測(cè)繪攝影測(cè)量畢業(yè)設(shè)計(jì)遙感圖像處理

畢業(yè)設(shè)計(jì)遙感圖像處理PAGE第32頁(yè)共32頁(yè)目錄TOC\o"1-3"\p""\h\z\u一、設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)31．畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本目的：32.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本務(wù)：3二、本組課題及本人任務(wù)3三、課題技術(shù)路線與軟件介紹3四、主體內(nèi)容41.技術(shù)分析42.影像到影像的幾何校正41）打開(kāi)要用到的軟件ENVI4.842）分別打開(kāi)將要糾正的標(biāo)準(zhǔn)影像和校正影像43）定義beijing54坐標(biāo)系54）修改ENVI頭文件中的地圖信息55）選擇圖像糾正所需的地面標(biāo)志控制點(diǎn)76)影像校正107）影像校正結(jié)果比較查看地圖坐標(biāo)113.圖像鑲嵌124.圖像融合14⑴手動(dòng)融合：14⑵自動(dòng)融合195.圖像增強(qiáng)21（1）空間域增強(qiáng)處理21（2）偽彩色合成22（3）分段性增強(qiáng)23（4）非線性拉伸（高斯拉伸）24（5）直方圖均衡化24（6）平方根拉伸24（7）直方圖匹配25（8）圖像運(yùn)算25（9）K-T變換27五、感謝28附錄29

遙感圖像處理一、設(shè)計(jì)的目的與任務(wù)1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本目的：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在專(zhuān)業(yè)課程《攝影測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》與《遙感原理與應(yīng)用》結(jié)束之后進(jìn)行的，主要是對(duì)學(xué)生課堂所學(xué)的理論知識(shí)，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行一次綜合性實(shí)踐和應(yīng)用，初步掌握設(shè)計(jì)的方法和過(guò)程，掌握運(yùn)用所學(xué)知識(shí)處理和解決攝影測(cè)量與遙感生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的方法和技巧。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際、綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，掌握科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，基本和專(zhuān)業(yè)的測(cè)繪操作技能。2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：1）掌握遙感圖像幾何校正的一般步驟和過(guò)程。重點(diǎn)是如何進(jìn)行控制點(diǎn)采集。2）掌握利用遙感軟件進(jìn)行多波段遙感圖像的幾何校正、鑲嵌、融合過(guò)程，并能夠完成遙感圖像增強(qiáng)處理。重點(diǎn)是如何根據(jù)需要合成遙感圖像，難點(diǎn)是對(duì)圖像增強(qiáng)功能的綜合運(yùn)用。二、本組課題及本人任務(wù)遙感圖像處理，遙感軟件進(jìn)行多波段遙感圖像的幾何校正、鑲嵌、融合過(guò)程并能夠完成圖像增強(qiáng)處理。三、課題技術(shù)路線與軟件介紹運(yùn)用ENVI4.8軟件對(duì)圖像進(jìn)行校正、鑲嵌、融合和圖像增強(qiáng)處理技術(shù)。ENVI是一個(gè)完整的遙感圖像處理平臺(tái)，其軟件處理技術(shù)覆蓋了圖像數(shù)據(jù)的輸入/輸出、圖像定標(biāo)、圖像增強(qiáng)、糾正、正射校正、鑲嵌、數(shù)據(jù)融合以及各種變換、信息提取、圖像分類(lèi)、基于知識(shí)的決策樹(shù)分類(lèi)、與GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷達(dá)數(shù)據(jù)處理、三維立體顯示分析。