《遥感技术》实验指导书(ERDAS)

《遥感技术》实验指导 （本书适用于地理信息系统专业） 赫 晓 慧 郑州大学水利与环境学院 目  录 实验一、ERDAS视窗的基本操作………………………………………………………4 实验二、波段组合与遥感数字图像的裁剪………………………………………………7 实验三、遥感图像的几何校正……………………………………………………………9 实验四：遥感图像的增强处理    ………………………………………………………15 实验五：遥感影像的镶嵌…………………………………………………………………19 实验六：遥感图像分类---监督分类……………………………………………………21 实验七：遥感图像分类---非监督分类…………………………………………………23 实验注意事项……………………………………………………………………………25 实习简介 本次实习内容，是在一周的时间内，完成对ERDAS软件主要功能的熟悉，并达到基本应用。主要是利用郑州市Cebers2007年影像与spot2004年影像，完成1.利用Cebers进行波段组合与裁剪；2.以Cebers为基础影像，完成对spot的几何校正；3.以spot或Cebers为基础影像，完成对郑州市区的土地利用解译工作，包括：监督分类与非监督分类。并比较两种的优劣。4.利用ERDAS自带影像，完成主要的影像增强工作。试验指导参考书为党安荣《遥感图像处理方法》。 实验一、ERDAS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ERDAS的主要功能模块，在此基础上，掌握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、实验原理 ERDAS视窗操作主要针对二维窗口进行，二维窗口是显示栅格图像、矢量图形、注记文件等数据层的主要窗口。视窗操作是ERDAS软件操作的基础, ERDAS所有模块都涉及到视窗操作。本实验要求掌握视窗的基本功能，熟练掌握图像显示操作和矢量菜单操作，从而为深入理解和学习ERDAS软件打好基础。 三、实验仪器 微机，ERDAS正版软件。 四、实验步骤 1.视窗功能简介 二维视窗（图1-1）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。通过实际操作，掌握视窗菜单的主要功能、视窗工具功能。 图1-1 二维视窗 重点掌握ERDAS图面板菜单条；ERDAS图表面板工具条；掌握视窗菜单功能和视窗工具功能等基本操作。 2、图像显示操作（Display an Image） 第一步：启动程序（Start Program） 视窗菜单条：File→open→ RasterLayer→Select Layer To Add对话框。 第二步：确定文件（Determine File） 在Select Layer To Add对话框中有File和Raster Option两个选择项，其中File就是用于确定图像文件的，具体内容和操作实例如表。 表1-1 图像文件确定参数 参数项 含义 实例 Look in 确定文件目录 examples File name 确定文件名 xs_truecolor_sub.img File 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 -------       第三步：设置参数（Raster option） 图1-2 参数设置 第四步：打开图像（Open Raster Layer） 3.实用菜单操作 了解光标查询功能；量测功能；数据叠加功能；文件信息操作；三维图像操作等。 4、显示菜单操作 掌握文件显示顺序；显示比例；显示变换操作等。 5、矢量菜单操作 矢量菜单操作功能是ERDAS软件将遥感与地理信息系统相结合的一个体现。主要介绍矢量操作的有关命令，这是本次实验的重点掌握内容。 指导学生掌握适量工具面板功能，在此基础上重点掌握矢量文件的生成与编辑。 矢量文件的生成与编辑： 第一步：打开图像文件 第二步：创建图形文件 第三步：绘制图形要素 第四步：保存矢量文件 在此基础上掌握：改变矢量要素形状；调整矢量要素特征；编辑矢量属性数据等有关矢量操作。 图1-3 图层显示顺序 6、对影像库中的影像进行辨识，确认传感器类型，并与各传感器的特点相对应。主要包括：TM，SAR，SPOT等，并查看他们的分辨率、波段划分等。 实验二、波段组合与遥感数字图像的裁剪 一、实验目的 了解如何将单波段黑白影像合成为彩色影像，在此基础上，裁剪感兴趣区域，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。 二、实验原理 在实际工作中，对遥感图像的处理和分析都是针对多波段图像中的感兴趣区域进行的，所以，我们需要将原始的单波段数据进行组合，一般是取三个波段进行组合（也可以更多），并在多波段图像上进行感兴趣区域的裁剪。 三、实验仪器 微机，ERDAS正版软件。 四、实验步骤 数据的输入－组合多波段数据 1.