1、 遥感数字图像实验指导常庆瑞 刘梦云 杨香云 编西北农林科技大学地理信息与遥感科学系2007.091目 录第一篇 遥感数字图像处理方法 .1实验 1 ERDAS 遥感图像处理软件简介与视窗操作 .1实验 2 数据输入输出与预处理 8实验 3 图像几何校正 13实验 4 图像辐射增强与镶嵌 20实验 5 图像空间增强 27实验 6 图像频率增强 32实验 7 图像运算与变换 37实验 8 图像处理空间建模方法 42实验 9 三维可视化景观虚拟 49第二篇 遥感图像分类识别与分析 .77实验 1 遥感图像自动分类识别 非监督分类 77实验 2 遥感图像自动分类识别 监督分类 81实验 3 遥感图像
2、实用分析功能 91实验 4 遥感图像空间分析技术 96实验 5 遥感图像地形分析技术 1021第一篇 遥感数字图像处理方法实验 1 ERDAS 遥感图像处理软件简介与视窗操作ERDAS IMAGINE 是美国 ERDAS 公司开发的遥感图像处理系统，它以先进的图像处理技术，友好、灵活的用户界面和操作方式，面向广阔应用领域的产品模块，服务于不同层次用户的模型开发工具以及高度的 RSGIS(遥感图像处理和地理信息系统)集成功能，为遥感及相关应用领域的用户提供了内容丰富而功能强大的图像处理工具，代表了遥感图像处理系统未来的发展趋势。 1 ERDAS IMAGINE 软件概述ERDAS IMAGINE
3、 是以模块化的方式提供给用户的，用户可以根据自己的应用要求，选择不同功能模块及其组合，以便充分利用软硬件资源，最大限度地满足专业应用要求。ERDAS IMAGINE 面向不同需求的用户，以 IMAGINE Essentials、IMAGINE Advantage、IMAGINE Professional 的形式为用户提供了低、中、高 3 档产品架构，并有丰富的功能扩展模块提供用户选择，使产品模块的组合具有极大的灵活性(见图 2-1-1)。1.1 IMAGINE Essentials 级IMAGINE Essentials 是一个花费较少、包括有制图和可视化核心功能的图像工具软件。利用该软件，可
4、完成图像的二维三维显示、数据输入、排序与管理、地图配准、专题制图及简单的分析。可以集成使用多种数据类型，并易于升级到其他 ERDAS 公司的产品。其主要内容有：数据的输入与输出。 影像库管理。图像处理几何校正。 影像矢量编辑。非监督分类(1SODATA)。 三维可视化。专题地图生产。Vector ModuleVirtual GISNITFOthroMAX DevelopersToolkitAdvanced Radar SystemsSubpixel ClassifierExpert ClassifierNew ApplicationPROFESSIOALADVANTAGEESSENTIALSE
5、RDAS IMAGINE图 2-1-1 ERDAS IMAGINE 的产品结构RadarModule2可扩充的模块如下：(1)Vector 模块。直接采用 GIS 工业界领袖 ESRI 公司的 Arcinfo 数据结构 Coverage，可以建立、显示、编辑和查询 Coverage，完成拓扑关系的建立和修改，实现矢量图形和栅格图像的双向转换等。(2)Virtual GIS 模块。功能强大的三维可视化分析工具，可以完成实时 3D 飞行模拟，建立虚拟世界，进行空间视域分析，矢量与栅格的三维叠加，空间 GIS 分析等。(3)Developers Toolkit 模块。ERDAS IMAGINE 的
6、C 语言开发包，包含了几百个函数，是ERDASIMAGINE 客户化的基础。 1.2 IMAGINE Advantage 级建立于 IMAGINE Essentials 级基础之上，增加了更加丰富的栅格图像 GIS 分析和单张航片正射校正等强大功能的软件。IMAGINE Advantage 为用户提供了灵活可靠的用于栅格分析、正射校正、地形编辑及图像拼接工具。简而言之，IMAGINE Advantage 是一个完整的图像地理信息系统(imaging GIS)。其主要内容有：正射纠正(航片、卫片、传感器参数)。大比例尺镶嵌工具(定义切割线、灰度匹配)。影像解译：高光谱处理功能(Normalize
7、，IARLogAverageRescale，信噪比分析，剖面图分析等)；GIS 分析区域属性(Zonal Attributes)，Search，Index，Overlay 和 Matrix 等影像融合(4 种方法)；高级 RGB 聚类；傅里叶正反变换频域滤波。DEM 表面生成(Coverage，ASC，Image)应用计算专家分类器。可扩充的模块有：(1)Radar 模块。完成雷达图像的基本处理，包括亮度调整、斑点噪声消除、纹理分析、边缘提取等功能。(2)OrthoMAX 模块。全功能、高性能的数字航测软件，依据立体像对进行正射校正，自动 DEM提取，立体地形显示及浮动光标形式的 DEM 交互
