遙感實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、重 慶 交 通 大 學(xué)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)課程名稱 遙感原理與應(yīng)用 開課實(shí)驗(yàn)室 測(cè)量與空間信息處理實(shí)驗(yàn)室 學(xué) 院 2013 年級(jí) 測(cè)繪工程 專業(yè) 1班學(xué) 生 姓 名 劉文洋 學(xué) 號(hào) 631301040126 開 課 時(shí) 間 2015 至 2016 學(xué)年第 1 學(xué)期總 成 績(jī)教師簽名目 錄實(shí)驗(yàn)一 ENVI 視窗的基本操作2實(shí)驗(yàn)二 遙感圖像的幾何校正4實(shí)驗(yàn)三 遙感圖像的增強(qiáng)處理8實(shí)驗(yàn)四 遙感圖像的變換12實(shí)驗(yàn)五 遙感信息的融合15實(shí)驗(yàn)六 遙感圖像分類 - 監(jiān)督分類17實(shí)驗(yàn)七 遙感圖像分類 - 非監(jiān)督分類19實(shí)驗(yàn)八 遙感圖像分類后處理22實(shí)驗(yàn)一 ENVI 視窗的基本操作一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康某醪搅私饽壳爸髁鞯倪b感

2、圖象處理軟件 ENVI 的主要功能模塊，在此基礎(chǔ)上，掌握視窗操作模塊的功能和操作技能，為遙感圖像的幾何校正等后續(xù)實(shí)習(xí)奠定基礎(chǔ)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容視窗功能介紹；文件菜單操作；顯示數(shù)據(jù)；裁剪數(shù)據(jù)；合并波段3、 實(shí)驗(yàn)步驟1、首先打開ENVI4.7軟件，看見的只有菜單欄，如圖所示：2、打開每個(gè)下拉菜單瀏覽其下拉欄中都有哪些功能，比如:我們?nèi)绻枰蜷_遙感文件，則可以選擇File下的打開功能open image file，打開遙感圖像如下圖：裁剪數(shù)據(jù)打開basic tools的resize data功能，如果需要對(duì)圖像進(jìn)行一系列處理，可以利用Transform，Classification等功能進(jìn)行操作，在后

3、續(xù)實(shí)驗(yàn)中我們也會(huì)用到其中的一些功能進(jìn)行圖像的一系列操作，到時(shí)候在詳細(xì)敘述。3、再熟悉了ENVI4.7的一些基本知識(shí)后我們可以簡(jiǎn)單地操作下，比如對(duì)一組數(shù)據(jù)分別用Gray Scale和Load RGB導(dǎo)入，看看兩幅圖的區(qū)別以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析在這次的實(shí)驗(yàn)中，我們簡(jiǎn)單的熟悉了下ENVI4.7的一些功能，發(fā)現(xiàn)它是可以對(duì)遙感圖像進(jìn)行圖像幾何糾正，直方圖均衡，監(jiān)督分類，非監(jiān)督分類等一系列操作，為我們后續(xù)利用軟件對(duì)遙感圖像處理打下了基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)二 遙感圖像的幾何校正一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)習(xí)操作，掌握遙感圖像幾何校正的基本方法和步驟，深刻理解遙感圖像幾何校正的意義。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容ENVI 軟件中圖像預(yù)

4、處理模塊下的圖像幾何校正。利用控制點(diǎn)的選擇和編輯來糾正影像。3、 實(shí)驗(yàn)步驟1、導(dǎo)入進(jìn)行幾何糾正的基礎(chǔ)遙感影像和待糾正的遙感影像2、對(duì)兩幅圖像進(jìn)行裁剪至需要幾何糾正的區(qū)域。應(yīng)用Basic Tools中的Resize Data功能，將兩幅圖像裁剪至指定區(qū)域。（注意：裁剪下來的兩幅圖的區(qū)域要大致一樣才行。如：3、選取控制點(diǎn)。注意選取的控制點(diǎn)間的RMS最大不得大于0.5000，如在選取控制點(diǎn)的過程中遇到大于0.5000的情況，就對(duì)RMS最大的點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，遵循原則：,向左；,向上；，向右；，向下。直至每個(gè)點(diǎn)的RMS都小于0.5000,在完成了控制點(diǎn)的選取后，將控制點(diǎn)數(shù)據(jù)保存到制定位置，方便以后查看與修改

