遙感專題信息提取及專題圖制作設(shè)計(jì)報(bào)告

-.z遙感原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)—“遙感專題信息提取與專題圖制作〞設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)院遙感信息工程學(xué)院班級(jí)學(xué)號(hào)姓名日期2012年2月21日-.z課程設(shè)計(jì)的目的和意義本次課程設(shè)計(jì)的目的主要是為了加深理解和穩(wěn)固遙感原理與應(yīng)用的有關(guān)理論知識(shí)；要求我們會(huì)運(yùn)用專業(yè)遙感軟件，通過對(duì)遙感影像進(jìn)展各種處理以及專題信息提取等綜合應(yīng)用，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。本次實(shí)習(xí)的意義在于鍛煉我們的獨(dú)立自主能力，培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣和科學(xué)素養(yǎng)，為今后工作打下良好的根底。二、課程設(shè)計(jì)方案和流程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)介紹地點(diǎn)：**地區(qū)傳感器類型：TM1、3、4、5、6、7波段影像；空間分辨率：30米、120米；SPOT影像，分辨率10米。說明文件：Readme.t*t，SPOT影像投影信息、大地坐標(biāo)、分辨率。2、硬軟件介紹本次實(shí)習(xí)使用的軟件主要為ERDAS軟件。ERDASIMAGINE是美國(guó)ERDAS公司開發(fā)的專業(yè)遙感圖像處理與地理信息系統(tǒng)軟件。在圖像處理方面，直觀的操作步驟使用戶操作起來非常靈活方便。IMAGINE的窗口提供了卷簾、閃爍、設(shè)置透明度以及根據(jù)坐標(biāo)進(jìn)展窗口關(guān)聯(lián)功能，方便多個(gè)相關(guān)圖像的比擬。ERDASIMAGINE為不同的應(yīng)用提供了250多種地圖投影系統(tǒng)，還有非常方便的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具。新開發(fā)的專家分類器，為高光譜、高分辨率圖像的快速高精度分類提供了可能。此工具突破了傳統(tǒng)分類只能利用光譜信息的局限，可以利用空間信息輔助分類。3、總體方案本次實(shí)習(xí)給定的是**地區(qū)的相關(guān)波段的TM圖，我想采用分類融合技術(shù)，利用各個(gè)波段的TM圖像進(jìn)展影像融合，分別提取該區(qū)域的水系、植被、居民地，以這三種地類的面積或周長(zhǎng)等要素作為研究對(duì)象，進(jìn)而制作出**地區(qū)的土地利用專題圖。詳細(xì)步驟如下：〔1〕、確定專題要素：**地區(qū)水系、植被、居民地這三中地類的面積以及分布情況?！?〕、格式轉(zhuǎn)換：先將源圖像.tif格式的文件轉(zhuǎn)換成.img格式的文件，便于軟件進(jìn)展處理?！?〕、圖形合成：將TM圖像相應(yīng)的波段進(jìn)展合成,分別將TM影像左右兩圖像的六個(gè)波段進(jìn)展合成為left.img,right.img〔4〕、圖像預(yù)處理：在將選取好的源圖像進(jìn)展拼接起來之前要先對(duì)圖像進(jìn)展幾何糾正，將左片和右片都糾正到統(tǒng)一的坐標(biāo)系中，去掉重疊局部，將左右兩幅圖像拼接起來形成一幅更大幅面的圖像?！?