2022年地理遥感图像处理实验教案.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -教案(2022/2022 学年第 2 学期)课程名称遥感图像处理试验课程编号101001504课程性质专业课教学时数20教学对象08 级的理科学授课老师黄雄壮职称副教授邵阳学院城市建设系2022 年 2 月可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 20 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验一图像预处理一、试验目的使同学初步明白ENVI 软件的基本操作如图像文件治理,图像
2、的裁剪、重采样以及图像中的条带和噪声的去除方法.二、试验设备遥感图像处理软件ENVI4.0 .使用数据Landsat TM data.三、试验内容与步骤1、图像的输入与输出2、编辑 ENVI 图像头文件3、图像的裁剪与重采样4、叠加公里网格5 、去除条带及坏线方法四、试验总结包括通过试验获得的试验留意事项、心得体会等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -试验二几何校正一、试验目的1、把握图像几何校正的方法和步骤.二、试验原理ENVI的图像配准与几何校正工具答应你将图像定位到的理坐标上,并校正它们使其与基 图像
3、几何外形相匹配.图像可以用Rotate/Flip Data菜单项在配准以前进行旋转.通过使用全辨论率 主图像 和缩放窗口挑选的面掌握点( GCPs),来进行图像图像和图像的图的配准.基图像和未校正图像的GCPs 的坐标被显示,相伴有特定订正算法运算的误差项.订正用旋转、缩放和平移(RST),多项式函数或德洛内三角测量(Delaunay triangulation )实现. RST订正是最简洁的方法,需要三个或更多的GCPs 运行图像的旋转、缩放和平移.多项式可进行1 次到n 次订正,当进行多项式订正时ENVI 要求所需的掌握点数必需大于n1 2(其中 n 为多项式的次数degree),德洛内三
4、角测量适于三角到不规章空间GCPs 和内插数值到输出格网中.支持的重采样方法包括最近邻、双线性和立方体卷积.用ENVI的多个动态掩盖才能,对基图像和订正图像进行比较,可以快速估价配准精度.ENVI 全面支持带有各种投影的的理信息的图像,除此之外,用户仍可以依据它供应的6类基本投影、超过35 种椭球和100 种基准来构造自定义的投影.ENVI 图像所具有的的理信息可以在 ENVI 的头文件里可以看到,其中参考像元的的理坐标是其它全部像元的参考.三、试验设备遥感图像处理软件ENVI4.0 .使用数据Landsat TM data.四、试验内容与步骤1、图像对图像的校正本例将以SPOT 图像作为基准
5、图像,把另一幅同一的区的不具备的理信息的TM 图像与SPOT 图像配准.( 1)打开基图像bldr_sp.img和待订正的图像bldr_tm.img,( 2 )在 ENVI 主菜单中挑选MapRegistrationSelect GCPs:Image to Image,(3)显现 Image to Image Registration 对话框时, 在“Base Image:下”面点击挑选基图像(参照图像)的显示(Display #1 ,SPOT 图像).在“Warp Image: ”下方点击挑选被订正的图像的显示 Display #2 , TM 图像 ,( 4)单击 OK ,显现Ground
6、Control Points Selection对话框.在该对话框里添加的面掌握点( GCP),(5)查看各掌握点的精度、RMS 误差并作适当的修改,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 20 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 6 )订正图像,在Ground Control Points Selection对话框中挑选OptionsWarp file , 挑选 bldr_tm.img文件,点击 OK,显现 Registration Parameters
7、 对话框,订正方法挑选RST, 重采样方法采纳最邻近采样,( 7)键入输出文件名,单击OK ,进行订正,( 8)将订正图像与SPOT 基图像进行动态链接和动态掩盖,检查订正的精度.2、图像对的图的订正图像对的图配准要求至少由一幅图像是打开的.图像中的面掌握点GCPs由缩放窗口中的光标挑选.也可以挑选亚像元坐标.相应的的图坐标被手工输入或从矢量窗口输入.一旦挑选了足够的点定义一个订正多项式,在订正图像中的GCP 位置就能猜测.(1)在试验数据路径下打开TM 图像 bldr_tm.img,图像默认加载到显示窗口中(图像打开时的默认显示可以在头文件里进行设置),( 2 )挑选 MapRegistra
