《遥感技术》实验报告

郑州大学水利与环境学院遥感技术实验报告遥感技术实验报告遥感技术实验报告遥感技术实验报告（适用于地理信息系统专业）专业班级：地理信息系统二班学生姓名：张超越学生学号：20100580236指导教师：赫晓慧实验成绩：2012年6月1实验一、实验一、实验一、实验一、ERDASERDASERDASERDAS视窗的基本操作视窗的基本操作视窗的基本操作视窗的基本操作一、实验目的初步了解目前主流的遥感图象处理软件ERDAS的主要功能模块，在此基础上，掌握视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。二、实验步骤ERDAS视窗操作主要针对二维窗口进行，二维窗口是显示栅格图像、矢量图形、注记文件等数据层的主要窗口。视窗操作是ERDAS软件操作的基础,ERDAS所有模块都涉及到视窗操作。本实验要求掌握视窗的基本功能，熟练掌握图像显示操作和矢量菜单操作，从而为深入理解和学习ERDAS软件打好基础。1．打开图像band-1.TIF2．实用菜单操作（1）光标查询功能（2）量测功能（3）数据叠加功能1．在rosteroptions中不选择cleardisplay2．打开band-4.TIF3．点击“utility-blend”进行数据叠加，结果如图所示2（4）文件信息操作单击utility-layerinfo-imageinfo对话框，熟悉各种按钮意义。（5）三维图像操作等单击utility-imagedrape出现imagedrape对话框，进行编辑即可观测位置，方向及剖面信息如下所示：4、显示菜单操作（1）掌握文件显示顺序；3修改显示顺序之后的结果如图所示：4（2）显示比例；（3）显示变换操作等。5、矢量菜单操作矢量文件的生成与编辑：第一步：打开图像文件第二步：创建图形文件第三步：绘制图形要素在图中点击drawnewlines图标，标出地图上的黄河；点击creatasimplepolygon图标，大致描绘出郑州市轮廓，如图所示第四步：保存矢量文件在此基础上掌握：改变矢量要素形状；调整矢量要素特征；编辑矢量属性数据等有关矢量操作。三、实验结果及分析：简述矢量功能在ERDAS中的意义。矢量菜单操作功能是ERDASIMAGINE将遥感与地理信息系统相结合的一个体现,通过将栅格数据和矢量数据集成在一个系统，可以建立研究区域的完整数据库。在此基础上可以将矢量图层叠加到高精度的最新遥感图像上以对矢量数据进行几何形状和属性的更新，也可以用矢量图层在栅格图像上确定一个感兴趣的区域，以对该区域进行分类、增强等操作.四、实验结果及分析：简述不同传感器的卫星影像的特点和目视效果。SPOT影像主要应用1绿、2红、3近红外、4近红外。陆地资源卫星CBERS搭载的传感器可获得2.36m分辨率的全色波段数据，SPOT影像为10m分辨率多光谱数据。通过目视评价和定量分析，CBERS影像不仅具有良好的光谱特征，而且在空间纹理方面比SPOT影像更细腻、具有更良好的结构；SPOT影像主要任务是监察自然资源分布(农林矿产资源),观测植被生长状态、农田含水量,了解城市建设与城市土地利用状况等.在细节上，同一地物内部像元灰度集中一致。良好的纹理信息在进行图5像分类时可以提高分类精度，并可以有效区分具有“同谱异物”特征的地物。此外，CBERS融合影像目视效果良好，可以广泛应用于国土资源调查、森林资源普查、生态环境监测等遥感动态监测工作中。实验二实验二实验二实验二波段组合与遥感数字图像的裁剪波段组合与遥感数字图像的裁剪波段组合与遥感数字图像的裁剪波段组合与遥感数字图像的裁剪一、实验目的了解如何将单波段黑白影像合成为彩色影像，在此基础上，裁剪感兴趣区域，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。二、实验原理在实际工作中，对遥感图像的处理和分析都是针对多波段图像中的感兴趣区域进行的，所以，我们需要将原始的单波段数据进行组合，一般是取三个波段进行组合（也可以更多），并在多波段图像上进行感兴趣区域的裁剪。三、实验结果及分析：附裁剪前后对比图，分析裁剪各种方式的不同作用。1.在ERDAS图标面板中单击main-imageInterpreter-Utilities-LayerStack，打开LayerSelectionandStacking对话框。利用提供的2007cebersys2007cebersys2007cebersys2007cebersys影像。2.在LayerSelectionandStacking窗口中，依次选择并加载(Add)单波段图像。-输入单波段文件(InputFile:*.img):Band-4.img-Add-输入单波段文件(InputFile:*.img):Band-3.img-Add-输入单波段文件(InputFile:*.img:Band-2.img-Add......-输出多波段文件(OutputFile:*.img:2007cebers.img-输出数据类型(OutputDataType):Unsigned8Bit-波段组合选择(OutputOption):Union-输出统计忽略零值i:IgnoreZeroInstats-ok（关闭对话框，执行波段组合）3.不同的裁剪图67四、试验思考：多波段合成的效果比较。列出你采取了哪些组合，效果差异如何？1.五种图像的组合结果82.Band-1.imgBand-2.imgBand-3.img的组合结果3.Band-3.imgBand-4.imgBand-5.img的组合结果9效果差异：波段1为蓝波段，波段2为绿波段，波段3为红波段，是叶绿素的主要吸收波段，波段4为近红外波段，对绿色植物类别差异最敏感，波段5为中红外波段，处于水的吸收带。由图可看出进行波段组合时添加波段的顺序不同，组合后得到的结果也不同。432波段组合为标准假彩色合成，即4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像植被成红色，由于突出表现了植被的特征，应用十分广泛。321波段组合为真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。