遙感實(shí)習(xí)報(bào)告

1、遙感原理與應(yīng)用課堂實(shí)驗(yàn)報(bào)告（ 2015-2016學(xué)年 第一學(xué)期）專業(yè)班級(jí)：學(xué) 號(hào)：姓 名：實(shí)驗(yàn)成績： 優(yōu)秀：格式完全符合規(guī)范要求，內(nèi)容完整，圖表規(guī)范美觀；實(shí)驗(yàn)原理清楚，實(shí)驗(yàn)步驟合理，結(jié)果正確；嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按時(shí)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 良好：格式符合規(guī)范要求，內(nèi)容完整，圖表規(guī)范；實(shí)驗(yàn)原理較清楚，實(shí)驗(yàn)步驟合理，結(jié)果正確；遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，按時(shí)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 中等：格式基本符合規(guī)范要求，內(nèi)容較完整；實(shí)驗(yàn)原理較清楚，實(shí)驗(yàn)步驟基本合理，結(jié)果正確；能遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，能按時(shí)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 及格：格式問題較多，內(nèi)容基本完整；實(shí)驗(yàn)原理較清楚，實(shí)驗(yàn)步驟基本合理，結(jié)果基本正確；能遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，能按時(shí)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 不及格：格

2、式問題突出，內(nèi)容不完整；實(shí)驗(yàn)原理不清楚，實(shí)驗(yàn)步驟欠合理，結(jié)果不正確；有抄襲現(xiàn)象，不遵守實(shí)驗(yàn)紀(jì)律，未時(shí)上交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 指導(dǎo)教師簽名: 2015年 11月 5日 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（一）：遙感圖像幾何糾正（4學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模赫莆者b感圖像幾何糾正的原理方法；熟悉幾何糾正中控制點(diǎn)的選擇原則和方法；熟練掌握有關(guān)遙感圖像處理軟件的主要功能和操作步驟；針對變形的遙感圖像能進(jìn)行幾何糾正。實(shí)驗(yàn)器材：1、計(jì)算機(jī)；2、基準(zhǔn)遙感圖像、待糾正遙感圖像；3、遙感數(shù)字圖像處理ENVI軟件。實(shí)驗(yàn)要求：掌握遙感圖像幾何糾正的主要步驟；自己獨(dú)立完成遙感圖像幾何糾正；對幾何校正結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。實(shí)習(xí)時(shí)間及地點(diǎn)：2015年10月15日軟件與數(shù)據(jù)源

3、描述：ENVI提供以下選擇方式：從柵格圖像上選擇 如果擁有需要校正圖像區(qū)域的經(jīng)過校正的影像、地形圖等柵格數(shù)據(jù)，可以從中選擇控制點(diǎn)，對應(yīng)的控制點(diǎn)選擇模式為Image to Image。從矢量數(shù)據(jù)中選擇 如果擁有需要校正圖像區(qū)域的經(jīng)過校正的矢量數(shù)據(jù)，可以從中選擇控制點(diǎn)，對應(yīng)的模式為Image to Map。從文本文件中導(dǎo)入 事先已經(jīng)通過GPS測量、攝影測量或者其他途徑獲得了控制點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)，保存為以Map (x,y), Image (x,y)格式提供的文本文件可以直接導(dǎo)入作為控制點(diǎn)，對應(yīng)的控制點(diǎn)選擇模式為Image to Image 和Image to Map。鍵盤輸入 如果只有控制點(diǎn)目標(biāo)坐標(biāo)信息或

