2023年遥感原理与应用实验报告.pdf
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1、 遥感原理与应用课程Re m ote Se n sin g Prine i pl e andApplica t ion实验报告合用专业:遥感科学与技术、测绘工程、地理信息系统学 期:20 23-20 23 专业班级:测绘工程1 3-4 班学生姓名:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _吩_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _学 号:2 0 237 0 1 8指导教师:_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _型贵_ _ _ _ _ _ _ _ _黑龙江工程学院测绘工程学院2023年10月目 录实验一 E N V I软件安装与基本功能操作.3实验二影像的地理坐标定位和校正。18实验三
2、图像融合、镶嵌 淘汰.28实验四遥感图像分类.35实验项目实验一 ENVI软件安装与基本功能操作实验日期20 23 年 1 0 月 1 9H实验地点实验楼6 1 2同组人数1 人实验类型 传统实验 0 现代实验 口 其 他验证性 0 综合性 口 设 计 性 其 他0 自立式 口合作式 口研究式 其 他一、实验目的熟悉遥感数据图像解决软件E N V I 的安装过程,了解E N V I 基本信息、基本概念及其重要特性。对 E N V I 操作界面有一个基本的熟悉,对各菜单功能有一个初步了解,为后面的实验作好准备。二、实验仪器设备1 .硬件环境:计算机一台;2.软件环境:W i n d o w s
3、X P操作系统、E N V I 4.7 软件等。三、实验原理、内容及环节实验原理、内容:(1 )遥感图像解决软件E N V I 界面总体介绍;(2)E N V I 软件能辨认的图像类型介绍;(3)各种图像文献的打开。实验环节:1 .E N V I 的安装。2.遥感图像解决软件E N V I 界面介绍。启动E N V I 后,出现主菜单条,一共1 2 项:F i l e:文献操作。支持众多的卫星和航空传感器。支持8 0 多种图像以及矢量数据格式的输入,支持多种格式图像文献的直接输入。可输出的格式涉及:栅格格式和矢量格式。B a s i c T o o l s :基本图像工具。提供了多种E N V
4、 I 功能的入口。这些功能对于解决各种数据类型都是很有用的。重要涉及数据的调整、图像记录/分析、变化检测、波段运算、图像分割、图像掩膜。C l a s s i f i c a t i o n:图像分类工具。涉及非监督分类、监督分类、波谱端元收集和分类后解决。T r a n s f o r m:图像变换工具:将数据变换到此外一种数据空间,涉及:图像融合、图像增强变换和E N V1/T C 变换。F i l t er:滤波工具。涉及卷积滤波、形态学滤波、纹理分析、自适应滤波、傅立叶变换等。Sp e c t r a l:波谱分析工工具,为多光谱、高光谱和其他波谱数据提供的专业工具。涉及:流程化图像解
5、决工具、波谱库建立、重采样和浏览、波谱分割、波谱运算、波谱端元的判断、波 谱数据的n-维可视化,波谱分类、线性波谱分离、匹配滤波、包络线去除、波谱特性拟合等。M a p:地图工具。涉及图像几何校正、图像配准、图像正射校正、图像镶嵌、图像投影坐标转换、自定义投影坐标、A SC I I文献坐标转换、G P S连接。V ec t o r:矢量解决工具。涉及对矢量格式支持、矢量数据的编辑、矢量数据生成、矢量数据转化、矢量数据分析。To p o g r a p h i c:地形分析工具。涉 及D E M数据格式打开、地形建模、地形特性提取、等高线生成D E M、点数据栅格化等。R a d a r:基本雷
6、达解决。提供了雷达影像的标准化工具。这些工具可以对E R S-1 ,J E R S-1,R A D A R SA T.SI R-C,X-SA R、A I R SA R数据和其它方式获取的S A R数据进行解决。此外还可以解决C E O S格式的雷达数据。涉及,雷达文献定标、消除天线增益畸变、斜距校正、生成入射角图像、滤波、彩色图像合成、极化雷达解决、TO P SA R I具等。W i n d o w:窗口菜单。H el p:帮助菜单。可用波段列表窗口:用于存取E N V I图像文献和显示图像文献的重要控制面板。无论何时何地打开一个图像文献,可用波段列表将同步出现的波段和信息。选择显示图像文献的
