云南師范大學(xué)遙感期末作業(yè).doc

本科學(xué)生綜合性實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)號(hào)： 姓 名： 學(xué)院： 地理科學(xué)學(xué)院 專業(yè)、班級(jí)： 實(shí)驗(yàn)課程名稱： 遙感原理與應(yīng)用 教 師： 開 課 學(xué) 期： 2013 至 2014 學(xué)年 學(xué)期 填 報(bào) 時(shí) 間： 2014 年 月 日云南師范大學(xué)教務(wù)處編?。ㄒ唬?、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵螅?對(duì)彌勒地區(qū)遙感圖像進(jìn)行恢復(fù)增強(qiáng)處理，更好地利用遙感圖像。(1) 二進(jìn)制圖像數(shù)據(jù)輸入：輸入單波段數(shù)據(jù)、組合多波段數(shù)據(jù)。(2) 圖像預(yù)處理：幾何校正；圖像裁剪處理，包括圖像規(guī)則裁剪、圖像不規(guī)則裁剪。(3) 圖像解譯：輻射增強(qiáng)，包括查找表拉伸、直方圖均衡化、直方圖匹配、亮度反轉(zhuǎn)處理、去霾處理、降噪處理、去條帶處理。(4) 圖像分類：非監(jiān)督、監(jiān)督分類、分類后計(jì)算分類面積。（二）、實(shí)驗(yàn)材料及相關(guān)設(shè)備：裝有ERDAS軟件的計(jì)算機(jī) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)： ERDAS實(shí)驗(yàn)教程： ERDAS處理模塊：(三）、實(shí)驗(yàn)方法步驟1.數(shù)據(jù)下載：彌勒縣Landsat 8遙感影像與DEM SRTM 90*90影像；其中Landsat 8遙感影像共有4景行列號(hào)分別是;128043 128044 129043 129044;DEM是第57景；圖1 數(shù)據(jù)下載圖2 數(shù)據(jù) 2. 圖像融合：對(duì)每景影像的543波段進(jìn)行融合處理：圖3 波段融合3. 輻射校正與大氣校正：對(duì)融合好的圖像進(jìn)行3.1 直方圖均衡化：使得原圖像上像素出現(xiàn)頻率小的灰度級(jí)被合并，實(shí)現(xiàn)壓縮；像素出現(xiàn)頻率高的灰度級(jí)被拉伸，突出了細(xì)節(jié)信息。圖4 直方圖均衡化圖5 原圖左，均衡化后圖右3.2去霾處理：降低多波段圖像的模糊度，并進(jìn)行如圖設(shè)置：圖6 去霾處理圖7 左為處理前 右為處理后3.3降噪處理：利用自適應(yīng)濾波方法去除圖像中的噪聲，該技術(shù)沿著邊緣或平坦區(qū)域去除造聲的同時(shí)可以很好的保持圖像中的一些微小細(xì)節(jié)圖8 降噪處理設(shè)置圖9 左為降噪處理前 右為降噪處理后4. 圖像拼接：將4景鄰接的遙感影像合并成一幅統(tǒng)一的圖像： 4.1將4景鄰接的遙感影像合并成一幅統(tǒng)一的圖像：在ERDAS圖標(biāo)面板選擇Data Preparation|Mosaic Images|Mosaic Tools,打開Mosaic Tools對(duì)話框，然后單擊Display Add Images Dialog按鈕，加載經(jīng)過(guò)輻射校正的影像即：128043noice 128044noice 129043noice 129044noice四副影像； 圖10 啟動(dòng)Mosaic Tools 4.2在Images Area Options中影像范圍的選擇計(jì)算活動(dòng)區(qū)，即Compute Active Area圖11 加載影像 4.3 圖像匹配設(shè)置：在工具條中選擇Display Color Correction按鈕，選擇直方圖匹配工具，并設(shè)置直方圖類型匹配方法為為Overlap Areas,直方圖類型為Band By Band圖12 色彩校正 4.4 函數(shù)選擇：在工具條中選擇 Set Mode for Intersection按鈕，進(jìn)入圖像關(guān)系模式的狀態(tài)，選擇Set Overlap Function按鈕，疊加方法為No Cutline Exisis,重疊區(qū)像元灰度計(jì)算為均值（Average）圖13 疊加函數(shù) 4.5 運(yùn)行Mosaic工具：在工具條選擇輸出影像模型（Ser Mode for Output Mosaic），選擇Run the Mosaic Process to Disk按鈕，輸出文件名為“拼接.img”圖14 輸出設(shè)置圖15 拼接圖像5. 