【正文】 本科學(xué)生綜合性實驗報告 姓名 學(xué)號 404 專業(yè)＿ 資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理 ＿ 班級 11 ＿ 實驗課程名稱 遙感原理與應(yīng)用 實驗名稱 遙感原理與應(yīng)用的綜合實驗 指導(dǎo)教師及職稱 付磊 講師 開課學(xué)期 2020 至＿ 2020 學(xué)年＿ 下 學(xué)期 云南師范大學(xué)旅游與地理科學(xué)學(xué)院編印 一、實驗準(zhǔn)備 實驗名稱： 遙感原理與應(yīng)用的綜合實驗 實驗時間： 2020/6/13 實驗類型： □ 驗證實驗 ■ 綜合實驗 □ 設(shè)計實驗 實驗?zāi)康暮鸵螅? （ 1） 實驗一： 第三章數(shù)據(jù)輸入 /輸出的實驗?zāi)康暮鸵螅? ①了解常用輸入 /輸出數(shù)據(jù)格式； ②了解二進(jìn)制圖像數(shù)據(jù)輸入； ③熟悉 HDF 圖像數(shù)據(jù)輸入操作； ④熟悉 JPG 圖像數(shù)據(jù)輸入 /輸出； （ 2） 實驗二： 第四章數(shù)據(jù)預(yù)處理的實驗?zāi)康暮鸵螅? ①掌握圖像預(yù)處理的主要方法； ②熟悉遙感影像的變換、增強(qiáng)、分類等工作； （ 3） 實驗三： 第五章圖像解譯 （空間增強(qiáng)處理） 的實驗?zāi)康暮鸵螅? ①掌握卷積增強(qiáng)、非定向邊緣增強(qiáng)、聚集分析、紋理分析、自適應(yīng)濾波、圖像融合、銳化增強(qiáng)等幾種遙感圖像的空間增強(qiáng) 處理的過程和方法； ②學(xué)會圖像融合的方法，加深對圖像空間增強(qiáng)處理的理解； （ 4） 實驗四： 第 六 章 圖像分類 （監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類） 的實驗?zāi)康暮鸵螅? ①熟練掌握非監(jiān)督分類的原理及相關(guān)操作； ②熟練掌握 ROI 提取的相關(guān)操作； ③熟練掌握監(jiān)督分類的原理及相關(guān)操作； ④熟練掌握分類后處理的原理及相關(guān)操作； 實驗材料及相關(guān)設(shè)備： 操作系統(tǒng)： Windows7 操作工具： Erdas 遙感數(shù)字影像 實驗方法步驟及注意事項： 實驗一：第三章數(shù)據(jù)輸入 /輸出 一、圖像的輸入與輸出： 實 驗方法步驟 ： 在 ERDAS 圖標(biāo)面板菜單條單擊 Import/Export 命令，打開 Import/Export 對話框； 選擇數(shù)據(jù)輸入，即選中 Import 復(fù)選框； 選擇數(shù)據(jù)類型，設(shè)置圖像格式類型； 選擇圖像存儲介質(zhì)類型，設(shè)置為 File； 選擇輸入圖像文件名，并給出輸出圖像文件名； 單擊 OK 按鈕，執(zhí)行圖像格式轉(zhuǎn)換 輸出圖像的格式轉(zhuǎn)換方法類似。 注意事項： 參數(shù)設(shè)置，隨數(shù)據(jù)類型的而不同。 二、波段組合 實驗方法步驟： 在 ERDAS 圖標(biāo)面板菜單條單擊 Main/Interpreter/Utilities/Layer Stack 命令，打開 Layer Selection and Stacking 對話框； 輸入單波段文件； 單擊 Add 按鈕； 重復(fù) 3，將其他波段文件輸入； 輸入多波段文件名； 輸出數(shù)據(jù)類型 unsigned8bit； 波段組合選擇 union 單擊按鈕（波段提取選擇 Intersection）； 輸出統(tǒng)計忽略零值，即選中 （ Ignore Zero In Stats 復(fù)選框） 單擊 OK 按鈕。 注意事項： 在對話框中 輸入?yún)?shù)時要認(rèn)真，還要仔細(xì)琢磨其中的意義。 