7、方式(G r a y或RG B),运用波长来定位文献。三窗口显示方式:主窗口(I m a g e):按图像文献实际分辨率显示图像的一部分。该窗口在第一次载入一幅图像时自动地被启动,它也能动态地被缩放。E N V I允许装载多个主图像窗口及相应的滚动和缩放窗口。“O ve r l a y”和“T o o l s”菜单控制所有的E N V I交互显示功能,涉及:图像链接和动态覆盖;空间和波谱剖面图;对比度拉伸;彩色制图;诸如R 0 I的限定、光标位置和值、散点图和表面图等交互特性;诸如注记、网格、图像等值线和矢量层等的覆盖(叠置);动画以及显示特性。滚 动 窗 口(S c r o 1 1):显示整
8、个图像内容。可以动态地将其缩放到任何大小直至全屏。也许出现多个滚动窗口,每个窗口相应于一个已载入的主图像窗口。缩放窗口(Z o o m):是一个小的图像显示窗口,它以用户字定义的放大系数来显示图像的一部分,可以无级放大到像元大小。3.ENVI数据文献打开及操作所有数据文献读取到E N V I ,都 是通过从E N V I主 菜 单 上 的F i 1 e下拉菜单进行选择。(1 )O p e n I m a g e F i l e (打开图像文献)O p e n I m a g e F i 1 e是一个普通的文献打开程序。使 用 该 项 打 开E N V I图像文献或其它已知格式的二进制图像文献。
9、E N V I自动地辨认和读取下列类型的文献:T I F F、G e o T I F F、G I F、J P E G、B M P、S R F、H D F、P D S、M A S-5 0 ,N L A P S、R A D A R S A T 和 A V H R R 。数据仍保存它原有格式,必要的信息从数据文献头中读取。(2)O p e n E x t e r n a l F i l e(打开外部文献)虽然上述的O p e n I m a g e F i l e功能可以打开大多数文献类型,对于特定的已知文献类型,运用内部或外部的文献头信息通常会更加方便。使 用O p e n E x t e r n
10、 a l F i l e选项,E N V I从内部文献头读取必要的参数,因此不必在H e a d e r I n f o对话框输入任何信息。E N V I能读取这些标准文献类型的若干格式,这涉及精选的遥感格式、图像解决格式、通用图像格式及数字高程模型。(3)0 p e n V e c t o r File(打开矢量文献)该菜单选项允许你打开A R C V i e w Shape文献、A R C /I N F O互 换(I nt e r c h a n g e)格式文献、D XF 矢量文献、M a p I n f o I n t e r c h a n g e 格 式(.m i f)、微型工作站
11、 D G N (.d g n)、U S G S D L G文献、U S G S S D T S文 献 以 及E N V I矢量格式(.e v f)文献。你可以随意地导入多个矢量层;然而,应注意每个文献应当只包含一个矢量层。缩放窗口是一个小的图像显示窗口,它以用户自定义的缩放系数使用像元复制来显示主图像窗口的一部分。缩放窗口提供无限缩放能力,缩放系数出现在窗口标题栏的括号中。缩放窗口能动态地调整大小,直至屏幕中可运用的尺寸。可以显示多个缩放窗口,每个窗口相应于一个已载入的主显示窗口。4.加 载一幅灰阶影像双 击E N V I图标,成功打E N V I后,其主菜单会出现在屏幕上。打开一幅多光谱的T
12、 M数据,它是美国西部的科罗拉多州(C o l o r a d o,U S A)C a n o n地区的影像。要打开一个影像文献:1 .选择 F i l e -O pe n I m a g e F i l e。将出现一个 E n t e r I n p u t D a t aF i l e对话框。2 .进 入c a n _ t m这个子目录,这个子目录在e n v i d a t a目录下(该目录涉及了其它专题所需要的文献)。然后从列表中选择c a n _t m r .i m g这个文献,再点击O pe n。可用波段列表对话框(A v a i l a b 1 e B a n d s L i s
