1、遥感技术及其应用课程实验课程指导书学生实验报告OK遥感技术及其应用实验指导书吉林大学地探学院测绘工程系2001年10月10 日测量实验注意事项1. 实验之前必须阅读有关的教材及实验指导书，了解实验内容要求和步骤。2. 实验记录应用正楷填写，不可潦草，并按规定的填写日期、仪器名称、仪器号码、使用人、仪器状态。3. 使用计算机过程中要按照指导教师的要求去做，不可随意删除计算机内其它文件。不可随意更换页面。4. 没经过指导教师与实验室老师的允许不可随意拷入其它软件。5. 实验结束后应把实验报告上交指导教师审阅，符合要求方可离开。6. 实验结束后应关闭电源，清理桌面、清扫地面。实验室仪器操作细则1.
2、对实验室内的计算机必须爱护，不可随意搬动。2. 使用时先打开电源。3. 点击所要使用遥感和地理信息系统的有关软件。4. 实验完成之后保存实验图象，退出使用界面。5. 实验完毕应关闭计算机电源。6一切仪器若发生故障，应及时向指导教师或实验室工作人员回报，不得自行处理，若有损坏，遗失应写书面检查，进行登记、酌情赔偿。实验一 认识遥感图像和熟悉图像处理ERDAS软件实验类别：常规性实验实验学时：2学时实验地点：机房实验依据：遥感与地理信息系统实验教学大纲实验仪器与工具：微机、ERDAS软件、遥感图像实验目的与要求：1认识各种遥感图像2了解常用的遥感软件,熟悉ERDAS界面及其安装过程3掌握ERDAS
3、的基本操作实验内容与步骤：遥感图像处理：遥感影像通常需要进一步处理方可使用，用于该目的的技术称之为图象处理。图象处理包括各种可以对像片或数字影像进行处理的操作，这些包括图象压缩、图象存储、图象增强、处理、量化、空间滤波以及图象模式识别等。还有其它更加丰富的内容。遥感常用图像：TM图像、MSS图像、航空影像、快鸟图像、IKNOS图像、SPOT图像、气象卫星图像、雷达图像、我国资源卫星图像等。常用遥感软件：目前，主要的遥感应用软件是 ENVI、PCI、ERMapper和ERDAS。(一)ERDAS介绍ERDAS IMAGINE 是美国ERDAS公司开发的专业遥感图象处理与地理信息系统软件ERDAS
4、 IMAGINE是以模块化的方式提供给用户的，可使用户根据自已的应用要求、资金情况合理地选择不同功能模块及其不同组合，对系统进行剪裁，充分利用软硬件资源，并最大限度地满足用户的专业应用要求。ERDAS IMAGINE 面向不同需求的用户，对于系统的扩展功能采用开放的体系结构以IMAGINE Essentials、IMAGINE Advantage、IMAGINE Professional 的形式为用户提供了低、中、高三档产品架构，并有丰富的功能扩展模块供用户选择，使产品模块的组合具有极大的灵活性。图像显示操作（Display an Image）矢量文件显示实验注意事项：下次实验内容:遥感图象校
5、正 提前了解常用的遥感数据格式 spot tm 航片.实验耗材：打印纸，光盘应交成果：实验报告实验一 认识遥感图像和熟悉图像处理ERDAS软件实验报告报告人： 年 月 日报告内容： 实验报告主要是针对实验过程和结果对实验目的的理解和掌握程度，对所得实验结果进行分析、评价，指出注意事项和对本实验提出建议。实验二 遥感卫星图像几何校正实验类别：基础性实验实验学时：2学时实验地点：机房实验依据：遥感与地理信息系统实验教学大纲实验仪器与工具：微机、ERDAS软件、遥感图像实验目的与要求：1在熟悉erdas操作的基础上掌握具体图像处理的方法, 2理解几何校正的原理 3掌握多种图像校正的方法 4掌握拼接的
6、方法实验内容与步骤：一、几何校正的原理： 遥感图像作为空间数据,具有空间地理位置的含义,在应用它之前必须将其投影到特定的参考系统中.几何处理是重要的一个环节。 现在几何处理面临的问题是多源数据的处理。 几何校正的两个层次，1：粗加工,略2：精纠正,精纠正的步骤:1根据图像的成象方式确定影像坐标和地面坐标之间的数学模型; 2 根据所采用的数学模型确定纠正公式; 3 根据地面控制点和对应的像点坐标进行平差计算变换参数,评定精度; 4 对原始影像进行几何变换计算,像素亮度值重采样.教材上的讲的纠正方法:多项式法,共线方程法,随机场内插值法等.重点:多项式校正的原理,选点的个数及原则.二、ERDAS上