5、，本次的控制點(diǎn)數(shù)據(jù)如下：4、進(jìn)行圖像糾正，并存盤。4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：在此次的實(shí)驗(yàn)過程中，控制點(diǎn)的選取是至關(guān)重要的，如果不能較精確的選擇控點(diǎn)校正后的圖像有很大的誤差，再出現(xiàn)誤差后，盡可能的將RMS調(diào)到最?。欢x擇控制點(diǎn)是要圖中均勻的選取，不能局部過于密集。校正后的圖像可以和參考圖像進(jìn)行關(guān)聯(lián)對(duì)比。實(shí)驗(yàn)三 遙感圖像的增強(qiáng)處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^上機(jī)操作，了解空間增強(qiáng)、輻射增強(qiáng)幾種遙感圖象增強(qiáng)處理的過程和方法，加深對(duì)圖象增強(qiáng)處理的理解。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容直方圖均衡化；灰度反轉(zhuǎn)；直方圖正態(tài)化。三、實(shí)驗(yàn)步驟1、直方圖均衡化處理（1）ENVI中打開12840-123457影像，Gray Scale模式加載第

6、一波段的影像（2）選擇Image窗口中Enhance選項(xiàng)下的Image Equalization來實(shí)現(xiàn)圖像的均衡化處理。2、直方圖拉伸（1）選擇Enhance菜單下的Interactive Stretching選項(xiàng)，單擊Stretch Type菜單，選擇不同類型，單擊Apply應(yīng)用即可得到不同的拉伸效果。（2）選擇不同類型就可得到不同的效果圖3、圖像匹配（1）以波段6影像作為基準(zhǔn)影像，波段1影像作為待匹配影像。灰度模式加載第一波段的影像；右擊第六波段選擇Load Band to New Display。（2）選擇波段1影響下的EnhanceHitogrm Matching選項(xiàng)，在彈出的Hito

7、grm Matching對(duì)話框中選定Display #2，單擊ok按鈕，就可以完成兩張影像的匹配。（3）查看圖像的直方圖，打開第一張圖像的enhance中的interctive strtching選項(xiàng)，顯示出原始圖像和匹配后圖像的影像信息，1號(hào)窗口中紅色是2號(hào)窗口的圖像直方圖，白色的是對(duì)1號(hào)窗口處理后的直方圖。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、直方圖均衡化結(jié)果：2、直方圖拉伸結(jié)果Stretch_Type LinearStretch_Type Gaussian3、直方圖匹配結(jié)果通過本次上機(jī)操作，了解輻射增強(qiáng)的過程和方法，加深了圖象增強(qiáng)處理的理解。學(xué)會(huì)了線性拉伸，直方圖的均衡和直方圖的匹配，將課本上的內(nèi)容通過軟

8、件應(yīng)用到實(shí)際操作中去，加深了對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，熟練了實(shí)際操作?？偟膩碚f這次的實(shí)驗(yàn)相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單，在完成了圖像增強(qiáng)后，和原始圖像比較發(fā)現(xiàn)圖像更易判讀了，這也與書本上學(xué)習(xí)到的知識(shí)相符合。實(shí)驗(yàn)四 遙感圖像的變換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^上機(jī)操作，了解空間增強(qiáng)、輻射增強(qiáng)幾種遙感圖象增強(qiáng)處理的過程和方法，加深對(duì)圖象增強(qiáng)處理的理解。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容波段比值變換；主成分變換3、 實(shí)驗(yàn)步驟1、波段比值變換（1）在ENVI中打開12840-123457影像，選擇Trasform選項(xiàng)下的Band Rations選項(xiàng)，彈出Band Rations Input Bands對(duì)話框。在分子Numerator一欄里添加第一波頓，在分母De