453波段组合时4、5、3波段分别赋红、绿、蓝色合成的图像，色彩反差明显，层次丰富，而且各类地物的色彩显示规律与常规合成片相似，符合常规片的目视判读习惯。由图也可看出432波段合成和43215波段合成结果差别不大。10实验三实验三实验三实验三遥感图像的几何校正遥感图像的几何校正遥感图像的几何校正遥感图像的几何校正一、实验目的通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤，深刻理解遥感图像几何校正的意义二、实验原理校正遥感图像成像过程中所造成的各种几何畸变称为几何校正。几何校正就是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。几何校正包括几何粗校正和几何精校正。地面接收站在提供给用户资料前，已按常规处理方案与图像同时接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气状态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了几何粗校正。利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。一般地面站提供的遥感图像数据都经过几何粗校正，因此这里主要进行一种通用的精校正方法的实验。该方法包括两个步骤：第一步是构建一个模拟几何畸变的数学模型，以建立原始畸变图像空间与标准图像空间的某种对应关系，实现不同图像空间中像元位置的变换；第二步是利用这种对应关系把原始畸变图像空间中全部像素变换到标准图像空间中的对应位置上，完成标准图像空间中每一像元亮度值的计算。实验结果及分析：（附几何校正比较图，并以定性语言说明几何校正后影像的变化及产生变化的原因）第一步：显示图像文件（DisplayImageFiles）首先，在ERDAS图标面板中点击Viewer图表两次，打开两个视窗（Viewer1/Viewer2），并将两个视窗平铺放置，操作过程如下：ERDAS图表面板菜单条：Session→TitleViewers然后，在Viewer1中打开需要校正的SPOT图像：2004spot,img在Viewer2中打开作为地理参考的校正过的图像：zhzh2005CBERS.img第二步：启动几何校正模块（GeometricCorrectionTool）Viewer1菜单条：Raster→GeometricCorrection→打开SetGeometricModel对话框,如右图所示→选择多项式几何校正模型：Polynomial→OK→同时打开GeoCorrectionTools对话框和PolynomialModelProperties对话框。在PolynomialModelProperties对话框中，定义多项式模型参数以及投影参数（如下图所示）：→定义多项式次方（PolynomialOrder）:211→定义投影参数：（PROJECTION）:在MapUnits中选择Meters.→Apply→CloseGeoCorrectionTools对话框PolynomialProperties对话框→打开GCPToolReferenseSetup对话框,如下图所示第三步：启动控制点工具（StartGCPTools）12第四步：在显示作为地理参考图像zhzh2007cebers,img的Viewer2中点击左键→打开referenceMapInformation提示框（图2-7）；→OK→此时，整个屏幕将自动变化为如图7所示的状态，表明控制点工具被启动，进入控制点采点状态。第13四步：采集地面控制点（GroundControlPoint）GCP的具体采集过程：在图像几何校正过程中，采集控制点是一项非常重要和繁重的工作，具体过程如下：1、在GCP工具对话框中，点击SelectGCP图表，进入GCP选择状态；2、在GCP数据表中，将输入GCP的颜色设置为比较明显的黄色。3、在Viewer1中移动关联方框位置，寻找明显的地物特征点，作为输入GCP。4、在GCP工具对话框中，点击CreateGCP图标，并在Viewer3中点击左键定点，GCP数据表将记录一个输入GCP，包括其编号、标识码、X坐标和Y坐标。5、在GCP对话框中，点击SelectGCP图标，重新进入GCP选择状态。6、在GCP数据表中，将参考GCP的颜色设置为比较明显的红色，7、在Viewer2中，移动关联方框位置，寻找对应的地物特征点，作为参考GCP。8、GCP工具对话框中，点击CreateGCP图标，并在Viewer4中点击左肩顶巅，系统将自动将参考点的坐标（X、Y）显示在GCP数据表中。9、在GCP对话框中，点击SelectGCP图标，重新进入GCP选择状态，并将光标移回到Viewer1中，准备采集另一个输入控制点。10、不断重复1-9，采集若干控制点GCP，直到满足所选定的几何模型为止，尔后，没采集一个InputGCP，系统就自动产生一个Ref.GCP，通过移动Ref.GCP可以优化校正模型。第五步：采集地面检查点（GroundCheckPoint）以上采集的GCP的类型均为控制点，用于控制计算，建立转换模型及多项式方程。下面所要采集的GCP类型是检查点。第六步：计算转换模型（ComputeTransformation）在控制点采集过程中，一般是设置为自动转换计算模型。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。在Geo-CorrectionTools对话框中，点击DisplayModelProperties图表，可以查阅模型。14第七步：图像重采样（ResampletheImage）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。图像重采样的过程：首先，在Geo-CorrectionTools对话框中选择ImageResample图标。然后，在ImageResample对话框中，定义重采样参数；→输出图像文件明（OutputFile）:rectify.img→选择重采样方法（ResampleMethod）:NearestNeighbor→定义