.Print.Ctl+PClear Close Ctl+D1 k：/武大教学科研/遥感教学图像数据/h ust.img 2 k：/武大教学科研/遥感教学图像数据/w h tm.img 3 k：/武大教学科研/遥感教学图像数据/w h spot.img 4 k：/武大教学科研/遥感教学图像数据/sx8.img 5 k：/武大教学科研/遥感教学图像数据/123457.img 6 k：/武大教学科研/遥感教学图像数据/ikjb jl.xmg 7 k：/武大教学科研/科研项目/spot_j i angxi/L504959tk-con.tif 8 c：/documents and settings/jpl/aniod02h kn20051001015117.img 9 e：/tv/2005/amodO2h km2OO51001015117/amod02h km20051001015117.h dfClose Oth er Vi ew ers装入的真彩色图像（注意Imagine每次装入图像都采取了标准方差增强的缺省处理）:3.2 查看图像属性点击图标 皮 或在菜单Utility下选择Layer Info,将弹出有关View er中图像的信 息的窗口。在信息窗口中点击圈可看图像直方图。7信息窗口中包含灰度图像统计、图层、坐标、分辨率、投影等信息。还可以在Edit菜单中对分辨率、投影等进行修改。3.3 查看图像光谱特征图像的光谱特征是提取图像目标的最主要特征之一。ERDAS Imagine提供了很方 便的查看图像光谱特征的工具。选择raster-profile tools或单击图标k，弹出下述对话框：Spectral：查看像素的光谱剖面。Spatial：查看某个波段光谱的空间变化剖面。Surface：查看某个波段光谱的空间变化曲面（三维）。例：83.4测量图像几何特征用于测量线段的长度，面状目标的周长、面积等。选择Utility-Measure或单击图标b，弹出下述对话框，并示例求面积:3.5 图像增强工具在视窗中可对当前装入的图像进行多种增强处理，但其结果只是改变了视频中的图 像显示。若要改变图像数据，需要保存。对图像数据的直接增强的方法是在Interpreter 中进行。图像解译(Image Interpreter)中的增强包括：空间增强(Spatial Enh ancement)辐射增强(Radiometric Enh ancement)光谱增强(Spectral Enh ancement)在视窗中进行增强处理的操作：选择菜单项 Vew er-Raster fContrast再选具体的增强方式，以分段线性变化增强为例：9Vew erf Raster fContrast f Picew ise contrastA移动断点增加断点删除断点在2个断点之 间划线段，次 右到左。画断点之间的虚线,该功能可以开关。，在2个断点之间划 线段，从左到右。一些卷积滤波增强的方法在Vew erfRaster ffiltering项目之下。3.6 图像编辑工具图像编辑工具集成了对图像进行复制、粘贴、修改、光滑、锐化、边缘检测、区域 增长等多种编辑功能，使用十分方便。每次操作若想反悔则可用撤销(Undo)返回先前的 图像。图像编辑工具可从菜单RasterfTools或图标进入：(注意：图标进入的工具 总是相应于视窗中最上一层的工具，如最上层是raster或Vector或AOL则该图标打开 的就是相应于raster或Vector或AOI的工具)：Raster疆瓜 喳 电IXHuDK,博 0 短跖辨E丘七修X o 团W%+劣尸 口2+B*睡E上图中图像编辑工具是左边的那个。其他在后续讲解。工具框中每个工具当鼠标至 于其上时，在主视窗中的下边状态栏中有关于该工具的作用的说明。工具的使用只有通 过多练习才能熟练。在图像工具中一个常用的工具是区域增长。用法如下。先点击回，弹出如下对话框进行参数设置：10Region Groving PropertiesNeih borh ood：现在4邻域或8邻域。Geograph icConstraints：设置增长的区域的最大直径或最大面积的限制。Spectral Euclidean Distance：设置光谱值的欧氏距离。然后点击队，再在图像中选择区域增长的种子点。结果如下图所示。