〕、圖像解譯：對(duì)圖像進(jìn)展空間增強(qiáng)，多個(gè)波段疊加組合或拆分，便于分辨出目標(biāo)地物?！?〕、圖像分類：進(jìn)展有監(jiān)視分類和非監(jiān)視分類，提取水系、植被、居民地等?！?〕、專題信息提?。簩?duì)分類后的圖像水系、植被、居民地進(jìn)展相應(yīng)的分類編碼，并分別計(jì)算面積?！?〕、專題地圖的制作和輸出：利用軟件根據(jù)研究需要和制圖區(qū)域的特征生成圖層、文本、比例尺、圖例、公里格網(wǎng)線、符號(hào)、圖廓線等圖像整飾內(nèi)容并生成制圖文件并輸出地圖。確定專題要素為**地區(qū)水系、植被、居民地的面積以及分布情況4、流程框圖確定專題要素為**地區(qū)水系、植被、居民地的面積以及分布情況將需要的tif格式的源圖像轉(zhuǎn)換成軟件易處理的img格式的圖像將需要的tif格式的源圖像轉(zhuǎn)換成軟件易處理的img格式的圖像圖像合成，分別將TM影像左右兩片六個(gè)波段進(jìn)展合成為left.img,right.img圖像合成，分別將TM影像左右兩片六個(gè)波段進(jìn)展合成為left.img,right.img幾何糾正幾何糾正左右圖像拼接左右圖像拼接圖像空間增強(qiáng)，多個(gè)波段疊加或拆分圖像空間增強(qiáng)，多個(gè)波段疊加或拆分圖像空間增強(qiáng)，多個(gè)波段疊加或拆分圖像空間增強(qiáng)，多個(gè)波段疊加或拆分分類編碼并計(jì)算面積分類編碼并計(jì)算面積制作并輸出專題圖制作并輸出專題圖三、課程設(shè)計(jì)的過程和步驟根據(jù)本次實(shí)習(xí)所給的實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)，我先將TM影像六個(gè)波段進(jìn)展合成，合成之后分別對(duì)左右影像以spot影像為模板進(jìn)展糾正，再將糾正后的影像進(jìn)展鑲嵌，鑲嵌之后為了便于分類，還可以適當(dāng)將影像進(jìn)展增強(qiáng)處理，然后將增強(qiáng)后的圖像進(jìn)展分類，最后提取分類后的專題要素制作專題地圖。另外，鑲嵌之后還可以將影像與spot全色影像進(jìn)展融合處理，然后再將融合后的影像進(jìn)展分類，并與未融合的分類影像進(jìn)展精度評(píng)定和比照。以下為具體步驟及關(guān)鍵階段成果圖：圖像合成分別將左右兩片TM影像的六個(gè)波段進(jìn)展合成，這一步比擬簡(jiǎn)單，沒有出什么問題。合成后左右兩片的圖像分別如下：圖像糾正利用spot影像分別對(duì)左右兩片合成后的影像進(jìn)展糾正，糾正的過程中要選6個(gè)同名點(diǎn)以及假設(shè)干檢查點(diǎn)。這一過程需要的時(shí)間特別長(zhǎng)，因?yàn)檫@一過程既要保證選點(diǎn)準(zhǔn)確，又要保證選點(diǎn)均勻。如果選點(diǎn)不準(zhǔn)確就會(huì)導(dǎo)致糾正后的影像出現(xiàn)較大偏差，如果選點(diǎn)不均勻會(huì)使局部地區(qū)誤差很大。因此需要不斷調(diào)整已經(jīng)選好的同名點(diǎn)或者添加新的檢查點(diǎn)。糾正后影像如下：圖像鑲嵌鑲嵌是將兩幅糾正好的影像拼接起來，通過鑲嵌處理，可以獲得更大*圍的地面圖像。如果兩幅影像糾正的精度相差太遠(yuǎn)的話可能會(huì)使鑲嵌的圖像不規(guī)則。我剛開場(chǎng)就是因?yàn)榧m正時(shí)選點(diǎn)不均勻的緣故，導(dǎo)致左片邊緣處偏差較大，進(jìn)而使鑲嵌后的圖像接縫處出現(xiàn)較大鋸齒。不過，經(jīng)過屢次對(duì)左右兩片調(diào)整點(diǎn)位以及增加檢查點(diǎn)，最終我得到了比擬可觀的鑲嵌影像。