1、中國地質(zhì)大學(xué)遙感圖像辦理上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告范本中國地質(zhì)大學(xué)遙感圖像辦理上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告范本中國地質(zhì)大學(xué)遙感圖像辦理上機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告范本遙感圖像辦理課程實(shí)習(xí)報(bào)告學(xué)生姓名：王蜀越班學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：王紅平、許凱中國地質(zhì)大學(xué)信息工程學(xué)院2017年7月1日.目錄目錄.-1-實(shí)習(xí)一：影像交融.-2-【實(shí)習(xí)目的】.-2-【實(shí)習(xí)步驟】.-2-【實(shí)習(xí)過程】.-2-實(shí)習(xí)二：幾何校訂.-6-【實(shí)習(xí)內(nèi)容】.-6-【實(shí)習(xí)步驟】.-6-【實(shí)習(xí)過程】.-6-實(shí)習(xí)三：影像分類（一）.-10-【實(shí)習(xí)內(nèi)容】.-10-【實(shí)習(xí)步驟】.-10-【實(shí)習(xí)過程】.-10-實(shí)習(xí)四：影像分類（二）.-14-【實(shí)習(xí)內(nèi)容】.-14-【實(shí)習(xí)步驟】.-14-【

2、實(shí)習(xí)過程】.-14-心得與感想.-18-.實(shí)習(xí)一：影像交融1.1【實(shí)習(xí)目的】掌握遙感影像交融的基來源理、內(nèi)容和重點(diǎn)；掌握在ENVI中遙感影像交融的操作方法、步驟；進(jìn)一步熟習(xí)ENVI軟件的操作。1.2【實(shí)習(xí)步驟】（1）實(shí)習(xí)流程圖：認(rèn)識(shí)圖像交融的使用ENVI對(duì)圖比較幾種圖像融基來源理與算法像進(jìn)行圖像交融合的優(yōu)弊端。2）參數(shù)設(shè)置及中間結(jié)果：無1.3【實(shí)習(xí)過程】（1）影像交融的內(nèi)容圖像交融（ImageFusion）是指將多源信道所采集到的對(duì)于同一目標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)經(jīng)過圖像辦理和計(jì)算機(jī)技術(shù)等，最大限度的提取各自信道中的有益信息，最后綜合成高質(zhì)量的圖像，以提高圖像信息的利用率、改良計(jì)算機(jī)解譯精度和靠譜性、提高

3、原始圖像的空間分辨率和光譜分辨率，利于監(jiān)測(cè)。高效的圖像交融方法能夠依據(jù)需要綜合辦理多源通道的信息，進(jìn)而有效地提高了圖像信息的利用率、系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)探測(cè)辨別地靠譜性及系統(tǒng)的自動(dòng)化程度。其目的是將單調(diào)傳感器的多波段信息或不一樣類傳感器所供給的信息加以綜合，除去多傳感器信息之間可能存在的冗余和矛盾，以加強(qiáng)影像中信息透明度，改良解譯的精度、靠譜性以及使用率，以形成對(duì)目標(biāo)的清楚、完好、正確的信息描繪。（2）圖像交融過程.（3）幾種常有的交融算法IHS交融算法在計(jì)算機(jī)內(nèi)定量辦理色彩時(shí)，往常采納RGB表色系統(tǒng)，但在視覺上定性地描繪色彩時(shí)，采納IHS顯色系統(tǒng)更直觀些。IHS顯色系統(tǒng)采納色彩（Hue）、飽和度（Sa

4、turation）、亮度（Intensity）表示顏色。IHS交融又稱為“I重量代替法”，即用全色圖像取代多光譜圖像的I重量，并與其H和S重量相聯(lián)合進(jìn)行IHS逆變換獲取交融圖像。IHS圖像交融的基本步驟：（1）對(duì)兩幅圖像進(jìn)行幾何配準(zhǔn)，并將多光譜圖像重采樣與全色圖像分辨率設(shè)置一致；（2）對(duì)多光譜圖像進(jìn)行IHS變換，將圖像變換之IHS空間；（3）對(duì)全色圖像和多光譜圖像的I重量進(jìn)行直方圖般配；（4）用直方圖配準(zhǔn)后的全色圖像取代多光譜圖像的I重量；（5）對(duì)I重量代替后的多光譜圖像進(jìn)行IHS逆變換至RGB空間，獲取交融圖像。經(jīng)過變換、代替、逆變換獲取的交融圖像既擁有全色高分辨率的特色，又保持了多光譜圖像