3.7 对图像视窗中其他菜单的详细功能的含义的说明实用工具菜单UtilityView AQI Raster获取光标处图像信息 获取矩形区域 设定十字线及框线颜色 设定光标形状 将标示移至视窗中心 测量长度/周长/面积等 显示/修改选择器特性 数字化多边形时打开编辑器 对比显示两个图层/淡入/淡出模式 对比显示两个图层/卷帘模式一 对比显示两个图层/闪烁模式 设置超链接的开/关 查看图层信息 查看图层分级数据结构 观看DEM图像的立体图像-以DEM图层打开虚拟GIS模块-一.Inquirt Cursor.Ctl+I一.Inquire Pox.Ctl+B一一 Inquir C2lor.Inquire.，Inquire Homt，Masur.Slctor Proprtis.Pick Proprtis.Ble&d.Svipe.Flicker.Entblt HypLinks Lyr Info.HFA Info.一.工Dr apt.YirtualGIS.11 图像杳看菜单-i|AQI Raster 助Ip51 1豕旦但不干；周萌可7TT医1巨 rrnc Lyrs.Ctl+L创建放大图像-一 Create Magnifier.，Til Vi,”二叠置图像jl e*er-视窗信息Window Information.Split 分裂视窗缩放 400*rf Sl 罡忱囱d行弓忱囱大示-Rot.t.旋转图像图像仿射变换-Rotat/lip/Strtch.放于日北针M 笛 LLztol O*North Arrow，Sc Bo*限直比例尺一Virtual Roinc虚拟漫游1HT奋；水拄_现囱连凄M亦汨奋普号厢缶_LiNs/Unlink Viewers 状态条开关-滑动条开关_ DacKcround color.3 Statys Bar 2 Scroll Bars菜单开关_丁 g攵tt辛k Menu Bar3 Tfiol Btr*3 Borders-L具东升天边界开关 AOI菜单AOI工具面板 撤销 剪切 拷贝 粘贴 删除光栅掩模 组合元素 解除组合元素 改变多边形/折线形状 反转AOI 打开元素特性框选择元素 定义AOI的缺省属性 以种子开始做区域增长 拷贝选择的区域到一个AOI图层 连接一个AOI对象到另一个AOI对象 建立数字化桌连接（数字化AOI）Raster HelpTjols.*Undo CuiCw一-*fieltie Raster Msk-group.-UmtouP._ _ Rsh*p.-Invert Polygon*glenent Proprtis.-，$“d Proptrtitz._.Copy Slction To AOI.一Input12光栅层菜单撤销 拷贝 粘贴 设置图像显示波段组合 设置像素透明度 设置重采样模式 改变光谱数据缩放方式T2ols.UndoCopy Band Coabinations.Pi&l Transptrtncy.Sot RSMplin Itthod.图像对比度增强-fData$cliny i，_-n_zda Spli&.L DnsifyI-GneralixH JoinL，Soup i，Uncroup11 Attributes.|r Foe Viw Attributs.Yitwinx Properties.，Syvbolocyi.Options.S“d Proptrtits.Copy Slction To Victor.Izut4.建立和编辑AOI图层ERDAS Imagine中的空间数据是按图层组织的，主要有影像数据图层(raster Layer)、矢量数据图层(Vector Layer)感兴趣区域图层(AOI Layer)和注记数据图层(Annotation Layer)o这些图层都是以各自独立的文件存储，相应的文件后缀或格式分别为：.img,13Coverage,Sh apefile,.aoi,.ovro AOI一般用于选择待处理的图像区域，在监督分类中 它是选择训练区的基本方法。对于AOI图层，可以先点击菜单AOI-Tools弹出工具面板，直接画AOL然后保存，或者先建立AOI图层再弹出工具来画。AOI工具面板及其主要工具使用如下:AOI区域增长 工具7 设定AOI 显示格式的/工具多边形、矩-形、椭圆线 段、点工具:州合、取消 纳合的工具你可使用组合工具将单个AOI对象组合成为一个对象，方法是按下sh ift键再用鼠 标选择想要组合的各个独立对象，再点击组合工具。画AOI的一个有用方法是区域增 长工具，在AOI面板上也有此工具，其使用方法如Raster中的介绍。你还可以改变AOI 边界线的颜色、粗细和是否充填区域。方法是在点击设定AOI显示格式的工具，弹出 右上图。一个AOI的例子如下：视窗中的各个图层，可以在ViewArrange Layers菜单项下被察看、调整叠置顺 序和删除（对于保存了的图层只是删除视窗中的显示层而不会删除磁盘上的相应文件）。