4、者只能從地圖上獲取坐標(biāo)文件（如地形圖等），只好通過鍵盤敲入坐標(biāo)數(shù)據(jù)并在影像上找到對應(yīng)點(diǎn)。控制點(diǎn)的預(yù)測是通過控制點(diǎn)回歸計(jì)算求出多項(xiàng)式系數(shù)，然后通過多項(xiàng)式計(jì)算預(yù)測下一個(gè)控制點(diǎn)位置，RMS值也是用同樣的方法。默認(rèn)多項(xiàng)式次數(shù)為1，因此在選擇第四個(gè)點(diǎn)時(shí)控制點(diǎn)預(yù)測功能可以使用，隨著控制點(diǎn)數(shù)量的增強(qiáng)，預(yù)測精度隨之增加。最少控制點(diǎn)數(shù)量與多項(xiàng)式次數(shù)的關(guān)系為（n+1）2。實(shí)驗(yàn)原理及步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：運(yùn)行ENVI 軟件第一步：顯示圖像文件從ENVI 主菜單中，選擇File Open Image File 當(dāng)Enter Data Filename文件選擇對話框出現(xiàn)后，選擇進(jìn)入當(dāng)前目錄下的"幾何校正"

5、子目錄，從列表中選擇bldr_tm.img和bldr_sp.img文件。在波段列表中bldr_tm.img選擇RGB:543顯示，同時(shí)Display中顯示bldr_sp.img。 點(diǎn)擊OK 。出現(xiàn)"可用波段列表對話框"出現(xiàn)。兩影像分別在display#1,display#2中打開。 第二步：啟動(dòng)幾何校正模塊在主菜單上選擇map->Registration->select GCPs：image to image出現(xiàn)窗口Image to Image Registration，分別在兩邊選中DISPLAY 1（左）,和DISPLAY 2（右）。 BASE圖像指參考圖（

6、bldr_sp.img）像而warp則指待校正影像（bldr_tm.img）。 選擇OK!第三步：采集地面控制點(diǎn)進(jìn)行選點(diǎn)：將兩邊的影像十字線焦點(diǎn)對準(zhǔn)到自己認(rèn)為是同一地物的地方，就可以選擇ADD POINT添加點(diǎn)了。剔除或調(diào)整誤差較大的點(diǎn)。第四步：選擇校正參數(shù)輸出接下來就是進(jìn)行校正了：在ground control points.對話框中選擇：options->warp file(as image to map),在出現(xiàn)的imput warp image中選中你要校正的影像tm，點(diǎn)ok進(jìn)入registration parameters對話框：首先點(diǎn)change proj按鈕，選擇坐標(biāo)系ut

7、m,然后更改象素的大小，輸入為30m。最后選擇多項(xiàng)式校正方法.重采樣方法（resampling）,一般都是選擇雙線性的（bilinear），最后的最后選擇保存路徑。memory點(diǎn)OK。第五步：檢驗(yàn)校正結(jié)果在顯示校正后結(jié)果的Image窗口中，右鍵選擇Geographic Link命令，選擇需要連接的兩個(gè)窗口，打開十字光標(biāo)進(jìn)行查看。或者在INVI ZOOM中將校正后的結(jié)果跟基準(zhǔn)影像同時(shí)顯示在窗口中，并用透視或者拉幕工具進(jìn)行對比瀏覽。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：1、控制點(diǎn)應(yīng)選取圖像上易分辨且較精細(xì)的特征點(diǎn)，如道路交叉點(diǎn)、河流彎曲或分叉處、海岸線彎曲處、湖泊邊緣、飛機(jī)場、城郭邊緣； 2、特征變化大地區(qū)應(yīng)該多選控制

8、點(diǎn)；圖像邊緣部分一定要選取控制點(diǎn)，以避免外推；盡可能滿幅均勻選取。3、控制點(diǎn)選取結(jié)束后要記得保存控制點(diǎn)文件2015年10月15 日實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（二）：遙感圖像的鑲嵌與裁剪（0.5學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜みb感圖像的特點(diǎn)；掌握遙感圖像鑲嵌與裁剪的概念和作用；掌握遙感圖像鑲嵌與裁剪影像處理軟件的相關(guān)操作步驟。實(shí)驗(yàn)器材：1、計(jì)算機(jī)；2、多光譜遙感圖像；3、遙感數(shù)字圖像處理ENVI軟件。實(shí)驗(yàn)要求：1、了解多光譜遙感圖像的成像規(guī)律和特點(diǎn)；2、掌握遙感圖像鑲嵌與裁剪的概念及主要操作步驟；3、對遇到的問題能自己分析解決。實(shí)習(xí)時(shí)間及地點(diǎn)：2015年10月29日軟件與數(shù)據(jù)描述：圖像裁剪的目的是將研究之外的區(qū)域去除。常用的