5、的色彩解飽和度。固然交融后圖像清楚度提高了，但光譜信息損失嚴(yán)重，即產(chǎn)生顏色失真。假如交融結(jié)果圖像應(yīng)用以光譜剖析為主就不太合適選擇該方法。PCA變換法PCA（PrincipalComponentAnalysis）變換又稱為K-L變換（主成分變換）。它是將N個(gè)波段的低分辨率圖像進(jìn)行KL變換，將單波段的高分辨率圖像經(jīng)過灰度拉伸，使灰度的均值與方差和KL變換第一重量圖像一致；而后以拉伸過的高分辨率圖像取代第一重量圖像，經(jīng)過KL逆變換到原空間。PCA變化法的基本步驟：1）對(duì)多光譜圖像進(jìn)行主成分剖析，用有關(guān)矩陣求特色值和特色性向量，而后求各主重量；2）將空間配準(zhǔn)后的單波段高分辨率圖像與第一主重量圖像做直方

6、圖配準(zhǔn)；3）用配準(zhǔn)后的單波段高分辨率圖像取代第一主重量；并將與其余主重量做逆變換獲取交融圖像。PCA變換法最大的長處是能夠應(yīng)用隨意數(shù)目的波段，戰(zhàn)勝了IHS變換只好用于三個(gè)波段的缺陷。經(jīng)過交融后的圖像包含了兩幅原始圖像高空間分辨率和高光譜分辨率特色，保存了原圖像的高頻信息。利用ENVI進(jìn)行圖像交融.ENVI中供給的交融方法有HSV變換和Brovey變換，這兩種方法要求數(shù)據(jù)擁有地理參照或許擁有相同的尺寸，RGB輸入波段一定為無符號(hào)8-bit數(shù)據(jù)或許從翻開的彩色Display中選擇。圖1ENVI供給的圖像交融方法本次實(shí)習(xí)我選擇了Brovey變換和Gram-Schmidt變換下邊是使用Brovey變換

7、操作過程：選擇File-open,翻開和blrd_sp.img文件。選擇Toolbox-ImageSharping-Gram-ColorNormalized（Brovery）,在SelectInputRGB中選擇波段列表中的波段，我分別選擇了TM-30m的123波段和321波段來做對(duì)照。波段選擇后點(diǎn)擊OK。在HighResolutionInputFile中選擇文件設(shè)置輸出路徑，點(diǎn)擊OK。圖2Brovey變換.圖3Brovey變換細(xì)節(jié)圖使用Gram-SchmidtPanSharping交融選擇File-open,翻開和文件。選擇Toolbox-ImageSharping-Gram-Schmidt

8、PanSharping,LowSpatialResolution選擇TM-30m,HighSpatialResolution選擇。設(shè)置PanSharpingParameters面板，參數(shù)設(shè)為默認(rèn)值，設(shè)置輸出路徑，點(diǎn)擊OK獲取交融后圖像。圖4SchmidtPanSharping變換.實(shí)習(xí)二：幾何校訂2.1【實(shí)習(xí)內(nèi)容】1）穩(wěn)固影像幾何校訂的基來源理。2）嫻熟掌握影像幾何校訂辦理流程和操作步驟。3）掌握幾何校訂精度評(píng)估原理和方法。【實(shí)習(xí)步驟】（1）實(shí)習(xí)流程圖：認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)影像幾使用ENVI對(duì)圖像學(xué)習(xí)幾何校訂的何校訂的基來源進(jìn)行幾何校訂，學(xué)精度評(píng)定理習(xí)幾何校訂的過程（2）數(shù)據(jù)待校訂影像【實(shí)習(xí)過程】（1）幾