14如下图:5.建立和编辑VECTOR图层Vector图层用于存放GIS的矢量数据。ERDAS直接支持的矢量数据格式是Arcinfo 的Coverage和Sh apefile。在视窗中画矢量图形时，必须先建立矢量图层。方法是File New fVector Layer*,如下图。系统弹出如下对话框询问其精度设置，可根据需要设定（单精度32位或双精度64 位）。然后给出矢量文件的文件名。此时，视窗菜单条上出现了 Vector的菜单项目，同 时弹出了矢量编辑工具面板。15应 Nev Arc Coverage Layer Op.New Coverage Precision:Single PrecisionDouble Precision第二二|CancelHelp画各种矢量.形的工具-区域增长的工对矢量图形主的工具Properties for c:/docu*ents and settings/1jp/tt歹 Arcs(1)IHHH O|NodesV Points(1)Attribute|P0 INT_X-P Polygon(0)V No L abels三|AaBbCc!I Dangling PseudoBounding BoxSelection Color:厂 DisplayV Multiple L abels厂 Tics(2)*Auto Apply ChangesI-Attribute-based symbologySymbology:Apply I Save I Save As.I I Close 1 Helpr才26 Al lrSet|（合并弧线时先用Sh ift键和鼠标将欲合并的线段选中，然后点击图中左边图标，再点击右 边图标即可）画Vector的一个有用方法是区域增长工具，在Vector面板上也有此工具，其使用方法 如Raster中的介绍。你还可以改变vector边界线的颜色、粗细、图案。方法是点击设定vector 显示格式的工具，弹出右上图。一个vector的例子如下：16画矢量图形时几点注意：要根据所要提取对象的类型，规划建立恰当的图层，每个图层中只包含一类地 物，如河流、湖泊（二者不需区分时可合并为水体一类）、道路、植被、城区等。每个图层在磁盘上是一个文件夹。要随时保存数据，以免系统出现问题时丢失数据，造成工作损失。当矢量图层没有保存，而在中间出现故障而不能再编辑和保存，尝试新建一个 视窗和矢量图层，将有故障的矢量数据全部拷贝到新视窗的矢量图层，再保存。这可能能够挽救损失。当矢量数据层出现不能编辑的情况，点击一下Vector一Enable Editing或弹出 View下的Arrange Layer面板，右键点击矢量图层，点击Enable Editing,即使 矢量图层成为可编辑状态。on.6.切割子图像切割子图像是从一幅大的图像中切割出其中的一部分出来，这一部分的子图像的形 状大小可以是任意的（大小不超过原图像）。这是图像处理中经常要用到的操作。操作方法：点击弹出DataPrep功能模块，并选择Subset Image.：17国 Data PreparationCreate New Image.Create Surface.Subset Image.Image Geometric Correction.Mosaic Images.U nsupervised Classification.R project Images.Recalculate Elevation V alues.Imagizer Data Prep.Make RPF TOC.C!速Help将会弹出切割子图像的面板:按要求填好参数，点击OK。例子如下:187.图像文件的图层管理工具遥感图像处理中，经常需要对多个图像中的各个波段进行挑选和组合，形成一个新 的图像文件来进行处理，图像文件图层管理工具就实现这个功能。操作：选择 InterpreterUtility一Layer Stack.心laage Interpreter 冈 Utilities 区Rescale.j Spatial Enhancement.Change Detection.Radiometric Enhancement.Functions.Spectral Enhancement.Operators.HyperSpectral Tools.RGB Clustering.Fourier Analysis.Adv.RGB Clustering.Topographic Analysis.Random Class Colors._GIS Analysis|:一 L ayer Stack _ jSubset.:U tilities :Create File.1.