13、 t)将出现在屏幕上,这个列表允许你选择合适的波段来显示或解决。3.在可用波段列表中,通过在相应的波段名字上单击鼠标左键,选 择T M的波段4。你所选择的波段名将在被选择的波段名(S e 1 e c t e d B a n d)文本控件中显示出来。4 .单击G r a y S c a l e的单选按钮,然后在可用波段列表中单击L o a d B a n d ,这样影像就会在一个新的显示窗口中显示出来。波 段4将会以灰阶影像的形式显示出来。熟悉影像的显示方式:当一幅影像被装载后,E N V I的影像显示窗口将出现在你的屏幕上。显示窗口组涉及主影像窗口(I m a g e w i n d o w)
14、、滚 动 窗 口(S c r o l l w i n d o w)和缩放窗口(Z o o mw i n d o w )0这三个窗口被紧密的连在一起,在一个窗口中的改变会同时在其它窗口中反映出来。提醒:你可以选择屏幕上合适的影像窗口排列组合形式,只需在任何影像的窗口中单击鼠标右键,然后在弹出的快捷菜单中选择D i s pl a y W i n d o w S t y l e的子菜单来选择特定的一个排列组合方式。通过用鼠标左键按住窗口的拐角边沿拖曳,就可以调整所有影像窗口的大小。1.将主影像窗口的大小调整到足够大,可以注意到滚动窗口将消失。2 .此时再将主影像窗口调整到比整个影像范围小时,滚动窗口
15、又会再出现。3 .然后,试着改变缩放窗口的大小,会发现主影像窗口中显示范围轮廓的矩形方框也会随之改变大小。ENVI显示窗口组的基本特性将会在随后的几个部分分别介绍。三个显示窗口都有各自的快捷菜单,以进行常规的显示设立和使用交互式的功能,想在任何一个显示窗口中获取快捷菜单,只需在相应的窗口中单击鼠标右键。滚动窗口(S c r o l l W i n d o w)滚动窗口显示了一个经重采样后分辨率减少了的完整范围的影像。重采样的比例系数将显示在窗口顶部标题栏中的圆括号内。突出显示的一个滚动控制矩形方框(缺省条件下是红色的)将绘出在主影像窗口中显示部分的全分辨率影像。要在主影像窗口中显示影像的其它部
16、分,需将鼠标移动到滚动的矩形方框内,然后按住鼠标的左键,再移动鼠标到想去的区域,最后松开鼠标。当鼠标的按钮松开时,主影像窗口会自动的更新。也可以在滚动窗口中移动鼠标完毕上述的定位操作,只需在滚动窗口中按住鼠标的左键,然后移动到想要去的区域即可。在这个过程中,假如按住鼠标左键不放,拖曳鼠标,主影像窗口会随着鼠标的移动而更新影像。(更新的速度依赖于你的计算机的配置情况)最后,你可以通过键盘上的箭头按钮在滚动窗口中重新定位。为了增长滚动的速度,你可以在按住箭头按钮的同时再按住S h i f t键。主影像窗 口(I m a g e W i n d o w)主影像窗口将以实际的分辨率(未经重采样)来显示
17、影像的某一部分。缩放控制矩形方框(主影像窗口中的有颜色的矩形框)来指示缩放窗口中显示的区域。为了重新定位缩放窗口中被放大了的区域,可以先将鼠标移动到缩放控制矩形框内,然后按下鼠标左键移动鼠标。这时当松开鼠标左键时,缩放窗口就会自动的更新影像。采用别的方法,通过在缩放窗口中拖曳鼠标左键来移动被放大了的影像,你可以重新定位主影像窗口中的要显示的部分。在这个过程中,假如你单击鼠标左键并拖曳其运动,缩放窗口中的影像会随着鼠标的移动而更新。此外,你也可以移动缩放窗口中的十字丝状指示器来完毕定位过程。你只需单击缩放窗口,并使用键盘上的箭头按钮来定位。要每次移动几个像素的位置时,必须按住箭头按钮的同时也按下
18、S h i f t键。主影像窗口也可以有选择性地使用滚动条,相对于滚动窗口而言,它提供了一种可供替代的方法来移动影像,以使得相应的某一部分的影像显示在主影像窗口中。为了在主影像中添加滚动条,在影像窗口中单击右键,在弹出的快捷菜单中选择T o g g 1 e 一 Di s p l a y S c r o1 1 Ba r S o缩 放 窗 口(Z o o m w i n d o w )缩放窗口放大显示了影像的某一部分,放大的倍数将在窗口顶部标题栏中的方括号内显示出来。缩放的区域被主影像窗口中突出显示的方框(缩放控制框)表达出来。在缩放窗口的左下角,有几个很小的图形控件(默认颜色为红色)。这些控件将
19、调节缩放的倍数或控制缩放窗口和主影像窗口中的十字丝的显示。在缩放窗口中移动鼠标,并单击鼠标左键,将会以所点击的像素为中心,在缩放窗口中重新放大显示所需区域的影像。要移动缩放窗口中的十字丝状指示器,只需单击缩放窗口,就可以使用键盘上的箭头按钮来移动十字丝。要每次移动几个像素的位置时,要在按下箭头按钮的同时也按下S h i f t键。单击并按住鼠标左键不动,在缩放窗口中拖动鼠标,将会使缩放窗口漫游显示出主影像窗口中个各个区域的影像。在 缩 放 窗 口 的 左 下 角(减号)的影像控件上单击鼠标左键,将会使放大倍数减少一。在该影像控件上单击鼠标中键时,放大倍数会缩小一倍。而用鼠标右键单击时,会使缩放