8、编辑等。(3)OrthoBase 模块。区域数字摄影测量模块、用于航空影像的空三测量和正射校正。(4)OrthoRadar 模块。可以对 Radarsat、ERS 雷达图像进行地理编码、正射校正等处理。(5)StereoSARDEM 模块。采用类似于立体测量的方法，从雷达图像数据中提取 DEM。(6)IFSARDEM 模块。采用干涉方法，以像对为基础从雷达图像数据中提取 DEM。(7)ACTOR 模块。用于大气因子校正和雾曦消除。1.3 IMAGINE Professional 级IMAGINE Professional 面向从事复杂分析、需要最新和最全面处理的工具、经验丰富的专业用户。除了
9、Essentials 和 Advantage 中包含的功能以外，IMAGINE Professional 还提供轻松易用的空间建模工具，高级的参数/非参数分类器，知识工程师和专家分类器，分类优化和精度评价及雷达图像分析工具。其主要功能如下：3图解建模工具(graphical modeling)：支持矢量集成；实时在模型上查询输入。高级分类系列工具(模糊分类、专家分类器及知识库建立工具)。内置雷达图像处理(斑点噪声压缩、纹理分析、与多光谱的融合、斜地距的校正等)。可扩充的模块如下：Subpixel Classifier 模块。子像元分类器利用先进的算法对多光谱图像进行信息提取，可达到提取混合像元
10、中占 20以上物质的目标。1.4 IMAGINE 动态连接库ERDAS IMAGINE 中支持动态连接库(DLL)的体系结构，支持目标共享技术和面向目标的设计开发，提供一种无需对系统进行编译连接而向系统加人新功能的手段，并提供在特定的项目中裁剪这些扩充的功能。动态连接库有：(1)图像格式 DLL。提供对多种图像格式文件无需转换的直接访问，从而提高易用性和节省磁盘空间。支持的图像格式包括：IMAGINE、GRID、LANGIS、TIFF (GEOTIFF)、GIF、JPG(JPEG)、FIT 和原始二进制格式。(2)地形模型 DLL。提供新类型的校正和定标(Calibration)，从而支持基于
11、传感器平台的校正模型和用户裁剪的模型。这部分模型包括：Affine、Polynomial、Rubber sheeting、TM、SPOT、Single Frame Camera 等。(3)字体 DLL 库。提供字体的裁剪和直接访问，从而支持专业制图应用，非拉丁语系国家字符集和商业公司开发的上千种字体。2 ERDAS IMAGINE 系统简介启动 ERDASIMAGINE 后，出现 ERDAS IMAGINE 的图标面板(iconpanel)，包括菜单条(menubar)和工具条(toolbar)两部分，提供了 ERDAS IMAGINE 软件模块的全部菜单和图标。2.1 菜单命令及其功能(me
12、nu)ERDAS IMAGINE 图标面板菜单中包括 5 项下拉菜单，每个菜单由一系列命令或选择项组成，其主要功能见表 2-1-1。表 2-1-1 ERDAS IMAGINE 图标面板菜单条菜单命令 菜单功能综合菜单（Session Menu）完成系统设置、面板布局、日志管理、启动命令工具、批处理过程、实用功能、联机帮助等主菜单（Main Menu） 启动 ERDAS 图标面板中包括的所有功能模块工具菜单（Tools Menu） 完成文本编辑，矢量及栅格属性编辑，图形图像文件坐标变换，注记及字休管理，三维动画制作实用菜单（Utility Menu） 完成多种栅格数据格式设置与转换，图像的比较帮
13、助菜单（Help Menu） 启动关于图标面板的联机帮助，ERDAS IMAGINE 联机文档查看、动态连接库浏览等42.2 工具图标及其功能(icon)与 IMAGINE Professional 级对应的图标面板工具条中的图标有 10 个，除了 IMAGINE Professional 级的功能外，主要增加了两个重要的扩展模块 Vector 模块和 Virtual GIS 模块，共12 个图标(见表 2-1-2)。表 2-1-2 ERDAS IMAGINE 图标面板工具条命令 功能 命令 功能IMAGINE Credits Start IMAGINE ViewerImport/Export
14、Date PreparationMap ComposerImage Calalog查阅 ERDAS 信用卡IMAGINE 视窗数据输入输出模块数据预处理模块专题制图模块图像库管理模块Image IterpreterImage ClassificationSpatial ModelerRadarVectorVirtual GIS图像解译模块图像分类模块空间建模模块雷达图像处理模块矢量功能模块虚拟 GIS 模块3 ERDAS IMAGINE 主要功能简介点击功能图标按钮，即可启动相应的功能模块。下面介绍工具条各主要功能图标的内容，即点击图标按钮后弹出的菜单包括的各个命令。3.1 视窗 Viewer