9、何校訂的內(nèi)容遙感成像的時(shí)候，因?yàn)轱w翔器的姿態(tài)、高度、速度以及地球自轉(zhuǎn)等要素的影響，造成圖相對(duì)于地面目標(biāo)發(fā)生幾何畸變，這類畸變表現(xiàn)為像元相對(duì)于地面目標(biāo)的實(shí)質(zhì)地點(diǎn)發(fā)生擠壓、歪曲、拉伸和偏移等，針對(duì)幾何畸變進(jìn)行的偏差校訂就叫幾何校訂。遙感影像圖的幾何校訂目前有3種方案，即系統(tǒng)校訂、利用控制點(diǎn)校訂以及混雜校訂。遙感數(shù)據(jù)接收后，第一由接收部門進(jìn)行校訂，這類校訂叫系統(tǒng)校訂(又叫幾何粗校訂)，即把遙感傳感器的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)、傳感器的地點(diǎn)、衛(wèi)星姿態(tài)等丈量值代人理論校訂公式進(jìn)行幾何畸變校訂；而用戶拿到這類產(chǎn)品后，因?yàn)槭褂媚康牟灰粯踊蛲队凹氨嚷食卟灰粯?，依舊需要做進(jìn)一步的幾何校訂，這就需要對(duì)其進(jìn)行幾何精校訂即利用地面控

10、制點(diǎn)GCP(GroundContro-Point）對(duì)因其余要素惹起的遙感圖像幾何畸變進(jìn)行糾正?；祀s校訂則是由一般地面站供給的遙感CCT已經(jīng)達(dá)成了第一階段的幾何粗校訂，用戶所要達(dá)成的只是是對(duì)圖像做進(jìn)一步的幾何精校訂。（2）幾何校訂的過程采集地面控制點(diǎn)計(jì)算偏差選擇幾何模型重采樣輸出精度評(píng)定偏差太大（3）利用ENVI進(jìn)行幾何校訂.本次實(shí)習(xí)采納的是ENVI里面的imagetoimage的方式進(jìn)行幾何校訂。翻開并顯示圖像文件翻開ENVI軟件，將幾何校訂前與幾何校訂后的兩幅圖經(jīng)過不一樣的窗口顯示出來。#1為幾何校訂前的圖像，#2為幾何校訂后的圖像?？蓪D像經(jīng)過linkdisplay簡單地連結(jié)起來。啟動(dòng)幾何

11、校訂模塊點(diǎn)擊工具欄中Map，找到registration，選擇selectGCPs:ImagetoImage。在彈出的對(duì)話框中選擇display#2作為baseimage，也就是基準(zhǔn)圖像，而display#1作為warpimage待校訂的圖像。選好后點(diǎn)擊OK，進(jìn)入采集地面控制點(diǎn)。圖5選擇參照?qǐng)D像和待校訂圖像采集地面控制點(diǎn)在兩個(gè)Display中挪動(dòng)方框地點(diǎn)，找尋顯然的地物特色點(diǎn)作為輸入GCP；圖6采納控制點(diǎn)在groundcontrolpointsselection上，單擊addpoint按鈕，將目前找到的點(diǎn)采集；.圖7選用控制點(diǎn)用相同的方法持續(xù)找尋其余的點(diǎn)，入選擇控制點(diǎn)的數(shù)目達(dá)到3時(shí)，RMS被自

12、動(dòng)計(jì)算。Groundcontrolpointsselection上的predict按鈕可用來在基準(zhǔn)圖像顯示窗口上邊定位一個(gè)特色點(diǎn)，單擊predict按鈕，校訂圖像顯示窗口上會(huì)自動(dòng)展望地區(qū)，合適調(diào)整一下地點(diǎn)，單擊addpoint按鈕，將目前找到的點(diǎn)采集。跟著控制點(diǎn)數(shù)目的增加，展望的的精度愈來愈精準(zhǔn)。選擇option里的autopredict，翻開自動(dòng)展望功能，這是在基準(zhǔn)圖像顯示窗口上邊定位一個(gè)特色點(diǎn)時(shí)，校訂圖像顯示窗口上會(huì)自動(dòng)展望；入選擇必定數(shù)目的控制點(diǎn)以后（起碼3個(gè)），可利用自動(dòng)找點(diǎn)功能；在groundcontrolpointsselection上，選擇options里的automatical