是處理、分析并顯示多光譜數(shù)據(jù)、高光譜數(shù)據(jù)和雷達(dá)數(shù)據(jù)的高級(jí)工具。四、主體內(nèi)容1.技術(shù)分析ENVI軟件是先進(jìn)、可靠的影像分析工具，并將眾多主流的圖像處理過(guò)程集成到流程化（Workflow）圖像處理工具中，進(jìn)一步提高了圖像處理的效率。所以，進(jìn)行本課題有關(guān)的所有的步驟過(guò)程都能很好的簡(jiǎn)便快捷的完成。2.影像到影像的幾何校正1）打開(kāi)要用到的軟件ENVI4.82）分別打開(kāi)將要糾正的標(biāo)準(zhǔn)影像和校正影像Bldr_tm.img與bldr_sp.hdr在ENVI主菜單中，選擇File中的OpenImageFile打開(kāi)Bldr_tm.img標(biāo)準(zhǔn)影像在窗口AvailableBandsList中選擇“RGBColor”對(duì)比度清晰的三個(gè)波段以顯示一幅彩色影像，本人所采用的分別為5、2、1三個(gè)波段分別加入到R、G、B三個(gè)通道中，顯示彩色影像點(diǎn)擊點(diǎn)擊LoadBand按鈕，將影像加載到新窗口Display#1中在窗口AvailableBandsList中點(diǎn)擊Display#1按鈕，并從下拉式菜單中選擇NewDisplay生成新的顯示窗口Display#2在窗口AvailableBandsList中點(diǎn)擊File下拉菜單中的OpenImageFile，選擇bldr_sp.hdr文件打開(kāi)，選中并點(diǎn)擊LoadBand按鈕將校正影像加載到一個(gè)新的顯示窗口Display#2中上述步驟所達(dá)到的效果如圖1所示圖13）定義beijing54坐標(biāo)系從ENVI主菜單中，選擇Map中CustomizeMapProjections，定義坐標(biāo)系根據(jù)圖2，圖3，圖4，圖5操作，即可定義新的坐標(biāo)系4）修改ENVI頭文件中的地圖信息=1\*GB3①在可用波段列表中，右鍵mapinfo選擇EditMapInformation如圖6=2\*GB3②出現(xiàn)對(duì)話框后，點(diǎn)擊“Changeprojection”，修改坐標(biāo)信息，選擇剛剛建立好的北京54坐標(biāo)系，點(diǎn)擊OK.如圖7圖2圖4圖3圖5圖6圖75）選擇圖像糾正所需的地面標(biāo)志控制點(diǎn)=1\*GB3①?gòu)腅NVI主菜單中，選擇Map中Registration中的selectGCPs：ImagetoImage如圖8并出現(xiàn)新的窗口ImagetoImageRegistration圖8②在ImagetoImageRegistration中，點(diǎn)擊選擇Display#2，作為BaseImage，點(diǎn)擊Display#1，作為WarpImage如圖9，并點(diǎn)擊OK按鈕進(jìn)入配準(zhǔn)程序進(jìn)行配準(zhǔn)界面如圖10圖9圖10③通過(guò)鼠標(biāo)放置在兩幅影像的相同地物點(diǎn)上，來(lái)添加單獨(dú)的地面控制點(diǎn)，在GroundConrtolPointsSelection中，點(diǎn)擊addpoint，把地面控制點(diǎn)添加到列表中，至少添加5個(gè)地面控制點(diǎn)。如圖11圖11④點(diǎn)擊GroundConrtolPointsSelection窗口中的ShowList按鈕顯示刺出的控制點(diǎn)列表，如圖12圖12⑤點(diǎn)選上圖窗口上的Options下拉菜單的OrderPointsbyError選項(xiàng)計(jì)算刺點(diǎn)精度并排序，選擇精度較低的點(diǎn)位按Delete刪除，直到精度都符合要求。