9、方法是按照行政區(qū)劃邊界或者自然區(qū)劃邊界進(jìn)行頭像裁剪；在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)中個(gè)，還經(jīng)常要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分幅裁剪。本課程學(xué)習(xí)在ENVI下進(jìn)行圖像的規(guī)則裁剪、利用矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像的不規(guī)則裁剪。規(guī)則裁剪，是指裁剪圖像的邊界范圍是一個(gè)矩形，這個(gè)矩形范圍獲取途徑包括：行列號(hào)、左上角和右下角兩點(diǎn)坐標(biāo)、圖像文件、ROI/矢量文件。規(guī)則分幅裁剪功能在很多的處理處理過程中都可以啟動(dòng)（Spatial Subset）。下面介紹其中一種規(guī)則分幅裁剪過程。不規(guī)則圖像裁剪，是指裁剪圖像的邊界范圍是一個(gè)任意多邊形。任意多邊形可以是事先生成的一個(gè)完整的閉合多邊形區(qū)域，可以是一個(gè)手工繪制的多邊形，也可以是ENVI支持的矢量文件。針對不同的情

10、況采用不同的裁剪過程。下面學(xué)習(xí)這兩種方法。圖像鑲嵌，指在一定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)控制下把多景相鄰遙感圖像拼接成一個(gè)大范圍、無縫的圖像的過程。ENVI的圖像鑲嵌功能可提供交互式的方式，將有地理坐標(biāo)或沒有地理坐標(biāo)的多幅圖像合并，生成一幅單一的合成圖像。實(shí)驗(yàn)原理及步驟：在 ENVI 主菜單中，選擇 Map Mosaicking Pixel Based，開始進(jìn)行 ENVI 基于像素的鑲嵌操作。Pixel Based Mosaic 對話框出現(xiàn)在屏幕上。2、從 Pixel Based Mosaic 對話框中，選擇 Import Import Files。 在 Mosaic Input Files對話框中，點(diǎn)擊 Ope

11、n File，選擇文件ljs-dv06_2.img。 3. 在 Mosaic Input Files對話框中，再一次點(diǎn)擊 Open File，選擇 ljs-dv06_3.img 文件。 4. 在Mosaic Input Files對話框中，按下鍵盤上的Shift鍵，并同時(shí)點(diǎn)擊ljs- dv06_2.img和ljs-dv06_3.img文件名，選中這兩個(gè)文件，點(diǎn)擊 OK。 5. 在 Select Mosaic Size 對話框的X Size 中輸入 614，Y Size 中輸入 1024，指定鑲嵌影像的大小。 6. 在 Pixel Based Mosaic 對話框中，點(diǎn)擊 dv06_3.img

12、文件名。 7. 調(diào)整影像的位置關(guān)系。8、在 Pixel Based Mosaic 對話框中，選擇 File Apply。當(dāng) Mosaic Parameters 對話框出現(xiàn)后，輸入輸出文件名 ljs-dv06.img，點(diǎn)擊 OK，生成鑲嵌影像文件。在 Pixel Based Mosaic 對話框中，選擇 File Save Template。當(dāng) Output Mosaic Template 對話框出現(xiàn)后，輸入輸出的文件名 ljs-dv06a.mos。 9. 點(diǎn)擊可用波段列表中的 dv06a.mos 波段名，然后點(diǎn)擊 Load Band，顯示鑲嵌后的影像。10、在 Pixel Based Mosa