8、tionSelect GCPs: Image to Map ,显现 Image to MapRegistration 对话框,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 3)在该对话框中,在“Select Registration Projection列表中”,点击类型挑选要输出的投可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_影.这里挑选UTM 投影,在标有“Zone”的文本框里输入区域号13,像元辨论率接受默认的 30m,点击 OK ,( 4)显现Ground Control Points Selection对话框,在该对话框中挑选的面掌握点,的面掌握点的挑选类似于图像-图像配准
9、,( 5)用同样的方法添加另外的GCPs,( 6 )按前述方法执行订正.五、试验总结包括通过试验获得的试验留意事项、心得体会等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验三空间信息增强(一)一、试验目的1、明白并把握几种常用的线性扩展方法和基本函数非线性扩展如直方图均衡化、高斯扩展以及平方根扩展方法,并对这些方法进行比较与评判.2、明白并把握真彩色图像和假彩色图像的定义、区分以及实现过程.二、试验设备遥感图像处理软件ENVI4.0 .使用数据Landsat TM data.三、试验内容与步骤1、反差扩展( 1)从主菜单的File 中,打开 TM 1-7 波段数据,在窗口中打开任意波段
10、的数据.主图像 菜单中的enhance 菜单就是对图像进行反差扩展.第一挑选scrolllinear ,对图像进行线性扩展,(默认的线形扩展是2%的线性扩展) .( 2)要想转变系统默认的2% 线性扩展,从主菜单File 中,打开PreferencesDisplay Default ,将 %Linear 中的 2.0 改为 0.0,挑选 OK 后.关闭对话框,储存生成的新文件再打开, 就形成新的从0 开头的线性变换.( 3)主图像菜单中挑选EnhanceInteractive Stretching可以进行交互式的反差扩展.Strech_Type 中可以挑选各种扩展方式,主要有Linear(一般
11、线性扩展) ,Gaussian(高斯扩展) , Piecewise Linear (分段线形扩展) , Equalization (等均值扩展) , SquareRoot(平方根扩展) , Arbitrary (任意扩展) ,选中各种不同的扩展方式,点击Apply ,即可在图中看到变化后的图像:( 4)其中,分段线性变换,需要按住Ctrl 键,在原始图像的直方图中,点击鼠标左键,加分段断点.鼠标左键选中断点,将它拖到任意位置,点击Apply 即可看到其变化结果.2、彩色合成( 1)第一打开一幅TM 图像 1 7 个波段, FileOpen Image File:( 2)点击 Available
12、 Bands List对话框中RGB Color 单项按钮.( 3)在显示的波段列表中分别点击band 3 做 R(红) 变换、 band 2 做 G(绿) 变换、 band1做 B(蓝)变换.( 4) 点击 Load RGB 显示合成后的彩色图像.( 5)在主图像的菜单栏中FileSave Image AsImage File, 点击 Choose 挑选储存文件的路径,点击OK储存图像即完成了图像的彩色变换.四、试验总结包括通过试验获得的试验留意事项、心得体会等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验四空间信息增强(二)一、试验目
13、的1、把握彩色变换的方法和步骤.2、明白和把握彩色密度分割的原理和详细操作.二、试验设备遥感图像处理软件ENVI4.0 .使用数据Landsat TM data.三、试验内容与步骤1、彩色变换1RGB向 HSV的转换:在主菜单中点击TransformsColor Transforms(在做正变 换的选项中有RGB to HSV、RGB to HLS 和 RGB to HSVUSGSMunsell三中方法),点击 RGB toHSV.接着挑选已经彩色合成好的遥感图像,接着在弹出的对话框中挑选 display1 ,显现 RGB to HSV (HLS 、USGS Munsell )Paramete
14、rs 对话框,挑选储存路径后,软件就自动完成了 HVS 变换,( 2)分别打开彩色变换后的三个重量( 3) HSV向 RGB的逆变换.在主菜单中点击TransformsColor Transforms (在做逆变换的选项中有HSV to RGB 、HLS to RGB和 HSV to RGB USGS Munsell三种方法),点击 HSV to RGB .在 HSV to RGB (HLS 、USGS Munsell ) Input Bands 对话框中对应与H 、S、V 中分别对应选中要转换的HUE 、SET、 VAL 重量,然后点击OK .储存所生成的图像文件,即完成了 逆变换过程.2、