如圖13，圖14圖13圖14保持地面控制點(diǎn)坐標(biāo)：從Groundcontrolpointsselection中，選擇File中的SaveGCPstoASCII，輸入文件名zybcd.txt，如圖15圖156)影像校正=1\*GB3①?gòu)膅roundcontrolpointsselection中，選擇option的WarpFile如圖16圖16=2\*GB3②選擇OK后，進(jìn)行校正參數(shù)設(shè)置，圖像范圍，保持校正后圖像名為“校正圖像”如圖17圖177）影像校正結(jié)果比較查看地圖坐標(biāo)=1\*GB3①在可用波段中，顯示幾何校正成果“校正圖像”，選擇Newdiplay，加載一個(gè)display#3的顯示窗口中如圖18圖18=2\*GB3②在主影像窗口菜單中，選擇tools中cursorlocation/value，或者主影像窗口直接右鍵選擇cursorlocation/value也可以查看如圖19圖193.圖像鑲嵌1）選擇好兩個(gè)已經(jīng)經(jīng)過(guò)幾何校正的圖像如圖20圖20圖212）在主菜單中的Map中選擇Mosaicking中的PixelBased（如圖21），點(diǎn)選后彈出圖像鑲嵌窗口（如圖22）3）點(diǎn)擊Import中的ImportFile加入2個(gè)需要鑲嵌圖像如圖234）點(diǎn)選PixelMosaicx2608窗口中File下拉菜單的Apply進(jìn)行圖像的鑲嵌處理如圖24圖22圖23圖245）點(diǎn)選后出現(xiàn)窗口（如圖25）將鑲嵌后圖像命名為“鑲嵌圖像”并點(diǎn)擊OK保存，且會(huì)自動(dòng)彈出鑲嵌后的圖像窗口Display#4，如圖26圖25圖264.圖像融合圖像融合分手動(dòng)融合和自動(dòng)融合⑴手動(dòng)融合：1）打開(kāi)融合的兩個(gè)文件，將經(jīng)校正的低分辨率多光譜圖像即‘校正圖像’顯示在Display#1中，將低光譜高分辨率影像即bldr_sp.hdr顯示在Display#2中。2）圖像裁剪和重采樣：將兩幅圖像分別進(jìn)行剪切，以更改成同樣的大小和分辨率，以方便后面的圖像變換以及拉伸和融合處理。①選擇主菜單上的BasicTools下拉菜單的ResizeData(Spatial/Spectral)如圖27②在上部彈出的ResizeDataInputFile窗口中選擇一個(gè)圖像然后點(diǎn)擊SpatialSubest按鈕彈出SelectSpatialSubest窗口，更改圖像屬性信息（如圖28）后點(diǎn)擊OK③在ResizeDataInputFile窗口下再次點(diǎn)擊OK彈出新的ResizeDataParameters窗口，命名為‘裁剪1’保存并生成圖像（如圖29）。同樣在將低光譜高分辨率影像裁剪成同樣尺寸大小的圖像并命名為‘裁剪2’保存。如圖30圖27圖28圖29圖303）HSV變換：選擇主菜單的Transform下拉菜單的ColorTransforms的下拉菜單的RGBtoHSV對(duì)彩色影像的裁剪1進(jìn)行HSV變換如圖31，圖32，圖33，完成并生成一個(gè)HSV圖像。圖31圖32圖33圖34圖354）空間拉伸變換：將灰度影像進(jìn)行拉伸，以便于彩色影像一同進(jìn)行RGB變換，選擇主菜單的BasicTools下拉菜單的StretchDate（如圖34），彈出窗口選擇灰度影像‘裁剪2’如圖35，點(diǎn)擊OK，出現(xiàn)如圖36窗口，并填寫(xiě)相應(yīng)數(shù)據(jù)。命名‘拉伸圖像’進(jìn)行保存并生成圖像。圖365）圖像融合（HSV反變換）：選擇主菜單的Transform下拉菜單的ColorTransforms的下拉菜單的HSVtoRGB對(duì)HSV影像和拉伸影像進(jìn)行融合處理（如圖37），在彈出對(duì)話框上進(jìn)行如圖38，圖39的操作。對(duì)融合圖像進(jìn)行生成并保存。生成如圖40所示的圖像。圖37圖38圖39圖40⑵自動(dòng)融合打開(kāi)兩個(gè)待融合影像‘矯正圖像’和‘bldr_sp.hdr’直接選擇主菜單的Transform下拉菜單的ImageSharpening下的HSV命令（如圖41）。并按照?qǐng)D42，圖43，圖44步驟完成圖像的自動(dòng)完成。并生成圖45所示的融合成果像片（在兩幅圖像有相同地理坐標(biāo)系統(tǒng)的情況下，該融合方法不需要在融合前需調(diào)整兩幅圖像分辨率一致，尺寸一致，ENVI系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成這一過(guò)程，輸出圖像的分辨率與高分辨圖像保持一致；否則需要對(duì)圖像進(jìn)行處理以保證融合的影像地理位置相同，行列數(shù)相同）圖41圖42圖43圖44圖455.