13、ic 對話框中，選擇 OptionsChange Mosaic Size。在 Select Mosaic Size對話框的X Size 和 Y Size 文本框中都輸入值 768，點(diǎn)擊 OK，改變輸出鑲嵌影像的大小。 在 Pixel Based Mosaic 對話框中，左鍵點(diǎn)擊影像2 的綠色輪廓框。將影像2 拖動(dòng)到鑲嵌圖的右下角。 在鑲嵌圖中，右鍵點(diǎn)擊影像1 的紅色輪廓框，選擇 Edit Entry，打開 Entry:filename對話框。11、在 Data Value to Ignore 文本框中，輸入值 0。在 Feathering Distance 文本框中，輸入值 25，點(diǎn)擊OK。

14、對另一幅影像，重復(fù)上面的兩步操作。 選擇 File Save Template，輸入輸出文件名 ljs-dv06b.mos。在可用波段列表中，點(diǎn)擊鑲嵌模板文件名，然后點(diǎn)擊 Load Band，顯示該鑲嵌影像。在 Pixel Based Mosaic對話框中，選擇 File Apply，點(diǎn)擊OK。輸入要輸出的文件名ljs-dv06-output，設(shè)定 Background Value 為 255，然后點(diǎn)擊 OK?；诘乩碜鴺?biāo)的影像鑲嵌例子在 ENVI 主菜單中，選擇 Map Mosaicking Georeferenced，開始進(jìn)行 ENVI 基于地理坐標(biāo)的鑲嵌操作。輸入文件：從 Pixel G

15、eoreferenced Mosaic 對話框中，選擇 Import Import Files。打開ljs-lch_02w.img和ljs-lch_01w.img. 在鑲嵌圖中，右鍵點(diǎn)擊影像1 的紅色輪廓框，選擇 Edit Entry，打開 Entry:filename對話框，在 Data Value to Ignore 文本框中，輸入值 0。在 Feathering Distance 文本框中，輸入值 25，點(diǎn)擊OK。同理，處理#2影像。添加注記：在ENVI4.7中FileOpen Image File 選擇ljs-lch_01w.img。在主窗口中從主影像窗口中，選擇 Overlay An

16、notation，打開 Annotation對話框。在color中選擇Red，然后添加注記，操作完成后保存為ljs-lch-a.ann導(dǎo)入注記：在mosica窗口，選擇上影像，右鍵選擇 Edit Entry，選擇select cutlineAnnotation File ，選擇ljs-lch-a.ann。結(jié)果如下：創(chuàng)建輸出羽化后的鑲嵌影像 在 Map Based Mosaic 對話框中，選擇 File Apply。在 Mosaic Parameters對話框中，輸入輸出文件名 ljs-lch_mos.img，點(diǎn)擊 OK，創(chuàng)建羽化后的鑲嵌影像。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析：（1）如果待拼接的圖形經(jīng)過了較為準(zhǔn)確

17、的幾何校正，圖像的拼接過程只需要經(jīng)過色帶調(diào)整之后就可以運(yùn)行就可以達(dá)到較好的效果。（2）彩色圖像如何要取得較好的效果，需要從紅綠藍(lán)三個(gè)波段進(jìn)行灰度的調(diào)整，對于多個(gè)波段的圖像文件，進(jìn)行一一對應(yīng)的多個(gè)波段調(diào)整。（3）在使用拼接線拼接時(shí)，如果帶拼接區(qū)域顏色較為一致，或者帶拼接區(qū)域剛好有河流或其他分割線，可以依照此分割線進(jìn)行拼接，此時(shí)采用拼接線拼接可能取得較好的效果。同時(shí)要對拼接線處進(jìn)行羽化使拼接線能夠更好的融入影像中去。 2015年10 月29日實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（三）：遙感圖像的融合（0.5學(xué)時(shí)）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模菏煜ざ喙庾V遙感圖像和高分辨率全色影像的特點(diǎn)；掌握遙感圖像融合的基本原理及主要融合算法和步驟；掌握遙感圖像