15、 功能视窗是在屏幕上打开的一个显示窗口，用来显示、浏览图像、矢量图形、注记文件、AOl(感兴趣区域)等数据层。每次启动 ERDAS IMAGINE 时，系统都会自动打开一个视窗。每次点击视窗功能(Viewer)按钮，就有一个视窗出现。可以在视窗内对图像进行各种处理操作。3.2 输入输出模块启动输入输出模块，弹出对话框。此模块允许用户输入栅格和矢量数据到 IMAGINE 中，并可输出文件。在这个对话框的下拉列表中完整地列出了 ERDAS 支持的各种输入输出格式。3.3 数据预处理模块启动数据预处理模块，弹出数据预处理菜单条，其功能见表 2-1-3 所示。表 2-1-3 数据预处理（data pr
16、eparation）模板主要功能命令 功能 命令 功能Create New Image 生成新图像 Mosaic Images 图像镶嵌Create Surface 表面生成 Unsupervised Classification 非监督分类Subset Image 图像裁剪 Reproject Images 投影变换Image Geometric Correction 图像几何校正3.4 专题制图模块启动专题制图模块，弹出专题制图菜单条，其功能如表 2-1-4 所示。表 2-1-4 专题制图（map composer）模块主要功能命令 功能 命令 功能5New map Composition
17、 制作新的地图文件 Edit map paths 编辑地图文件路径Open map Composition 打开地图文件 Map Series Tool 系列地图工具Print map Composition 打印地图文件3.5 影像数据库模库启动影像数据库模块，弹出影像数据库视窗。3.6 图像解译模块启动图像解译模块，弹出图像解译菜单条，其功能如表 2-1-5 所示。表 2-1-5 图像解译（image interpreter）模块主要功能命令 功能 命令 功能Spatial Enhancement 空间增强 Foruier Analysis 傅里叶分析Radiometric Enhance
18、ment 辐射增强 Topographic Analysis 地形分析Spectral Enhancement 光谱增强 GIS Analysis GIS 分析Hyperspectral Tools 高光谱增强 Utilities 实用功能3.7 图像分类模块启动图像分类模块，弹出图像分类菜单条，其功能如表 2-1-6 所示。表 2-1-6 图像分类（image classification）模块主要功能命令 功能 命令 功能Signature Editor 模板编辑器 Accuracy Assessment 精度评价Unsupervised Classification 非监督分类 Feat
19、ure Space Image 特征空间图像Supervised Classification 监督分类 Feature Space Thematic 特征空间专题图像Threshold 阈值 Knowledge Classifier 专家分类器Fuzzy Convolution 模糊卷积 Knowledge Engineer 知识工程师3.8 空间建模模块启动空间建模模块，弹出空间建模有单条，其功能如表 2-1-7 所示。表 2-1-7 空间建模（spatial modeler）模块主要功能命令 功能Model Maker 模型生成器Model Librarian 空间模型库3.9 雷达模块
20、启动雷达模块，弹出雷达模块菜单条，其功能如表 2-1-8 所示。表 2-1-8 雷达（radar）模块主要功能命令 功能 命令 功能IFSAR 干涉雷达 Radar Interpreter 雷达解译StereoSAR 立体雷达 Generic SAR Node 一般 SAR 节点编辑OrthoRadar 正射雷达63.10 矢量模块启动矢量模块，弹出矢量模块菜单条，其功能如表 2-1-9 所示。表 2-1-9 矢量（vector utilities）模块主要功能命令 功能 命令 功能Clean Vector Layer Clean 矢量图层 Mosaic Polygon Layers 矢量图层
21、镶嵌Build Vector Layer Topology Build 矢量图层 Transform Vector Layer 矢量图层转换Copy Vector Layer 矢量图层拷贝 Create Polygon Label 多边形图层自动生成 label 点Extemal vector Layer External 矢量图层 Raster toVector 栅格-矢量转换Rename Vector Layer 重命名矢量图层 Vector to Raster 矢量-栅格转换Delete Vector Layer 删除矢量图层 Start Table Tool 编辑 Info 属性表工具