在ERDAS图标面板中单击main-image Interpreter - Utilities - Layer Stack，打开Layer Selection and Stacking对话框。利用提供的2007cebersys影像。 2.在Layer Selection and Stacking窗口中，依次选择并加载(Add)单波段图像。 - 输入单波段文件 (Input File: *.img)  : Band-4.img  - Add - 输入单波段文件 (Input File: *.img)  : Band-3.img  - Add - 输入单波段文件 (Input File: *.img> : Band-2.img - Add ...... - 输出多波段文件 (Output File: *.img> : 2007cebers.img - 输出数据类型 (Output DataType)  : Unsigned 8 Bit - 波段组合选择  (Output Option)  : Union - 输出统计忽略零值i: Ignore Zero In stats - ok（关闭对话框，执行波段组合） 多作几种波段的组合，察看不同的多波段组合之间的联系和差异。 郑州区域的裁剪 1. 建立AOI。 打开多波段组合后的2007cebers影像，然后在菜单单击AOI/tools命令，打开AOI工具面板。 点击面板里的矩形框命令，按照自己选定的郑州市区域画框（区域大小最好参照spot影像划定）。 在菜单条单击file/save/AOI layer as命令，打开save AOI as对话框，确定文件名为：cebersAOI。保存。 2. 利用AOI裁剪 点击data prep图标，打开data preparation 菜单 →选择subset image→打开subset image对话框 在对话框中设置以下参数： （1） 输入文件名为2007cebers （2） 输出文件名为zhzh2007cebers （3） 单击AOI按钮确定裁剪范围 （4） 打开choose AOI对话框。 （5） 在choose AOI对话框中确定AOI的来源为file，调用你刚才保存的cebersAOI文件。 （6） 输出数据类型为unsigned 8 bit。 （7） 输出象元波段为1：3（表示选择2.3.4.三个波段） （8） 单击ok执行裁剪。 这是利用AOI进行裁剪，还可以利用坐标进行裁剪，大家可以试一下。 实验三、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、实验原理 校正遥感图像成像过程中所造成的各种几何畸变称为几何校正。几何校正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。而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地理参考（Geo-referencing）。由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。 几何校正包括几何粗校正和几何精校正。地面接收站在提供给用户资料前，已按常规处理与图像同时接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气状态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了几何粗校正。 利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。 一般地面站提供的遥感图像数据都经过几何粗校正，因此这里主要进行一种通用的精校正方法的实验。该方法包括两个步骤：第一步是构建一个模拟几何畸变的数学模型，以建立原始畸变图像空间与标准图像空间的某种对应关系，实现不同图像空间中像元位置的变换；第二步是利用这种对应关系把原始畸变图像空间中全部像素变换到标准图像空间中的对应位置上，完成标准图像空间中每一像元亮度值的计算。 三、实验仪器 微机，ERDAS正版软件，遥感影像。 四、实验步骤 注意：在这里使用郑州市sopt和CBERS作为实验数据，在这个数据中，CBERS为参考影像，spot为待校正影像。 1、确定图像几何校正的途径 ERDAS图标面板工具条：点击DataPrep图标，→Image Geometric Correction →打开Set Geo-Correction Input File对话框（图2-1）。 ERDAS图标面板菜单条：Main→Data Preparation→Image Geometric Correction→打开Set Geo-Correction Input File对话框（图2-1）。 图2-1  Set Geo-Correction Input File对话框 在Set Geo-Correction Input File对话框（图1）中，需要确定校正图像，有两种选择情况：