18、融合影像處理軟件的主要操作步驟。實(shí)驗(yàn)器材：1、計(jì)算機(jī)；2、多光譜遙感圖像和高分辨率的全色影像；3、遙感數(shù)字圖像處理ENVI軟件。實(shí)驗(yàn)要求：1、了解多光譜遙感圖像和高分辨率全色影像的特點(diǎn)；2、掌握遙感圖像融合各種算法的原理與主要操作步驟；3、對遇到的問題能自己分析解決。實(shí)習(xí)時(shí)間及地點(diǎn)：2015年10月29日軟件與數(shù)據(jù)描述：在ENVI中，遙感影像合成總共有5中方法，分別是：HSVColor Normalized (Brovey)Gram-Schmidt Spectral SharpeningPC Spectral SharpeningCN Spectral Sharpening實(shí)驗(yàn)原理與步驟：1.

19、圖像融合： 三波段融合： HSV和Color Normalized (Brovey)變換： 1） 從ENVI主菜單中，選擇File Open Image File，分別加載校正后的資源三號(hào)多光譜與全色影像到可用波段列表Available Bands List中； 2） 選擇多光譜3,2,1波段（可以根據(jù)需要選擇）對應(yīng)R，G，B，點(diǎn)擊Load RGB將多光譜影像加載到顯示窗口display#1； 3） 在ENVI的主菜單選擇Transform Image Sharpening HSV； 4） 在Select Input RGB Input Bands對話框中，選擇Display #1，然后點(diǎn)擊O

20、K。 5） 從High Resolution Input File對話框中選擇全色影像，點(diǎn)擊OK。 6） 從HSV Sharpening Parameters對話框中，選擇重采樣方法，并輸入輸出路徑和文件名，點(diǎn)擊OK。即可完成HSV變換融合；與上述方法類似，選擇Transform Image Sharpening Color Normalized (Brovey)，使用Brovey進(jìn)行融合變換。 多光譜融合： Gram-Schmidt、主成分（PC）和color normalized (CN)變換 三種方法操作過程基本類似，下面以 Gram-Schmidt為例： 1）從ENVI主菜單

21、中，選擇File Open Image File，分別加載校正后的資源三號(hào)多光譜與全色影像到可用波段列表Available Bands List中； 2 在ENVI的主菜單選擇Transform Image Sharpening Schmidt Spectral Sharpening； 3） 在Select Low Spatial Resolution Multi Band Input File對話框中選擇資源三號(hào)多光譜影像，在Select High Spatial Resolution Pan Input Band對話框中選擇全色影像，點(diǎn)擊OK。 4）選擇Average of Low Res

22、olution Multispectral File方法。 5）選擇重采樣方法，輸入輸出路徑及文件名，單擊OK輸出。與上述方法類似，選擇其他兩種方法進(jìn)行融合，并比較融合結(jié)果。 2.圖像增強(qiáng)： 1）從ENVI主菜單中，選擇File Open Image File，加載融合后影像到可用波段列表Available Bands List中，并打開影像； 2）在image主窗口菜單Enhance下有不同的拉伸方法，可以嘗試并比較各種方法的特點(diǎn)； 3）ENVI系統(tǒng)默認(rèn)打開的影像已經(jīng)過2%線性拉伸。如果希望改變系統(tǒng)默認(rèn)的2%線性擴(kuò)展，從主菜單File Preferences Display Default，將%Linear 中的2.0 改為0.0，選擇OK 后，關(guān)閉對話框。 4）交互式拉伸：主圖像菜單中選擇EnhanceInteractive Stretching。Strech_Type 中可以選擇各種擴(kuò)展方式，主要有Linea