9、nomirator一欄里添加地理波頓，單擊ok按鈕，在Selected Ratrio Pairs中出現(xiàn)新增波段時(shí)再單擊ok按鈕即可。（2）在彈出的Band ratio parameter對(duì)話框中選Memory，單擊ok（3）比值是浮點(diǎn)數(shù)，影像越暗，兩個(gè)波段的比值越小，越亮比值越大。2、主成分分析法（1）在ENVI開發(fā)環(huán)境中打開12840-123457中的RGB為321波段的影像。（2）選擇Transform菜單下的Principal Component子菜單下的Forward PC Rotation下的Compute New Statistics and Rotate選項(xiàng)，在彈出的Princi

10、pal Components Input File對(duì)話框中，在Select Input中選中Memory1，單擊ok。（3）在Forward PC Parameters對(duì)話框的choose選項(xiàng)設(shè)定輸出路徑，記的Seleted Output PC Bands對(duì)話框，將Number of Output PC Bands的參數(shù)改為5（生成新的主成分影像，主分量個(gè)數(shù)為5）單擊ok。（4）在二用的波段列表中，依次打開主分量影像。其中PC1為第一主分量影像，信息量最豐富，噪聲最少；其次是第二主分量PC2，以此類推。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1、波段比值變換結(jié)果2、主成分分析法結(jié)果PC Band 1PC Band 3

11、本次實(shí)驗(yàn)對(duì)波段比值變換和主成分分析法進(jìn)行了操作，可以看出這兩種方法都可以增強(qiáng)地物間的差異，特別是波段比值變換，使得地物之間的差異顯得更加明顯，而主成分分析法可以減少噪聲，使得圖像更加清晰，使得提取圖像上的信息變得容易了許多，在完成的實(shí)驗(yàn)后的五個(gè)波段里面，第一波段的噪聲最少，越往后面的波段噪聲就越來越多，圖像變得模糊，從PC Eigenvalues圖中的折線也能得出這樣的事實(shí)。實(shí)驗(yàn)五 遙感信息的融合一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^上機(jī)操作，初步掌握遙感信息復(fù)合的方法，深入理解遙感信息復(fù)合在信息解譯中的意義。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多光譜數(shù)據(jù)與高分辨率全色數(shù)據(jù)的融合。分辨率融合是遙感信息融合的一個(gè)主要方法，它使得融合后的遙感

12、圖象既具有較好的空間分辨率，又具有多光譜特征，從而達(dá)到增強(qiáng)圖象質(zhì)量的目的。三、實(shí)驗(yàn)步驟（1）加載12840-8高分辨率影像（2）導(dǎo)入12480-123457數(shù)據(jù)的真彩色影像。（3）單擊TransformImageSharpeningHSV，選中12840-8圖像高分辨率圖像，選中真彩色影像為多光譜影像。（4）輸入處理結(jié)果路徑，選擇重采樣方法，打開融合后影像#2.可以看出結(jié)果既有光譜信息，色彩豐富，又有高空間分辨率的特點(diǎn)。四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果：完成這次試驗(yàn)后，我們清楚地知道了可以應(yīng)用這種辦法使得一張圖像既具有全色圖像的高分辨率的特點(diǎn)，又可以使其擁有多光譜影像的色調(diào)和飽和度。若使得一張圖像擁有