22、Display Vector Layer 显示矢量图层信息 Zonal Attributes 区域属性Subset Vector Layer 矢量图层裁剪 ASCto Point Vector Layer 由 ASC文本生成点图层3.11 虚拟 GIS 模块启动虚拟 GIS 模块，弹出虚拟 GIS 模块菜单条，其功能如表 2-1-10 所示。表 2-1-10 虚拟 GIS（virtual GIS）模块主要功能命令 功能 命令 功能Virtual GIS Viewer 虚拟 GIS 视窗 Create Movie 三维动画制作Virtual World Editor 虚拟世界编辑器 Create
23、 Viewshed Layer 空间视域分析4 视窗操作4.1 视窗功能Viewer 是显示各种图像（栅格、矢量） 、注记文件、AOI 等数据层的主要窗口，并且能够对图像进行一定的处理。4.2 显示操作启动程序确定文件设置参数打开文件（图像、图形）FileOpenRaster LayerSelect To AddVector LayerSelect To Add。4.3 实用功能操作（Utility）(1)光标查询（Inquiry Cursor Function）(2)测量（Measurement Function）(3)数据叠加显示（Blend，Swipe，Fliker）数据准备：同时打开两
24、个文件Lanier.img，inlandc.img叠加显示：混合显示（Blend）卷帘显示（Swipe）闪烁显示（Fliker）(4)文件信息操作（Layer Info）图像信息显示图像信息编辑(5)三维图像操作（Image Drape）7Image Drape 实质上是将图像与 DEM 叠加生成三维透视图。输入图像文件：eldodem.img，eldoatm.img 图像信息显示启动三维操作命令：UtilityImage Drape关键操作：在 Image Drape 环境下，进行下列操作：三维参数设置：UtilityOptions三维视窗信息转储：Utility Drape Content
25、s to Viewer太阳光源参数设置：Image DrapeViewSun Positioning显示程度设置：Image DrapeViewLOD Control观测位置参数设置：Image DrapePositionCurrent Position设置没有达到理想效果，可以返回到初始位置，或 Positionreset position如果三维图像显示效果理想，保存为工程文件（*.vwp）4.4 显示功能操作（View Menu Operation）(1)文件显示顺序：ViewArrange Layers(2)显示比例：ViewScale(3)显示变换：ViewRotate/Flip/S
26、tretch缩放、平移、拉伸、旋转、镜面。4.5 AOI 操作（AOI Menu Operation）(1)工具面板：AOITools产生功能区（前 2 排） 、编辑（中间 2 排） 、定义属性（后 2 排）(2)定义 AOI 显示特征：AOIStyle(3)定义 AOI 种子特征：AOISeed Properties(4)保存 AOI 数据层：FileSaveAOI Layer As4.6 栅格菜单操作（Raster Menu Operation）(1)栅格工具面板功能：RasterTools；(2)图像对比度调整：RasterContract：均衡化、标准差拉伸、通用对比度拉伸、亮度/对比
27、度调整、分段对比度调整；(3)栅格属性编辑：RasterAttributes：用于对分类专题图像进行各种处理，包括改变分类图斑颜色，设置图斑透明度，增加栅格属性字段，生成分类统计报告。（Lanier.img，Insoils.img） ；(4)图像剖面工具：RasterProfile ToolsSpectral Profile(光谱剖面曲线)Spatial Profile(空间剖面曲线)Surface Profile(三维空间剖面：平面像元行、列，垂直灰度值)。应用图像Hyperspectral.img。4.7 矢量菜单操作（Vector Menu Operation）8实验 2 数据输入输出与
28、预处理1 目的要求(1)了解和掌握遥感数据主要格式，不同数据类型之间的相互转换，系统数据的输入与输出方法；(2)图像的分幅裁剪和子图像产生；(3)多波段遥感数字影像的合成，多幅图像镶嵌拼接。2 设备及资料电子计算机，彩色打印机；遥感数字图像处理系统（ERDAS IMAGINE） ；1 景 TM 多光谱图像原始数据。3 内容与步骤3.1 数据输入输出转换3.1.1 单波段数据输入转换以二进制图像数据输入为例，进行数据输入转换。ERDAS 图标面板菜单条：MainImport/Export 出现对话框ERDAS 图标面板工具条：点击 Import 图标，出现对话框在对话框中，确定下列参数：确定是输