13、lygeneratepoints，選擇一個(gè)般配波段，單擊OK；在automatictiepointmethodparameter對(duì)話框中，選擇可將tie點(diǎn)的數(shù)目（numberoftiepoints）設(shè)為60；其余默認(rèn)參數(shù)，點(diǎn)擊OK；選擇groundcontrolpointsselection中的showlist按鈕，可看到剛剛選用的所有控制點(diǎn)的有關(guān)信息列表；圖8檢查GCP精度可經(jīng)過選擇列表中option里的orderpointbyerror由高到低擺列RMS值來查察選擇點(diǎn)的信息。對(duì)于RMS過高的點(diǎn)，能夠?qū)⑵渲苯觿h除，或是經(jīng)過在zoom窗口中進(jìn)行選擇點(diǎn)地點(diǎn)的微調(diào)來使RMS值降低；校訂結(jié)果的輸出在

14、groundcontrolpointsselection中選擇option里的warpfile（asimagetomap），選擇校訂文件（TM文件）；.在校訂參數(shù)對(duì)話框中，默認(rèn)投影參數(shù)和像元大小與基準(zhǔn)圖像一致，投影參數(shù)不變，點(diǎn)擊OK；圖9幾何校訂后的影像圖10校訂前和校訂后.實(shí)習(xí)三：影像分類（一）3.1【實(shí)習(xí)內(nèi)容】1）穩(wěn)固監(jiān)察分類的基來源理；2）嫻熟掌握監(jiān)察分類的流程和操作步驟；3）掌握監(jiān)察分類的影像統(tǒng)計(jì)方法。3.2【實(shí)習(xí)步驟】認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)監(jiān)察分類的使用ENVI對(duì)圖像進(jìn)進(jìn)行影像統(tǒng)計(jì)基來源理行監(jiān)察分類3.3【實(shí)習(xí)過程】（1）監(jiān)察分類內(nèi)容監(jiān)察分類（supervisedclassification）又稱

15、訓(xùn)練場(chǎng)所法，是以成立統(tǒng)計(jì)辨別函數(shù)為理論基礎(chǔ)，依照典型樣本訓(xùn)練方法進(jìn)行分類的技術(shù)。即依據(jù)已知訓(xùn)練區(qū)供給的樣本，經(jīng)過選擇特色參數(shù)，求出特色參數(shù)作為決議規(guī)則，成立鑒別函數(shù)以對(duì)各待分類影像進(jìn)行的圖像分類，是模式識(shí)其余一種方法。要求訓(xùn)練地區(qū)擁有典型性和代表性。鑒別準(zhǔn)則若知足分類精度要求，則此準(zhǔn)則成立；反之，需從頭成立分類的決議規(guī)則，直至知足分類精度要求為止。（2）監(jiān)察分類的過程特色鑒別選擇訓(xùn)練樣本計(jì)算鑒別函數(shù)分類后辦理精度評(píng)定（3）用ENVI進(jìn)行監(jiān)察分類ENVI供給了多種監(jiān)察分類的算法：平行六面體法、最大似然法、最小距離法、馬氏距離法等。本次實(shí)習(xí)采納了最大似然法，步驟以下：選用roi：在影像窗口選擇ov

16、erlay-regionofinterest.-在彈出的窗口中選擇zoom，在zoom窗口中繪制roi；檢查roi：在ROITool窗口中選擇option-computerROISeparability.-選擇“裸土+水田”文件-選擇所有的ROI進(jìn)行可分別度計(jì)算，點(diǎn)擊OK；.圖11-1選擇roi圖11-2所選roi屬性.圖12計(jì)算可分別度假如可分別度大于1.8，則以為roi選用合格，不然需要從頭選擇roi。將選擇好的roi保存到指定路徑。選擇Classification-supervised-maximuumlikelihood-選擇待分類影像-選擇所有的roi，設(shè)置參數(shù)，點(diǎn)擊OK。圖13參數(shù)