圖像增強(qiáng)（1）空間域增強(qiáng)處理=1\*GB3①先打開(kāi)一個(gè)單波段圖像“bldr_sp”然后點(diǎn)擊Enhance中Interactivestretching—stretchtype—Linear，然后根據(jù)圖像情況進(jìn)行拉伸調(diào)整，圖像暗與亮調(diào)整如圖46通過(guò)空間域增加圖像黑白對(duì)比能突出地物如圖47圖46圖47（2）偽彩色合成=1\*GB3①打開(kāi)前面所做過(guò)幾何修正的遙感圖像“校正圖像”，在顯示窗口選擇Overlay中的DensitySlice，然后設(shè)置MIN值和MAX值如圖48=2\*GB3②點(diǎn)Apply，得出偽彩色合成結(jié)果圖49圖48圖49（3）分段性增強(qiáng)=1\*GB3①先打開(kāi)一個(gè)單波段圖像“bldr_sp”然后點(diǎn)擊Enhance中Interactivestretching—stretchtype—PiecewiseLinear,然后根據(jù)所需調(diào)整如圖50，點(diǎn)擊Apply得到成果圖51圖50圖51（4）非線性拉伸（高斯拉伸）=1\*GB3①先打開(kāi)一個(gè)單波段圖像“bldr_sp”然后點(diǎn)擊Enhance中Interactivestretching—stretchtype—Gaussian，然后設(shè)置拉伸范圍15~127，點(diǎn)擊Apply效果如圖52圖52（5）直方圖均衡化=1\*GB3①先打開(kāi)一個(gè)單波段圖像“bldr_sp”然后點(diǎn)擊Enhance中Interactivestretching—stretchtype—Equalization拉伸范圍設(shè)置在15~137點(diǎn)擊Apply，如圖53圖53（6）平方根拉伸=1\*GB3①先打開(kāi)一個(gè)單波段圖像“bldr_sp”然后點(diǎn)擊Enhance中Interactivestretching—stretchtype—SquareRoot輸入最小值15最大值165然后點(diǎn)擊Apply如圖54圖54（7）直方圖匹配=1\*GB3①打開(kāi)2個(gè)不同的圖像，如校正圖像和bldr_sp=2\*GB3②然后Display#1主窗口點(diǎn)擊Enhance—Histogrammatching選擇點(diǎn)擊OK如圖55，效果圖為圖56圖55圖56（8）圖像運(yùn)算=1\*GB3①在主菜單中分別點(diǎn)擊transform中的NDVI彈出如圖57。然后選擇bldr_tm.img,點(diǎn)擊OK圖57②彈出輸出窗口，命名為‘運(yùn)算圖像’點(diǎn)擊OK進(jìn)行混合運(yùn)算并保存，新建Display圖形顯示窗口顯示生成的圖像，如圖58圖58（9）K-T變換=1\*GB3①點(diǎn)擊主菜單中圖transform中的TasseledCap選擇文件“bldr_tm”并設(shè)置參數(shù)如圖59②點(diǎn)擊OK，出現(xiàn)TasseledCapTransformParameters窗口，將圖像命名為ZYB-KT（如圖60）,點(diǎn)擊OK進(jìn)行圖像生成并保存。③建立Display圖形窗口，打開(kāi)圖像查看變換后的圖像效果，如圖61圖59圖60圖61五、心得體會(huì)作為一名測(cè)繪專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)，我覺(jué)得做遙感畢業(yè)設(shè)計(jì)是十分有意義的，而且是十分必要的。在已度過(guò)的大學(xué)時(shí)間里，我們大多數(shù)接觸的是專(zhuān)業(yè)課。我們?cè)谡n堂上掌握的僅僅是專(zhuān)業(yè)課的理論知識(shí)，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力？如何把我們所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做類(lèi)似的畢業(yè)設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺(tái)。ENVI是一個(gè)完整的遙感圖像處理平臺(tái)，其\t