29、入数据 Import在 Type 列表框中选择输入数据的类型：Generic Binary在 Media 列表框中选择输入数据的介质：File在 Input File 确定输入数据文件路径和文件名在 Output File 确定输出数据文件路径和文件名OK 打开 Import Generic Binary Data 对话框在 Import Generic Binary Data 对话框中定义下列参数：数据格式（Data Format）： BSQ数据类型（Data Type）： Unsigned 8 Bit图像记录长度（Image Record Length）：0头文件字节数（Line Head
30、er Bytes）：0数据文件行数（Row）：n数据文件列数（Cols）：m文件波段数量（Bands）：s保存参数设置（Save Options）打开 Save Option File 对话框定义参数文件名（Filename）：*.gen9OK 退出 Save Option File预览图像效果（Preview）打开一个窗口显示输入图像如果图像正确，单击 OK 执行输入操作。进程状态条中单击 OK 完成数据输入。重复上述过程，依次将多波段数据全部输入，转换为 .IMG 文件。3.1.2 JPG 图像数据输入输出打开图像时，将文件类型指定为 JFIF（*.JPG）格式就可以在窗口中显示 JPG
31、图像，但要对它做进一步处理时，须另存为 IMG 文件以使用。将 IMG 图像文件输出成 JPG 图像文件，过程如下：ERDAS 图标面板菜单条：MainImport/Export 出现对话框；ERDAS 图标面板工具条：点击 Import 图标 出现对话框。在对话框中，确定下列参数：选择输出数据 ExportType：JFIF（*.JPG）Media：FileInput File：examplesLanier.imgOutput File：examplesLanier.jpgOK,打开 Export JFIF Data 对话框在 Export JFIF Data 对话框中设置输出参数：图像对比
32、度调整（Contrast Option）：Apply Standard Deviation Stretch标准差拉伸倍数（Standard Deviation）：2图像转换质量（Quality）：100单击 Export Option,打开 Export Option 对话框在 Export Option 对话框中，定义下列参数：选择波形（Select Layers）：4，3，2坐标类型（Coordinate Type）：Map定义子区（Subset Definition）：ULX、ULY、LRX、LRYOK，返回 Export JFIF Data 对话框OK，执行 JPG 数据输出3.1.3
33、 TIFF 图像数据输入输出TIFF 图像数据包括普通 TIFF 和 GeoTIFF,打开 TIFF 文件时，只需将文件类型指定为 TIFF 格式就可在窗口中直接显示。TIFF 图像转换为 IMG 图像：只要在打开 TIFF 的窗口中另存为 IMG 文件就可以了。同样，IMG 文件转换为 GeoTIFF 文件也只要在窗口中另存就可以了。103.2 多波段数据组合为了图像处理与分析，需要将上述转换的单波段 IMG 文件组合(Layer Stack)为一个多波段图像文件。实验操作步骤：ERDAS 图标面板菜单条：MainImage InterpreterUtilities Layer Stack
34、Layer Selection and Stacking 对话框。ERDAS 图标面板工具条：点击 Interpreter 图标UtilitiesLayer Stack Layer Selection and Stacking 对话框。在 Layer Selection and Stacking 对话框中，依此选择并加载（Add）单波段图像：输入单波段文件（Input File: *.img）：band3.img单击 Add输入单波段文件（Input File: *.img）：band4.imgAdd输入单波段文件（Input File: *.img）：band5.imgAdd输出组合多波段文
35、件（Output File:*.img）：bandstack.img输出数据类型（Data Type）：Unsigned 8 Bit波段组合（Output Option）：Union输出统计忽略零值：Ignore Zero In StatsOK 执行波段组合。3.3 图像分幅裁剪在实际工作中，经常根据研究区的工作范围进行图像分幅裁剪（Subset Image） ，利用 ERDAS 可实现两种图像分幅裁剪：规则分幅裁剪(Rectangle Subset)，不规则分幅裁剪(Pdygon Subset)。3.3.1 规则图像裁剪ERDAS 图标面板菜单条：MainData PreparationSu