噫.HelpMask.Degrade.Replace Bad L ines.V ector To Raster.R project.Aggie.CI海.Help弹出下面的面板:19输入输出芯件1 8.图像分析的建模工具Model maker是ERDAS二次开发工具中最简单的一个，简单方便但功能很强。它利用 ERDAS的已有功能模块或函数的组合，可以实现相当多由用户自己定义的遥感图像处理和 分析的功能，并且算法过程具有很好的可视化。Model maker是一种解释性的脚本语言程 序，执行相对较慢。但很多处理操作是调用Imagine的底层动态链接库，实际上的速度还是 较快的。点击模块Modeler弹出：点击Model Maker,弹出建模面板。打开建模工具面板：5(初次打开建模窗口时同 时自动打开了建模工具面板)。模型的基本构成为三大块：输入文件、算法、输出模块：算法的设计是建模的关键。要设计清晰合理的流程结构，要充分利用该模块所提供的内 置函数。具体的函数按类别进行查找。可参看其联机“空间建模语言参考手册(Spatial Modeler Language Reference Manual)和“宏语言参考手册(Macro Language Reference20Manual）。一个基于IKONOS数据求NDVI的例子:工具面板运行程序File Edit Model Text Process Help IExamle:NDVI from ikonos datan1_yichangikhangik输入图像算法On2_yichdngik?输出图像Close:双击任一图标就弹出相应于该图标的对话框，Function Definition图像及其波段，每个波段可以被独立调用I-unctions:|AnalysisAvailable Inputs:$n1_vichangik$n1_yichangik(1$n1_yichangik(2J UJ|_dJ j J 2J lj|J J0|J JCL U MP(,4)CL U MP(,8 CONV OL V E(vaster )CORREL ATION(covariance_matfix：CORREL ATION(V aster)CORREL ATION(JGNORE-COV ARIANCE(vaster)COV ARIANCE(,IGNORE DEL ROWS(z sievetableDIRECT L OOKU P(,)FIAFNMiTRiy mt rivl、I($n1_vichangik(4)-$n1_ichangik(3)/($n1_vichangik(4)+$n1_yichangik(3)忙二:卫K二二IClearCancelHelp图标的含义选择图像矢量矩阵表 单个数值 算法规则 流向注释帮助锁定口回区函数类别-提供的函数Xo囹E画A三、图像校正1.准备工作图像校正的准备工作包括选择待校正图像，选择几何校正的方法（基于共线方程和 DEM的正射校正或基于多项式的几何校正等），用于获取或采集地面控制点（GCPs）的方 法，如数字化桌及地形图、GPS数据、DEM、矢量地图或先前已校正好的另外一幅遥 感影像。图像配准使用的就是两幅遥感影像，这时只要确定哪幅作校正图像，哪幅作参 考图像就可。为了使图像更清晰，寻找地面控制点更准确，也可对图像做适当的增强处 理。以下以基于多项式的图像配准为例。2.操作过程2.1打开图像校正的面板：DataPrep Image Geometric Correction.21Iff Data PreparationCreate New Image.Create Surface.Subset Image.Image Geometric Correction.Mosaic Images.U nsupervised Classification.Reproject Images.Recalculate Elevation V alues.Imagizer Data Prep.Make RPF TOC.CI诵 二3 Help2.2选择待校正图像：从视窗中的图像form Vew er或磁盘上的图像文件from image file 选取。从视窗中选取，要求图像以及显示在视窗中。