13、上述兩種特點(diǎn)，那么我們就可以從這張圖像上獲取更多的有用的信息，補(bǔ)充了單一傳感器的不足。實(shí)驗(yàn)六 遙感圖像分類 - 監(jiān)督分類一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫庥?jì)算機(jī)圖像分類的基本原理以及監(jiān)督分類的過程，達(dá)到能熟練地對(duì)遙感圖像進(jìn)行監(jiān)督分類的目的。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ENVI 遙感圖像監(jiān)督分類：1.最小距離法；2.最大似然法三、實(shí)驗(yàn)步驟1、首先打開實(shí)驗(yàn)二所裁剪過后的12840-123457文件，打開RGB圖像。2、通過#1下的菜單欄中的overlay region of interestzoom，在ROI_Type中輸入民稱水體。然后選擇new regin，分別按照上面步驟輸入植被、裸地、居民地，然后對(duì)這四項(xiàng)的顏色進(jìn)行選擇。

14、3、然后對(duì)水體，植被、裸地、居民地四項(xiàng)進(jìn)行編輯，選擇zoom選項(xiàng)，然后用鼠標(biāo)左鍵進(jìn)行劃線，劃線完成后，點(diǎn)擊右鍵，閉合。再點(diǎn)擊一次右鍵，則系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行填充。4、完成第三步后，選擇optionscompete ROI separability原始圖像select all itemsok。5、點(diǎn)擊classificationsupervisedminimum distance選擇原始圖像okselect all items保存ok。6、最后來計(jì)算混淆矩陣：classificationpost classificationconfusion matrixusing ground truth ROIS。

15、四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析監(jiān)督分類后圖像：混淆矩陣：完成這次實(shí)驗(yàn)后，使得我們熟悉了監(jiān)督分類的操作步驟，在這次的實(shí)驗(yàn)中，可以看出監(jiān)督分類的步驟也不算太復(fù)雜，只需要在對(duì)水體、植被、居民地等進(jìn)行勾勒是需要比較小心才行，而且在完成了監(jiān)督分類后，若對(duì)完成后的圖像的顏色不是很滿意是，可以在zoom的color欄里進(jìn)行調(diào)整?？傊谕瓿梢淮螌?shí)驗(yàn)的過程中，細(xì)心和耐心非常重要。實(shí)驗(yàn)七 遙感圖像分類 - 非監(jiān)督分類一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)一步理解計(jì)算機(jī)圖像分類的基本原理以及監(jiān)督分類的過程，達(dá)到能熟練地對(duì)遙感圖像進(jìn)行監(jiān)督分類的目的，同時(shí)深刻理解監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類的區(qū)別。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ENVI 遙感圖像非監(jiān)督分類。3、 實(shí)驗(yàn)步驟1、打

16、開裁剪過后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)2、選中classification unsuperived IsoDate OK。3、原始圖像上打開overlay classfication 打開前面分類后的影像 OK。4、點(diǎn)擊option Edit class name/color 進(jìn)行編輯 filesave。5、點(diǎn)擊classification post classification combineclass OK。然后進(jìn)行顏色的修改。6、點(diǎn)擊classification post classification clumpclass。7、點(diǎn)擊classification post classification minimum matris using ground truth ROIs4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析非監(jiān)督分類結(jié)果：混淆矩陣：通過這次非監(jiān)督分類的實(shí)驗(yàn)，我們熟悉了非監(jiān)督分類的操作步驟，也復(fù)習(xí)了書本上所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)。在完成監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類兩次試驗(yàn)后，我們發(fā)現(xiàn)它們兩者的區(qū)別在于人為的干擾，很明顯監(jiān)督分類需要人的先驗(yàn)知識(shí)更多，而非監(jiān)督分類則是不需要的。完成這次實(shí)驗(yàn)后，讓我們對(duì)于圖像的分類有了更深的了解與掌握。實(shí)驗(yàn)八 遙感圖像分類后處理一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?對(duì)分類影像進(jìn)行后續(xù)編輯，進(jìn)一步提高分類精度；提取混淆矩陣報(bào)告，定量分析分類質(zhì)量。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 分類后處理，混淆矩陣生成三、實(shí)驗(yàn)步驟在完成分類處理后，我們