36、bset Image 出现对话框ERDAS 图标面板工具条：点击 Data Prep 图标subset 出现对话框在对话框中，确定下列参数：Input File：Lanier.imgOutput File：Lanier_sub.img坐标类型（Coordinate Type）：File确定裁剪范围（Subset Definition）：ULX、ULY、LRX、LRY输出数据类型（Output Data Type）：Unsigned 8 Bit输出文件类型（Output Layer Type）：Continuous选中 Ignore Zero In Output Stats11输出象元波段（Se
37、lect Layers）：25（选择 2-5 这 4 个波段）OK，执行图像裁剪说明：裁剪范围的输入方法：通过直接输入右上角、右下角的坐标值（即上述演示方法） ；先在图像视窗中放置查询框，然后在对话框中选择 From Inquire Box；先在图像视窗中绘制 AOI 区域，然后在对话框中选择 AOI 功能，利用此方法也可实现不规则裁剪。3.3.2 不规则图像裁剪不规则分幅裁剪AOI 多边形裁剪：ERDAS 图标面板菜单条：MainData PreparationSubset Image 出现对话框ERDAS 图标面板工具条：点击 Data Prep 图标subset 出现对话框在对话框中，确
38、定下列参数。Input File：Lanier.imgOutput File：Lanier_sub.img单击 AOI 确定裁剪范围打开 Choose AOI 对话框，确定 AOI 来源（AOI Source）：File如果选择了文件（File） ，则进一步确定 AOI 文件；否则，直接进入下一步输出数据类型（Output Data Type）：Unsigned 8 Bit输出文件类型（Output Layer Type）：Continuous输出象元波段（Select Layers）：25（表示选择 2、3、4、5 这 4 个波段）OK，执行图像裁剪不规则分幅裁剪Arclnfo 多边形裁剪：
39、第一步：将 Arclnfo 多边形转换成栅格图象文件。ERDAS 图标面板菜单条：MainImage InterpreterUtilitiesVector to Raster 出现对话框ERDAS 图标面板工具条：点击 Interpreter 图标UtilitiesVector to Raster 出现对话框在对话框中，设置参数：(1)输入矢量文件名称（Input Vector File）：zone88(2)确定矢量文件类型（Vector Type）：Polygon(3)使用矢量属性值（Use Attribute as Value）：ZONE88-ID(4)输出栅格文件名称（Output Im
40、age File）：raster.img(5)栅格数据类型（Data Type）：Unsigned 8 Bit(6)栅格文件类型（Layer Type）：Thematic(7)转换范围大小（Size Definition）：ULX、ULY、LRX、 LRY12(8)坐标单位（Units ）：Meters(9)输出象元（Cell Size）：X 取 0，Y 取 30(10)选择正方形象元（Squire Cells）(11)OK，执行栅格转换第二步：通过掩膜运算（Mask）实现图像不规则裁剪。ERDAS 图标面板菜单条： MainImage InterpreterUtilitiesMaskERDA
41、S 图标面板工具条： 单击 Interpreter 图标UtilitiesMask 打开 Mask 对话框，并设置参数：(1)输入图像文件名称（Input File）：Lanier_1.img(2)输入掩膜文件名称（Input Mask File）：raster.img(3)单击 Setup Recode 设置裁剪区域内新值（ New Value）为 1，区域外取 0 值(4)确定掩膜区域做交集运算：Intersection(5)输出图像文件名称（Output File）：mask.img(6)输出数据类型（Output Data Type）：Unsigned 8 Bit(7)选中 Ignor
42、e Zero In Output Stats(8)OK，执行掩膜运算4 实习应交成果多波段 IMG 格式组合图像和 JPG 图像。13实验 3 图像几何校正1 目的要求(1)了解遥感图像几何校正的主要过程；(2)学习掌握几何校正中控制点选择、模型选择和具体的校正方法。2 设备及资料电子计算机，彩色打印机；遥感数字图像处理系统（ERDAS IMAGINE） ；1 景 TM 多光谱图像与具有地图投影的同地区 SPOT 影像，1 景航空像片，及其 DEM 数据。3 内容与步骤遥感图像的几何校正（geometric correction）是指从具有几何畸变的图像中消除畸变的过程。即建立遥感图像的像元坐