15、密度分割( 1)在显示菜单中挑选Tools ColorMapping DensitySlice或 Overlay DensitySlice.显现 Density Slice Band Choice对话框.( 2)挑选你所要进行灰度值范畴定义的波段.缺省的 8 个范畴列在DefinedDensitySliceRanges 下面.这个缺省的数据的最小和最大值是从Scroll窗口运算出来的.可以输入你所需 要的最大和最小值转变密度分割的范畴.(要想回到初始的状态,点击Reset ), 在对话框的下面挑选密度分割的应用范畴,是image 窗口、 scroll窗口仍是全部窗口.( 3)在 Density
16、 Slice 对话框中我们可以对已经划分好的灰度值范畴区间属性进行编辑,删除,修改,转变颜色等操作.只需要你点击Edit Range 、Delete Range、Clear Range 选项框进行操作.( 4)我们用ENVI 默认的灰度值范畴进行密度分割,点击Apply 应用.四、试验总结可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_包括通过试验获得的试验留意事项、心得体会等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验五波谱信息增强一、试验目的1、把握应用不同滤波器进行滤波的方法与步骤.二、试验原理滤波操作可在主菜单Filter 菜单下进行,在ENVI 中可进行如下操作:卷积滤波、
17、外形学滤波、纹理滤波、自适应滤波和频率域滤波.卷积滤波在空间域中对图像进行滤波处理,外形滤波依据数学外形学运算对图像进行增强,纹理滤波可以提取图像的纹理方面的信息,自适应滤波能够在保留边缘的情形下进行平滑减噪处理.本节我们将主要介绍两种主要的滤波:空间域滤波 (卷积滤波)和频率域滤波(快速傅立叶变换) .在数学空域中作卷积相当于在频域中作乘积,所以两者实质上是一样的.滤波通常通过排除特定的空间频率来使图像增强.空域上的频率可以懂得为像元亮度值随距离的变化.高频信息通常反应局部的变化,而低频信息通常反应整体的轮廓特点.空域滤波是通过将图像与一个模板进行运算而进行的,由于模板的对称性,这种运算相当
18、于数学中的卷积运算,所以也叫卷积滤波,进行滤波的模板也称为卷积算子.用户挑选卷积算子与图像进行卷积生成一个新的空间滤波图像.ENVI 中的卷积滤波包括以下类型:高通、低通、拉普拉斯、方向滤波、高斯高通、高斯低通、中值、Sobel、Roberts、用户自定义滤波.三、试验设备遥感图像处理软件ENVI4.0 .使用数据Landsat TM data.四、试验内容与步骤1、空域滤波( 1)在主菜单中挑选FilterConvolutions and Morphology,显现如下 Convolutions and Morphology Tool对话框.( 2)在上述对话框中挑选Convolutions
19、滤波方法(如上所介绍).假如你挑选方向滤波,将弹出Directional Filter Angle对话框, 输入方向角,北向(竖直向上)为0 度方向,依据逆时针方向为正方向.( 3)通过点击“ Kernel Size ”中的箭头按钮来指定变换核的大小.变换核的尺寸被设置为奇数.( 4)在 Image Add Back 0-100% 右的文本框中键入一个add back 值.加回原图像的部分值可以保留一些空域背景,通常用于图像锐化当中,这样滤波图像看上去成效更好一些,不会是纯粹的边缘.(5)用鼠标双击想要进行编辑的像元,即可进行编辑,输入新的值,按回车即可.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_
20、精品资料_( 6)将变换核储存到文件2、频域滤波ENVI 软件中进行频域滤波增强也可分为三步:1、将原始影像从空域变换到频率域,通过 FFT(快速傅立叶变换)可实现.2、在频率域中依据需要可以交互的设置滤波函数,人为指定 通过或滤掉某些频率成分.3、对滤波后的频域图像进行傅立叶逆变换即可得到滤波后的图像.频域滤波的一个重要的应用就是可以有效的去除图像中的周期性噪声,抱负情形下,频域图像从中心向四周应当是从低频向高频的平滑变化,但假如图像由于传感器等因素而产生周期性噪声时,如条带,在频域中会显现沿中心对称的亮斑,这时我们可以在频域中特别直观的设置滤波函数去掉这些亮斑,这一点我们将用实例进行演示.
21、3、图像去条带( 1)在主图像菜单中挑选FilterFFT FilteringForward FFT ,显现 Forward FFT Input File 对话框,挑选要被处理的数据,需要时,可以用子集.这里可以挑选整个文件或单个波段.( 2)点击 OK 按钮,键入输出的FFT 文件,完成后加载图像,结果如下所示,即为频域图像:五、试验总结包括通过试验获得的试验留意事项、心得体会等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_试验六图像融合一、试验目的1、把握图像融合的方法和步骤.二、试验设备遥感图像处理软件ENVI4.0 .使用数据Landsat TM data、SPOTdata.三、试
- 配套讲稿:
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