圖像裁剪 5.1 講彌勒的shapefile格式轉(zhuǎn)成ARCinfo格式，在ERDAS圖標(biāo)面板工具條中，單擊Import工具圖16 彌勒arcinfo 5.2 將ArcGIS多邊形轉(zhuǎn)換成柵格圖像文件：在ERDAS圖標(biāo)面板工具條中，單擊Interpreter|Utilities|Vector to Raster命令，打開Vector to Raster對(duì)話框，設(shè)置如下參數(shù)：圖17 矢量轉(zhuǎn)柵格5.3通過(guò)掩膜運(yùn)算（Mask）實(shí)現(xiàn)圖像不規(guī)則裁剪，分別裁剪Landsat8拼接好的圖像：“拼接.img”和dem圖像在ERDAS圖標(biāo)面板工具條中，單擊Interpreter|Utilities|Mask命令，打開Mask對(duì)話框，設(shè)置如下參數(shù)：圖18 掩膜提取圖19 彌勒裁剪影像與DEM影像6. 非監(jiān)督分類6.1 啟動(dòng)非監(jiān)督分類工具：在ERDAS圖表面板工具條中單擊Classifier圖標(biāo)，打開Classification菜單，單擊Unsupervised Classification按鈕，打開Unsupervised Classification對(duì)話框，并在Unsupervised Classification對(duì)話框中進(jìn)行下列設(shè)置確定聚類方法：Initialize from statistics按照?qǐng)D像的統(tǒng)計(jì)值產(chǎn)生自由聚類；確定初始分類數(shù)：一般將初始分類數(shù)取為6，單擊OK按鈕，執(zhí)行非監(jiān)督分類。 圖20 非監(jiān)督設(shè)置6.2 打開分類圖像屬性并調(diào)整類別顏色：在視窗工具條中：點(diǎn)擊圖標(biāo)打開Raster Attribute Editor對(duì)話框給各個(gè)類別賦相應(yīng)的顏色Raster Attribute Editor對(duì)話框： 點(diǎn)擊一個(gè)類別的Row字段從而選擇該類別 右鍵點(diǎn)擊該類別的Color字段（顏色顯示區(qū)） 6.3 標(biāo)注類別的名稱：Raster Attribute Editor對(duì)話框： 點(diǎn)擊剛才分析類別的ROW字段從而選擇該類別 點(diǎn)擊該類別的class Names字段從而進(jìn)入輸入狀態(tài) 在該類別的Class Names字段中輸入其專題意義（如水域）。圖21 分類前圖22 分類后6.4啟動(dòng)精度評(píng)估對(duì)話框ERDAS 圖標(biāo)面板菜單條：MainImage Classification Classification或ERDAS 圖標(biāo)面板工具條：點(diǎn)擊Classifier 圖標(biāo)Classification菜單選擇Accuracy Assessment菜單項(xiàng)打開Accuracy Assessment對(duì)話框圖23 精度評(píng)定對(duì)話框6.5 打開分類專題圖像 將原始圖像視窗與精度評(píng)估視窗相連接 Accuracy Assessment對(duì)話框： 工具條：點(diǎn)擊Select Viewer圖標(biāo)（或菜單條：選擇View 菜單的Select Viewer） 將光標(biāo)在顯示有原始圖像的視窗中點(diǎn)擊一下 原始圖像視窗與精度評(píng)估視窗相連接6.6 在精度評(píng)價(jià)對(duì)話框中設(shè)置隨機(jī)點(diǎn)的色彩 圖24 設(shè)置隨機(jī)點(diǎn)顏色 6.7 產(chǎn)生隨機(jī)點(diǎn)：Accuracy Assessment對(duì)話框： Edit Create/Add Random Points 打開Add Random Points對(duì)話框 ；輸入?yún)⒖键c(diǎn)的實(shí)際類別值：在數(shù)據(jù)表的Reference字段輸入各個(gè)隨機(jī)點(diǎn)的實(shí)際類別值；圖24 設(shè)置隨機(jī)點(diǎn)個(gè)數(shù)為40個(gè)6.8 第九步設(shè)置分類評(píng)價(jià)報(bào)告輸出環(huán)境及輸出分類評(píng)價(jià)報(bào)告：Accuracy Assessment對(duì)話框： Report Options 通過(guò)點(diǎn)擊確定分類評(píng)價(jià)報(bào)告的參數(shù)ReportAccuracy Report（產(chǎn)生分類精度報(bào)告）圖25 誤差矩陣圖26 總體精度圖27 KAPPA系數(shù)7. 監(jiān)督分類 7.1 定義分類模版：顯示需要進(jìn)行分類的圖像在視窗中加載彌勒縣LANDSAT8影像；打開模板編輯器，點(diǎn)擊C1assifier目標(biāo)選擇Signature Editor菜單項(xiàng)，打開Signature Editor對(duì)話框圖28 監(jiān)督獲取分類模板信息：可以用AOI繪圖工具圖像中獲取分類模板信息。點(diǎn)擊圖標(biāo)打開Raster工具面板點(diǎn)擊Raster工具面板的圖標(biāo)在視窗中選擇藍(lán)色區(qū)域（如林地），繪制一個(gè)多邊形AOI；在Signature Editr對(duì)話框，點(diǎn)擊圖標(biāo)，將多邊形AOI區(qū)域加載到Signature分類模板中在Signature Editor中，改變剛才加入模板的Signature Name和Color。重復(fù)上述操作過(guò)程以多選擇幾個(gè)藍(lán)色（如林地）區(qū)域AOI,并將其作為新的模板加入到Signature Editor當(dāng)中，同時(shí)確定各類的名字及顏色。在Signature Editor對(duì)話框中，將該類的Signature 全部選定，然后點(diǎn)擊合并圖標(biāo)，生成一個(gè)綜合的水體模板，其中包含了合并前的所有模板像元屬性。原來(lái)的多個(gè)Signature 同時(shí)存在，要將合并前的模板刪除。重復(fù)上述操作，繪制多個(gè)灰色區(qū)域（建筑物）AOI，多個(gè)紅色區(qū)域（綠色植被）AOI，加載、合并、命名，建立各個(gè)地類的模板。圖29 分類模板選擇 7.2報(bào)警評(píng)價(jià)（Alarms） 7.2.1產(chǎn)生報(bào)警掩膜在Signature Editor對(duì)話框：View Image Alarm打開Signature Alarm對(duì)話選中Indicate Overlap點(diǎn)擊Edit Parallelepiped Limits按鈕Limits對(duì)話框點(diǎn)擊SET按鈕打開Set Parallelepiped Limits對(duì)話框設(shè)置計(jì)算方法（Method）:Minimum/Maximum選擇使用的模板（Signature）:CurrentOK（關(guān)閉set Parallelepiped Limits對(duì)話框）返回Limits對(duì)話框Close（關(guān)閉Limits對(duì)話框）返回Signature Alarm對(duì)話框OK（執(zhí)行報(bào)警評(píng)價(jià)，形成報(bào)警掩膜）Close（關(guān)閉signature Alarm對(duì)話框）根據(jù)Signature Editor中指定的顏色，選定類別的像元顯示在原始圖像視窗中，并覆蓋在原圖像之上， 形成一個(gè)報(bào)警掩膜。 