43、标（图像坐标）与目标物的地理坐标（地图坐标）间的对应关系。图像几何校正的过程如下：3.1 卫星图像校正第一步：显示图像文件ERDAS 图标面板菜单条：MainViewERDAS 图标面板工具条：点击 Viewer 图标，打开两个窗口（Viewer#1/ Viewer#2）,并将两个窗口平铺放置，接着执行如下操作：在 ERDAS 图标面板菜单条，单击 SessionTile Viewers 命令在 Viewer#1 窗口中打开需要校正的 Landsat TM 图像 tmAtlanta.img在 Viewer#2 窗口中打开作为地理参考的校正过的 SPOT 图像 panAtlanta.img第二步
44、：启动几何校正模块Viewer#1 菜单条：RasterGeometric Correction，打开 Select Geometric Model 对话框：选择多项式几何校正计算模型：Polynomial OK同时打开 Geo Correction Tools 对话框和 Polynomial Model Properties 窗口，在Polynomial Model Properties 窗口中，定义多项式模型参数及投影参数：选择多项式次方（Polynomial Order）：2定义投影参数（Projection）单击 Apply 和 Close，打开 GCP Tool Reference
45、Setup 对话框：第三步：启动控制点工具在 GCP Tools Reference Setup 对话框中选择采点模式：选择 Existing ViewerOK（关闭 GCP Tools Reference Setup 对话框）打开 Viewer Selection Instruction 指示器14在显示作为地理参考图象 panAtlanta.img 的 Viewer#2 中单击打开 Reference Map Information 提示框OK（关闭 GCP Tools Reference Setup 对话框）屏幕自动变化为包含两个主窗口，两个放大窗口，两个关联方框，控制点工具对话框和几何
46、校正工具等。控制点工具被启动，进入控制点采集状态。第四步：采集地面控制点（使用 GCP 对话框采集 Control Point）在 GCP 工具对话框中单击 Select GCP 图标，进入 GCP 选择状态：GCP 数据表中设置输入 GCP 的颜色（color）：在 Viewer#1 中移动关联框位置，寻找明显地物特征点，作为 GCP在 GCP 工具对话框中单击 Create GCP 图标,并在 Viewer#3 中单击定点,GCP 数据表记录一个 GCP,包括编号,标识码 ,X 坐标,Y 坐标在 GCP 工具对话框中单击 Select GCP 图标，重新进入 GCP 选择状态：在 View
47、er#2 中移动关联框位置，寻找与 Viewer3 中 GCP 相同的地物特征点，作为 GCP在 GCP 工具对话框中单击 Create GCP 图标,并在 Viewer#4 中单击定点,系统将把参考点的坐标(X Reference,Y Reference)显示在 GCP 数据表中在 GCP 工具对话框中单击 Select GCP 图标，重新进入 GCP 选择状态,并将光标移回到Viewer#1,准备采集另一个输入控制点。不断重复以上步骤,采集若干 GCP,直到满足所选定的几何校正模型为止。而后,每采集一个 Iuput GCP,系统就自动一个 Ref.GCP,通过移动Ref.GCP 可以逐步优
48、化校正模型。第五步：采集地面检查点（使用 GCP 对话框采集 Check Point）在 GCP Tool 菜单条中确定 GCP 类型、GCP 匹配参数(Matching Parameter)：EditSet Point TypeCheckEditPoint Matching,打开 GCP Matching 对话框,定义下列参数:匹配参数(Matching Parameter)：最大搜索半径(Max. Search Radius)为3，搜索窗口大小(Search Window Size)为 5约束参数(Threshold Parameter)：相关阈值(Correlation Threshol
49、d)为0.8；删除不匹配的点(Discard Correlation Threshold)匹配所有/选择点(Match All/Selected Point)：从输入到参考(Reference from Input)或从参考到输入(Input from Reference)Close(关闭 GCP Matching 对话框)采集地面检查点：在 GCP Tool 工具条，点击 Create GCP 图标,并将 Lock 图标打开,锁住 Create GCP 功能；同选择控制点一样,分别在 Viewer#1 和 Viewer#2 中定义 5 个检查点,完毕后单击 Unlock 图标,解除 Create GCP 功能。计算检查点误差：在 GCP Tool 工具条，单击 Computer Err