7、几何校正的实现资源卫星图像校正示例: 参考数据 tmAtlanta.img panAtlanta.img第一步：显示图像文件（Display Image Files）第二步：启动几何校正模块（Geometric Correction Tool） 第三步：启动控制点工具进入控制点采点状态。reference Map Information 提示框图2-8 控制点采点第四步：采集地面控制点（Ground Control Point）第五步：采集地面检查点（Ground Check Point）第六步：计算转换模型（Compute Transformation） 在控制点采集过程中，一般是设置为自动
8、转换计算模型。所以随着控制点采集过程的完成，转换模型就自动计算生成。第七步：图像重采样（Resample the Image）重采样过程就是依据未校正图像的像元值，计算生成一幅校正图像的过程。原图像中所有删格数据层都要进行重采样。ERDAS IMAGE 提供了三种最常用的重采样方法。第八步：保存几何校正模式（Save rectification Model）第九步：检验校正结果（Verify rectification Result）基本方法：同时在两个视窗中打开两幅图像，一幅是矫正以后的图像，一幅是当时的参考图像，通过视窗地理连接功能，及查询光标功能进行目视定性检验。实验注意事项：关于这两个
9、示例的操作 如果有足够时间可以进行操作，如果时间不够，请访问 自己找时间做.实验耗材：打印纸、光盘应交成果：实验结果与实验报告实验结果为经过纠正的遥感图像。实验二 遥感卫星图像几何校正实验报告报告人： 年 月 日报告内容： 实验报告主要是针对遥感图像几何校正实验过程和结果对实验目的的理解和掌握程度，对所得实验结果进行分析、评价，指出注意事项和对本实验提出建议。实验三 遥感图像像的增强处理及遥感信息的复合实验类别：基础性实验实验学时：2学时实验地点：机房实验依据：遥感与地理信息系统实验教学大纲实验仪器与工具：微机、ERDAS软件、遥感图像、彩色打印机实验目的与要求：1初步掌握遥感信息复合的方法，
10、深入理解遥感信息复合在信息解译中的意义。2了解空间增强、辐射增强几种遥感图象增强处理的过程和方法，加深对图象增强处理的理解。实验内容与步骤：一、感图像的增强处理实验内容：卷积增强处理；锐化增强处理；直方图均衡化；色彩变换。ERDAS IMAGE图像解译模块主要包括了图像的空间增强、辐射增强、光谱增强、高光谱工具、傅立叶变换、地形分析以及其他实用功能。1、卷积增强（Convolution）空间增强技术是利用像元自身及其周围像元的灰度值进行运算，达到增强整个图像之目的。卷积增强（Convolution）是空间增强的一种方法。卷积增强（Convolution）时将整个像元分块进行平均处理，用于改变图
11、像的空间频率特征 。卷积增强（Convolution）处理的关键是卷计算子-系数矩阵的选择。该系数矩阵又称卷积核（Kernal）。ERDAS IMAGINE将常用的卷计算子放在一个名为default.klb的文件中，分为3*3，5*5、7*7三组，每组又包括“EdgeDetect/Low Pass/Horizontal/Vertical/Summary”等七种不同的处理方式。具体执行过程如下：2、直方图均衡化（Histogram Equalization）直方图均衡化实质上是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像像元值，是一定灰度范围内的像元数量大致相同。这样，原来直方图中间的峰顶部分对比度得到增