20、窗口的放大倍数变为默认值。同理,在缩放窗口的左下角“+”(加号)的影像控件上单击鼠标左键,将会使放大倍数增长一。在该影像控件上单击鼠标中键时,放大倍数会增大一倍。而用鼠标右键单击时,会使缩放窗口的放大倍数变为默认值。在缩放窗口的左下角用鼠标左键单击最右边的影像控 件(第三个),会激发缩放窗口中的十字丝出现。在该影像控件上单击鼠标中键时,会激发主影像窗口中的十字丝出现。而用鼠标右键单击时,会打开或关闭主影像窗口上的缩放控制框显示。在该影像控件上双击鼠标右键会激发主影像窗口上的滚动条开或关。显示菜单栏(Di s p l a y M e n u Ba r)主影像窗口上端的菜单栏,可以使你很方便的使用
21、E N V I的各项功能,并直接运用到被显示的影像上。你也可以跟使用其它E N V I的菜单同样,选择相应的选项设立。鼠标键的使用方法,E N V I有许多交互式的功能,对于每个不同功能,鼠标键的组合和作用都不同。M o u s e Bu t t o n De s c r i p ti o n s对话框将告诉你在每个图形窗口中鼠标键的功能。要打开M o u s e Bu t t o n D e s c r i p ti o n s对话框,可以从主影像窗口菜单栏或者从E N V I主菜单栏中选择W i n d o w -*M o u s e Bu t t o n D e s c r i p t
22、i o n s现在,只要你的鼠标光标出现在E N V I显示窗口或者图形窗口中,鼠标键的功能就会出现在对话框中。M B1代表鼠标左键,M B 2代表鼠标中键,M B 3代表鼠标右键。显示光标位置要显示鼠标光标的位置和值,可以从主影像窗口菜单栏或者从E N V I主菜单栏中选 择W i n d owCu r s o r L o c a ti o n/V a l u e ,或者在积极脉影像窗口中点击鼠标右键,从弹出的快捷菜单中选择C u r s o r L o c a ti o n/V a l u e 接着屏幕上出现的Cu r s o r L o c a ti o n/V a 1 u e对话框将显
23、示出光标在方影像窗口、滚动窗口或者缩放窗口中的位置(如下图)。该对话框还显示了十字丝光标所相应的那个像素的屏幕值(颜色)和实际数据值。要关闭这个对话框,可以在Cu r s o r L o c a t i o n/V a l u e 对话框顶部的菜单中,选择F i l e -*Ca n c e l o一 旦 Cu r s o r L o c a t i o n /V a i u e 对话框打开后,要隐藏或者显示该对话框,可以在主影像窗口中双击鼠标左键。显示影像剖面廓线可以交互式地选择和显示X 轴(水平)、丫轴(垂直)和 Z 轴(波谱)的剖面廓线图。这些剖面廓线图显示了穿过影像的横线(X)、纵线(
24、Y)或者波谱波段(Z)的数据值。从主图像窗口菜单栏中,可作以下操作:T o o l s -P ro f il e f X P ro f ite /Y P r o f il e/Z P ro f il eo分别显示数据值与列号(s am p l e n um be r)之间的关系曲线图;数据值与行号(l in e n u m b e r)之间的关系曲线图;波谱剖面廓线图。使用对比度拉伸在缺省情况下,E N V I用 2%的线性拉伸来显示所有影像。1.为了对影像使用不同的对比度拉伸,可以在主影像窗口的菜单中选择E n h an ce,它将显示6 种默认拉伸选项,分别相应每一个显示窗口(Im a g
25、 e,Z o o m,S c r o 1 1)o 2 .在列表中选择一项(比如:选择E n h an ce -Im ag e E qua 1 i z at io n,它将会对主影像窗口中的影像进行直方图均衡化解决,并同时更新滚动窗口和缩放窗口中的影像)。尝试使用几种不同的拉伸方法。相应地,也可以交互式拉伸进行对比度拉伸,通过选择主影像窗口菜单中的 E n h an ce -*In t e r ac t i v e S t re t ch i n g。使用颜色映射表在缺省情况下,ENVI 用灰阶颜色表来显示所有影像。1.为了使用预先定义的颜色表来显示影像,可以从主影像窗口的菜单中选择T o o
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- 2023 遥感 原理 应用 实验 报告
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