17、設(shè)置改正錯(cuò)分地區(qū)：在display窗口中選擇overlay-classification-選擇分類后的影像；在InteractiveClassTool面板中，選擇EditMode:PolygonAddtoClass在InteractiveClassTool面板中，鼠標(biāo)左鍵單擊Unclassified前面的方型色塊，讓Unclassified類型處于激活狀態(tài)；選擇一個(gè)編寫窗口：Image，在Image窗口中繪制多邊形，多邊形之內(nèi)的像元所有歸于Unclassified一類；選摘要?dú)w并的類并保存。.圖14最大似然法分類后結(jié)果影像統(tǒng)計(jì)：選擇Classification-PostClassificati

18、on-classstatistics-選擇分類后的圖像和原始圖像；設(shè)置統(tǒng)計(jì)內(nèi)容，勾選BasicState,Histograms以及Covariance,點(diǎn)擊OK。圖15設(shè)置統(tǒng)計(jì)內(nèi)容圖16分類信息直方圖.實(shí)習(xí)四：影像分類（二）4.1【實(shí)習(xí)內(nèi)容】1）穩(wěn)固非監(jiān)察分類的基來源理；2）嫻熟掌握非監(jiān)察分類的流程和操作步驟；3）掌握非監(jiān)察分類的精度評(píng)定方法。4.2【實(shí)習(xí)步驟】認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)非監(jiān)察分類使用ENVI對(duì)圖像進(jìn)經(jīng)過多種方式進(jìn)行精的基來源理行非監(jiān)察分類度評(píng)定4.3【實(shí)習(xí)過程】（1）非監(jiān)察分類的內(nèi)容非監(jiān)察分類是以不一樣影像地物在特色空間中類型特色的差異為依照的一種無先驗(yàn)（已知）類型標(biāo)準(zhǔn)的圖像分類，是以集群為理

19、論基礎(chǔ)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行集聚統(tǒng)計(jì)剖析的方法。依據(jù)待分類樣本特色參數(shù)的統(tǒng)計(jì)特色，成立決議規(guī)則來進(jìn)行分類。而不需預(yù)先知道類型特色。把各種本的空間散布按其相像性切割或歸并成一群集，每一群集代表的地物類型，需經(jīng)實(shí)地檢查或與已知種類的地物加以比較才能確立。是模式識(shí)其余一種方法。一般算法有：回歸剖析、趨向剖析、等混雜距離法、集群剖析、主成分剖析和圖形辨別等。（2）非監(jiān)察分類的過程選擇分類器設(shè)定參數(shù)分類后辦理精度評(píng)定（3）用ENVI進(jìn)行非監(jiān)察分類ENVI供給了兩種非監(jiān)察分類的算法：ISODATA和K-Measns。本次實(shí)習(xí)我選擇的是K-Measns分類，下邊是詳細(xì)步驟：選擇File-OpenImageF

20、ile,翻開“裸土+水田.tif”選擇Classification-Unsupervised-K-Measns選擇“裸土+水田.tif”.圖選擇待分類文件設(shè)置參數(shù)，最大迭代次數(shù)為10次，一般非監(jiān)察分類的分類數(shù)目比最后分類數(shù)目多2到3倍為宜，這樣有益于提高分類精度。圖參數(shù)設(shè)置.圖分類后的影像將分類后的圖像比較原始圖像再次進(jìn)行歸并類型：翻開Classcolortable，對(duì)應(yīng)原始圖像分別對(duì)各種命名；選擇Classification-PostClassification-CombineClassification-選擇k-means分類后的圖像；選擇歸并類型，點(diǎn)擊OK，設(shè)置輸出路徑。圖歸并類型.圖歸并以后的圖像精度評(píng)定：本次選擇的是用混雜矩陣來做精度評(píng)定，因?yàn)闆]有標(biāo)準(zhǔn)分類的圖像，只好采納ROI的方式進(jìn)行精度評(píng)定。選擇Classification-PostClassification-ConfusionMatrix-UsingGroundTruthROI；選擇歸并后的影像和ROI文件，假如各種名相同ENVI會(huì)自動(dòng)般配，假如不一樣則需要手動(dòng)般配。般配好后設(shè)置輸出路徑，點(diǎn)擊OK。圖般配ROI和分類結(jié)果.圖混雜矩陣結(jié)果.心得與領(lǐng)會(huì)本次實(shí)習(xí)中碰到許多問題，