12、强，而两侧的谷底部分对比度降低，输出图像的直方图是一较平的分段直方图。注意：认真对比直方图均衡化前后的图像差别，仔细观察直方图均衡化的效果。3、主成分变换 主成分变换（Principal Component Analysis）是一种常用的数据压缩方法，它可以将具有相关性的多波段数据压缩到完全独立的较少的几个波段上，使图像数据更易于解译。ERDAS IMAGE提供的主成分变换功能最多等对256个波段的图象进行转换压缩。4、色彩变换（RGB to IHS） 色彩变换是将遥感图像从红（R）、绿（G）、兰（B）三种颜色组成的色彩空间转换到以亮度（I）、色度（H）、饱和度（S）作为定位参数的色彩空间，以
13、便使图像的颜色与人眼看到得更接近。其中，亮度表示整个图象的明亮程度，取值范围是0-1；色度代表像元的颜色，取值范围为0-360；饱和度代表颜色的纯度，取值范围是0-1。二、遥感信息的复合实验内容：多光谱数据与高分辨率全色数据的融合。 分辨率融合是遥感信息复合的一个主要方法，它使得融合后的遥感图象既具有较好的空间分辨率，又具有多光谱特征，从而达到增强图象质量的目的。 注意：在调出了分辨率融合对话框后，关键是选择融合方法，定义重采样的方法。实验注意事项：本次实验两个项目的内容较多， 如果有足够时间可以进行操作，如果时间不够，请访问 自己找时间做.实验耗材：打印纸、光盘应交成果：实验结果与实验报告实
14、验结果为经过增强和复合的图像。实验三 遥感图像像的增强处理及遥感信息的复合报告人： 年 月 日报告内容： 实验报告主要是针对遥感图像增强和信息复合实验过程和结果对实验目的的理解和掌握程度，对所得实验结果进行分析、评价，指出注意事项和对本实验提出建议。实验四 遥感图像分类-监督分类及非监督分类实验类别：综合性实验实验学时：2学时实验地点：机房实验依据：遥感与地理信息系统实验教学大纲实验仪器与工具：微机、ERDAS软件、遥感图像实验目的与要求：1理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程，达到能熟练地对遥感图像进行监督分类的目的。2进一步理解计算机图像分类的基本原理以及监督分类的过程，达到能熟
15、练地对遥感图像进行监督分类的目的，同时深刻理解监督分类与非监督分类的区别。实验内容与步骤：一、监督分类1、定义分类模板2、评价分类模板介绍报警评价、可能性矩阵、直方图三种分类模板评价方法。要求学生重点掌握利用可能性矩阵方法评价分类模板。3、执行监督分类在监督分类中，用于分类决策的规则是多层次的，如对非参数模板有特征空间、平行六面体等方法。对参数模板有最大似然法、最小距离法等。但要注意对应用范围，如非参数模板只能应用于非参数型模板；对于参数型模板，要使用参数型规则。另外，使用非参数型模板，还要确定叠加规则和未分类规则。二、非监督分类1、分类过程（Classification Procedure）
16、第一步：调出非监督分类对话框第二步：进行监督分类注意问题：实际工作中常将分类数目取为最终分类数目的两倍；收敛域值是指两次分类结果相比保持不变的像原所占最大百分比。2、分类评价 （Evaluate Classification）第一步：给各个类别赋相应的颜色第二步：不透明度设置第三步：确定类别的专题意义及其准确程度第四步：标注类别的名称和相应的颜色重复以上2、3、4三步直到对所有类别都进行了分析与处理。注意，在进行分类叠加分析时，一次可以选择一个类别，也可以选择多个类别同时进行。实验注意事项：关于这两个示例的操作 如果有足够时间可以进行操作，如果时间不够，请访问 自己找时间做.实验耗材：打印纸、光盘应交成果：实验结果与实验报告实验结果为经过两种分类的结果的遥感图像。实验四 遥感图像分类-监督分类及非监督分类报告人： 年 月 日报告内容： 实验报告主要是针对遥感图像监督分类和非监督分类实验过程和结果对实验目的的理解和掌握程度，对所得实验结果进行分析、评价，指出注意事项和对本实验提出建议。