三、其他數(shù)據(jù)圖像 的輸入 /輸出 實驗方法步驟： （ 1）、打開輸入輸出對話框； （ 2）、在對話框中設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)； （ 3）、單擊 OK 按鈕，得到實驗要求的結(jié)果 注意事項： 在輸入數(shù)據(jù)的時候，要注意反思每個實驗的目的，然后好好記住方法。 實驗二：第四章數(shù)據(jù)預(yù)處理（幾何校正） 實驗方法步驟： （ 1） 確定地面控制點（ Ground Contol Point， GCP） ,即在原始畸變圖像空間與標(biāo)準(zhǔn)空間尋找控制點。地面控制點應(yīng)該在圖像上有明顯清晰的定位識別標(biāo)志，地面控制點上的地物不隨時間而變化，地面控制點應(yīng)當(dāng)均勻分布在整幅圖像內(nèi)，且要有一定的數(shù)量保。 地面控制點的數(shù)量、分布和精度直接影響幾何校正的效果?？刂泣c的精度和選取的難易程度與圖像的質(zhì)量、地物的特征及圖像的空間分辨率密切相關(guān)。 （ 2） 地面控制點確定后，要在圖像與圖像或地圖上分別讀出各個控制點在圖像上的像元坐標(biāo)（ X,Y）及其標(biāo)準(zhǔn)地圖或圖像上的坐標(biāo)（ X,Y）。 （ 3） 選擇合適的坐標(biāo)變換函數(shù)（即幾何校正數(shù)學(xué)模型），建立圖像坐標(biāo)（ X,Y）與其參考坐標(biāo)（ X,Y）之間的關(guān)系式，通常應(yīng)用多項式校正模型。利用地面控制點對數(shù)據(jù)求出模型的位置參數(shù)，然后利用此模型對原始圖像進(jìn)行幾何校正。 （ 4） 幾何校正的精度分析，利用幾何校正數(shù)學(xué)模型計算 校正之后的圖像誤差。 （ 5） 確定每一點的亮度值。根據(jù)輸出圖像上各像兀在輸入圖像中的位置，對原始圖像按一定規(guī)則重新采樣，進(jìn)行亮度值的插值計算，建立新的圖像矩陣。 注意事項： 要注意控制點的選擇，因為它是校正成功與否的關(guān)鍵?？刂泣c的選取原則： （ 1）、最明顯、最清晰，如到路口，建筑邊界，河流交叉口； （ 2）、不隨時間改變； 實驗三：第五章圖像解譯（空間增強(qiáng)處理） 實驗 方法步驟： 在 ERDAS 圖標(biāo)面板菜單中單擊 Main/Image Interpreter/Spatial Enhancement/菜單中選擇不同的 命令對話框； 在各個對話框中設(shè)置好參數(shù)； 得到實驗結(jié)果的圖像； 注意事項： 在實驗操作中，要根據(jù)不同的命令設(shè)置不同的參數(shù)，有點繁瑣，所以 要細(xì)心。 實驗四：第六章圖像分類 （監(jiān)督分類 、分類后處理 ） 監(jiān)督分類： 實驗方法步驟： 選擇 Classifier 圖標(biāo) Supervised Classification 命令，打開 Supervised Classification 對話框，參數(shù)設(shè)置如下： （ 1） 選擇處理圖像文件（ Input Raster File）。 （ 2） 確定輸入分類模板（ Input Signature）。 （ 3） 定義輸出分類文 件（ Classified File）。 （ 4） 設(shè)置輸出分類距離文件為 Distance File。 （ 5） 選擇非參數(shù)規(guī)則（ NonParametric Rule），一般選擇 Feature Space，即選擇特征空間。 （ 6） 選擇疊加規(guī)則（ Overlap Rule），一般為 Parametric Rule。 （ 7） 選擇未分類規(guī)則（ Unclassified Rule）為 Parametric Rule。 （ 8） 選擇參數(shù)規(guī)則（ Parametric Rule），一般選擇 Maximum Likelihood，即最大似然。 （ 9） 還可以定義分類圖的屬性表項目， 即單擊 Attribute Options 按鈕，進(jìn)行選擇。 （ 10） 最后單擊 OK 按鈕，執(zhí)行監(jiān)督分類。 注意事項： 監(jiān)督分類的過程中我們要結(jié)合一定的生活經(jīng)驗。 分類后處理： 實驗 方法步驟： 由于分類嚴(yán)格按照數(shù)學(xué)規(guī)則進(jìn)行，分類后往往會產(chǎn)生一些只有幾個像元甚至一兩個像元的小圖斑。這對分類圖的分析、解譯和制圖，都是不利的，可通過幾種分類后處理來解決。 ERDAS 中的分類后處理方法有：聚類統(tǒng)計、過濾分析、去除分析。 聚類統(tǒng)計 聚類統(tǒng)計（ Clump）是通過計算分類專題圖像每個分類圖斑的面積、記錄相鄰區(qū)域中最大圖斑面積的分類值等操 作，產(chǎn)生一個 Clump 類組輸出圖像，其中每個圖斑都包含 Clump 類組屬性。該圖像是一個中間文件，用于進(jìn)行下一步處理。 過濾分析 Sieve 功能是對經(jīng) Clump 處理后的 Clump 類組圖像進(jìn)行處理，按照定義的數(shù)值大小，刪除 Clump 圖像中較小的類組圖斑，并給所有小圖斑賦予新的屬性值。顯然，這里引出了一個新的問題，就是小圖斑的歸屬問題。可以與原分類圖對比確定其新屬性，也可以通過空間建模方法、調(diào)用 Delerows 或 Zonel 工具進(jìn)行處理。 Sieve 經(jīng)常與 Clump 命令配合使用，對于無須考慮小圖斑歸屬的應(yīng)用問題，有很 好的作用。 去除分析 去除分析是用于刪除原始分類圖像中的小圖斑或 Clump 聚類圖像中的小Clump 類組，與 Sieve 命令不同，將刪除的小圖斑合并到相鄰的最大的分類當(dāng)中。而且，如果輸入圖像是 Clump 聚類圖像的話，經(jīng)過 Eliminate 處理后，將小類圖斑的屬性值自動恢復(fù)為 Clump 處理前的原始分類編碼。顯然， Eliminate 處理后的輸出圖像是對分類結(jié)果圖像進(jìn)行了制圖綜合。 注意事項： 經(jīng)過 聚類統(tǒng)計處理后，過濾分析過程完成較小的類組圖斑的刪除、歸屬過程， 所以在實驗中要仔細(xì)和耐心。 二、實驗內(nèi)容、步驟和結(jié)果 （要求：詳細(xì)寫清楚本次實驗的完成的 主要內(nèi)容 、 具體實施步驟 和 實驗結(jié)果 。紙張不夠可以自行添加。） 實驗一：第三章數(shù)據(jù)輸入 /輸出 一、 數(shù)據(jù)的輸入 /輸出 主要內(nèi)容： ERDAS IMAGINE 的數(shù)據(jù)輸入 /輸出功能允許用戶輸入多種格式的數(shù)據(jù)供 IMAGINE 使用，同時可以將 IMAGINE 的文件轉(zhuǎn)換成多種數(shù)據(jù)格式。 具體實施步驟： 在 ERDAS 圖標(biāo)面板菜單條中單擊 Main/Import/ Export 命令，打開數(shù)據(jù)輸入 /輸出對話框。在數(shù)據(jù)輸入 /輸出對話框中，通常需要設(shè)置下列參數(shù)信息。 確定是輸入數(shù)據(jù)（ Import）還是輸出數(shù)據(jù)（ Export）； 在 Type 下拉列表框中選擇輸入數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)的類型〔 Type)； 在 Media 拉列表框中選擇輸入數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)的存儲介質(zhì) (CDROM、 Tape、 File )。 確定輸入數(shù)據(jù)文件路徑和文件名 確定輸出數(shù)據(jù)文件路徑和文件名 單擊 OK 按鈕，進(jìn)入下一級參數(shù)的設(shè)置，隨數(shù)據(jù)類型而不同。 （如下圖所示） 實驗結(jié)果：