7.2.2 利用Flicker功能查看報(bào)警掩膜 7.2.3刪除分類報(bào)警掩膜視窗菜單條： ViewArrange Layers菜單打開Arrange Layers對(duì)話框右鍵點(diǎn)擊Alarm Mask圖層彈出Layer Options菜單選擇Delete LayerAlarm Mask圖層被刪除App1y （應(yīng)用圖層刪除操作）提示verify Save on C1ose N0Close （關(guān)閉Arrange Layers對(duì)話框） 7.3 可能性矩陣：在Signature Editor對(duì)話框：在signature Editor中選擇所有類別菜單條：Evaluation Contingency打開Contingency Matrix對(duì)話框選擇非參數(shù)規(guī)則（Non-parametric Rule ）： Feature Space選擇疊加規(guī)則（Overlay Rule） ： Parametric Rule選擇未分類規(guī)則（Unclassified Rule ）： Parametric Ru1e選擇參數(shù)規(guī)則（Parametric Rule）：Maximum Likelihood選擇像元總數(shù)作為評(píng)價(jià)輸出統(tǒng)計(jì)：Pixel CountsOK（關(guān)閉Contingency Matrix對(duì)話框，計(jì)算分類誤差矩陣）圖30 評(píng)價(jià)樣本 7.4 類別的分離性：Signature Editor對(duì)話框：選定某一或者某幾個(gè)類別Evaluate一Separability打開Signature Separability對(duì)話框確定組合數(shù)據(jù)層數(shù)（Layers Per Combination）：3選擇計(jì)算距離的方法（Distance Measure）： Transformed Divergence確定輸出數(shù)據(jù)格式（output Form）： ASC確定統(tǒng)計(jì)結(jié)果報(bào)告方式（Report Type ）： Complete ReportClose（關(guān)閉signature Separability 對(duì)話框）在文本編輯器窗口，可以對(duì)報(bào)告結(jié)果進(jìn)行分析，可以將結(jié)果保存在文本文件中。圖31 評(píng)價(jià)樣本7.5 執(zhí)行監(jiān)督分類:ERDAS圖標(biāo)面板菜單條：MainImage ClassificationClassification 菜單或ERDAS圖標(biāo)面板工具條：點(diǎn)擊Classifier圖標(biāo)Classification菜單Supervised Classification 菜單項(xiàng)Supervised Classification 對(duì)話框,并進(jìn)行如下設(shè)置：確定輸入原始文件（Input Raster File）:彌勒er.img定義輸出分類文件（Classified File）:監(jiān)督分類.img確定分類模板文件（Input Signature File）： 分類模板.sig選擇輸出分類距離文件：Distance File定義分類距離文件（Filename）： distance.img選擇非參數(shù)規(guī)則(Non_parametric Rule):Feature Space選擇疊加規(guī)則(Overlay Rule):Parametric Rule選擇未分類規(guī)則(Unclassified Rule):Parametric Rule選擇參數(shù)規(guī)則(Parametric Rule):Maximum LikelihoodOK （執(zhí)行監(jiān)督分類，關(guān)閉supervised Classification對(duì)話框）圖32 輸出監(jiān)督分類圖33 監(jiān)督分類圖7.6.分類結(jié)果評(píng)價(jià)：因與非監(jiān)督分類方法一致，此處不詳講，只展示評(píng)價(jià)結(jié)果；圖34 誤差矩陣圖35 總精度圖36 KAPPA系數(shù)8. 輸出分類圖：在Arcgis下完成，進(jìn)行添加圖例，指北針，比例尺，標(biāo)題等處理圖38 輸出非監(jiān)督分類圖圖39 輸出監(jiān)督分類圖9. 計(jì)算分類面積：在Arcgis中，首先把監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類結(jié)果圖，用轉(zhuǎn)換工具把柵格轉(zhuǎn)成矢量，然后在進(jìn)行融合處理，最后又幾何計(jì)算工具計(jì)算分類面積，下面是統(tǒng)計(jì)結(jié)果；圖40 監(jiān)督分類