鑲嵌后的影像截圖如下：圖像增強(qiáng)為了便于對(duì)圖像進(jìn)展分類，還需要對(duì)圖像進(jìn)展適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)處理，以助于進(jìn)展特征提取。因此，我對(duì)鑲嵌后的圖像進(jìn)展了增強(qiáng)處理，我依次做了線性變換、直方圖均衡化、邊緣增強(qiáng)。圖像融合圖像融合是將多源遙感圖像按照一定的算法，在規(guī)定的地理坐標(biāo)系，生成新的圖像的過程。全色圖像一般具有較高空間分辨率，而多光譜圖像光譜信息較豐富，為提高TM圖像的空間分辨率，可將鑲嵌后的TM影像與spot全色影像進(jìn)展融合，這樣既可以提高多光譜圖像的空間分辨率，又保存其多光譜特性。圖像裁剪由于糾正后影像不太規(guī)則，并且邊緣處的精度與中間的精度存在一定差異，再者考慮到制圖*圍等原因，需要對(duì)圖像進(jìn)展一定的裁剪。以下是分別對(duì)融合后圖像和融合前圖像裁剪后的截圖，從圖中也可以比照融合前后圖像的差異。融合前后圖像裁剪后截圖，左邊是融合后的圖，右邊是融合前的圖：圖像分類與精度評(píng)定圖像分類是對(duì)圖像上的信息進(jìn)展屬性的識(shí)別和分類，從而到達(dá)提取專題信息的目的。本次實(shí)習(xí)圖像分類有分類和精度評(píng)定兩局部。監(jiān)視分類與非監(jiān)視分類本次實(shí)習(xí)主要是利用監(jiān)視分類法進(jìn)展圖像分類的。剛開場(chǎng)我也嘗試做過非監(jiān)視分類，但是效果明顯沒有監(jiān)視分類的效果好。我想是因?yàn)榉潜O(jiān)視分類沒的樣本類別和類別的先驗(yàn)知識(shí)，導(dǎo)致分類效果不好。以下是將圖像用非監(jiān)視分類和監(jiān)視分類分為三類的效果圖比照〔左邊是非監(jiān)視分類的圖像，右邊是監(jiān)視分類的圖像〕：融合前分類與融合后分類本次實(shí)習(xí)，我對(duì)影像融合前后的圖像分類效果進(jìn)展了比照。我發(fā)現(xiàn)融合后的圖像分類效果沒有融合前的效果好。以下是融合后〔左邊〕和融合前〔右邊〕的分類圖像比照截圖：以下分別是融合后和融合前的混淆矩陣：融合后混淆矩陣：Data s* zb jzw sd ---------- -------------------- ---------- ---------- s* 11713 0 8 2 zb 0 7284 0 0 jzw 14 0 2856 208 sd 657 0 30 5332 ColumnTotal 12384 7284 2894 5542 融合前混淆矩陣：Data s* zb jzw sd ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- s* 1674 0 0 0 zb 6 823 14 1 jzw 8 13 623 25 sd 0 1 38 383 ColumnTotal 1688 837 675 409 精度評(píng)定精度評(píng)定是本次實(shí)習(xí)耗時(shí)最長(zhǎng)的一局部。我分別對(duì)融合前后的圖像進(jìn)展了精度評(píng)定，對(duì)每幅圖像各選了256個(gè)隨機(jī)點(diǎn)進(jìn)展了人工分類，通過與計(jì)算機(jī)分類結(jié)果進(jìn)展比照，最后得出了精度評(píng)定結(jié)果。融合后的精度評(píng)定：融合前的精度評(píng)定：專題圖制作專題圖制作局部是本次實(shí)習(xí)的最后階段，專題地圖是突出反映一種或幾種主體要素的地圖，這些主體要素多是根據(jù)專門用途的需要確定的，它們應(yīng)表達(dá)得很詳細(xì)，其它的地理要素則根據(jù)表達(dá)主體的需要作為地理根底迭繪。