2.3设置校正方式：多项式：Polynomialo222.4根据需要和实际情况选择多项式参数、变换系数、投影类型:Parameter,Transform,Projection23然后按 Apply,CloseoPolynomial Order：一次多项式一般适用于在两个直角坐标系之间进行线性变换，原始 卫星影像通常可用一次多项式将其变换为如UTM或国家平面坐标系的投影。采用二次 多项式对于在直角和非直角（如Lat/Lon）的两个系统之间进行变换是必要的。总的来说,简单变形可用低次多项式，而复杂的变形应使用高次多项式。Load CFF File：这个按钮将打开一个已有的.cff文件载入其中数据作为多项式的系 数。Transformation：若变换模型已经建立或载入了.cff,则变换系数表将显示出来。Projection：为这个几何变换模型的输出影像图定义投影类型。Current Reference Map Projection：显示视窗中图像当前的投影状态。Projection：显示视窗中图像当前的投影类型。Spheroid：显示视窗中图像的椭球类型。.Zone Number：如果类型正确，将显示投影的带号（UTM、TM等）。Datum：显示视窗中图像的椭球模型数据。Map Units：显示影像的地图单位（米、英尺等）。选择参考图像：多种选择：图像、矢量地图等。本例中选图像且从磁盘文件中选择。242.5开始采集GCPs（选点要尽可能均匀分布，且尽量不共线）:25一般应该采集至少2倍于最小控制点数，以达到降低GCPs本身误差的目的。2.6分析GCPs精度单个GCP的均方根误差（RMS Error）：&=JXRYRj其中：AGCPi在Y方向的均方根误差；XR；GCPi在X方向的残差；yR，=GCPi的残差。RMS的图形说明如下：retransformed GCP是几何变换模型建立后依据模型算出的位置。或T二单个（o T是平均误差。Ei=Ri/T其中：及第i个GCP的误差贡献。Eil说明GCPi比平均误差大，反正小。GCPs误差的容限：GCP的最大容许误差。一般与最终用户的要求、所使用图像数据的类型、源GCP的精 度以及辅助数据等都有关。在ERDAS Imagine中，误差是以像素计量的。一般最好是将容 限设为1（个像素）。GCPs误差的容限示意图：26对于多项式次数，一般从1次开始，尽可能使用低次多项式。高次多项式往往产生不正 常或不可预料的变换结果。通常1次或2次为宜。当RMS较大时，可以：删除误差贡献大 的GCP点；增加多项式的次数；提高容限；只选择最可靠的GCP。在误差分析中，独立的 核验点分析(Ch eck Point Analysis)是更可靠的方法，因为这些点不参与建立模型。注意，要及时保存已经选好的GCPs。保存方法为：Save Input As.：保存待校正图像中的GCPs；Save Output As.：保存参考图像中的GCPs。一定要分别将二者都予以保存。JI GCP2.7重采样生成校正图像从 Geo correction tools 面板中点击 display resample image dialog A,打开 Resample 对话框。输出图像分辨率输出图像 区域范围重采样方式重采样方式一般选择双线性，要求有很好的输出图像质量时选择三次卷积。分辨率缺省为与参考图像一致，可以更改。实例：27作业：武汉（局部）地区的TM影像向SPOT影像校正，按SPOT 10米分辨率采样（保存数据，为下 次利用HIS变换作不同分辨率数据融合时使用）四、遥感影像融合主要讨论不同分辨率数据融合，其集成处理模块见遥感图像增强处理中的空间增强部 分。此处介绍基于IHS变换的图像分辨率融合处理方法。1.准备工作准备同一地区时间相隔不久的低分辨率的多光谱彩色图像（3个波段，确定其彩色合成 方式）和高分辨率灰度图像。2.图像匹配和插值低分辨率彩色图像以高分辨率亮度图像为参考做校正、重采样，插值生成与高分辨率图 像相同像元大小的彩色RGB图像。3.RGB向IHS变换在Interpreter模块下，点击下图红线所示菜单项:弹出对话框:28输入输出文件名10 RGB to IHSNo.of L ayers:0 Red:P 三 Green:p_Blue:J/T|IgnoreZer。in Stats.多光谱图像三个波段的彩色设置 I I Bath|皿.|Cancel4.灰度图像向亮度图像(I)的直方图匹配为了保持原来彩色图像的亮度的分布，将灰度图像向亮度图像(I)的做直方图匹配。这样 融合得到的图像与原彩色图像更接近。先将高分辨率灰度图像映射为0,1区间的实数(因为I 是0,1区间的实数)，再对其向I做直方图匹配。在Inte