我利用前面監(jiān)視分類的結(jié)果制作了一幅**市土地利用的專題圖。我依照ERDAS中文教程為專題圖添加了圖例、比例尺、公里網(wǎng)格、指北針和圖名。以下是專題圖制作的截圖效果：四、課程設(shè)計(jì)的結(jié)果分析與評(píng)價(jià)本次幾何糾正的過程我進(jìn)展了屢次重復(fù)和修改，主要原因是選點(diǎn)不夠準(zhǔn)確以及選點(diǎn)不均勻。由于兩幅圖像的顏色、分辨率等不一樣，所以選點(diǎn)比擬困難，有些地方如長(zhǎng)江附近顏色變換比擬明顯，所以選點(diǎn)比擬準(zhǔn)確，而林地茂盛區(qū)選點(diǎn)就很困難了。另外，有些地方實(shí)在不好選點(diǎn)就沒有選，這樣就導(dǎo)致了選點(diǎn)的不均勻，進(jìn)而導(dǎo)致了這些地區(qū)偏差較大。因此，為了提高圖像糾正的精度，應(yīng)該盡量選擇一些比擬明顯的同名點(diǎn)，另外，也要盡量讓選的點(diǎn)均勻分布。影像鑲嵌的精度直承受影像糾正的影像。因?yàn)樵阼偳兜倪^程中的鑲嵌邊是由左右圖像上亮度值最接近的連線，而此時(shí)如果左右兩片的精度相差太遠(yuǎn)的話就會(huì)使鑲嵌邊不夠準(zhǔn)確。另外，在消除鑲嵌邊時(shí)要進(jìn)展平滑處理，左右兩片的精度相差太遠(yuǎn)的話會(huì)導(dǎo)致鑲嵌邊周圍出現(xiàn)較大模糊。所以要想圖像鑲嵌精度提高，就要盡量提高圖像幾何糾正的精度。本次實(shí)習(xí)我主要對(duì)融合前后的圖像分類精度進(jìn)展了比擬。我分別對(duì)融合前后的分類圖像各選了256個(gè)點(diǎn)進(jìn)展了重新人工分類，得出融合前分類圖像的分類精度較高。我分析了原因，很明顯融合后的圖像清晰很多，這說明融合后的圖像分辨率較融合前的高，但是這樣導(dǎo)致了融合后圖像的區(qū)分度變小，必然會(huì)導(dǎo)致融合后圖像分類精度降低。另外，對(duì)于未融合的分類圖像，我也進(jìn)展了分析。圖像分類時(shí)主要是利用監(jiān)視分類法，而監(jiān)視分類需要先知道類別的先驗(yàn)知識(shí)，因此AOI的選取是影響分類精度的一個(gè)重要因素。五、課程設(shè)計(jì)的總結(jié)與體會(huì)本次實(shí)習(xí)我嚴(yán)格按照指導(dǎo)教師的要求獨(dú)立完成了實(shí)習(xí)任務(wù)。通過這次實(shí)習(xí)，我加深了有關(guān)遙感的根本原理、遙感傳感器的成像機(jī)理的理解，穩(wěn)固了理論課上所學(xué)的遙感圖像的處理方法、專題信息提取以及遙感綜合應(yīng)用技術(shù)。本次實(shí)習(xí)遇到的問題主要是自己對(duì)ERDAS軟件不太熟悉，初次接觸感覺有點(diǎn)陌生，剛開場(chǎng)完全摸不著頭腦，后來經(jīng)過問同學(xué)、問教師以及自己查閱相關(guān)資料，漸漸理出了頭緒。有頭緒之后就做的很快了，我第二次課就做到專題圖制作局部了，但是后來聽教師講解，發(fā)現(xiàn)自己前面漏做了幾個(gè)局部，導(dǎo)致要重新開場(chǎng)做?？梢?，有一個(gè)詳細(xì)的思路是很重要的。不過，對(duì)軟件熟悉后，重新做一遍還是很快的，雖然走了一些彎路，但是還是覺得收獲挺大的。最后，建議教師以后在實(shí)習(xí)之前還是稍微跟我們講一下大致思路，以免我們像無頭蒼蠅一樣到處亂撞，這樣浪費(fèi)了很多時(shí)間，導(dǎo)致最后一次課很多同學(xué)不能按時(shí)交成果?？?/p>