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-.z遙感原理與應(yīng)用課程設(shè)計—“遙感專題信息提取與專題圖制作〞設(shè)計報告學(xué)院遙感信息工程學(xué)院班級學(xué)號姓名日期2012年2月21日-.z課程設(shè)計的目的和意義本次課程設(shè)計的目的主要是為了加深理解和穩(wěn)固遙感原理與應(yīng)用的有關(guān)理論知識;要求我們會運(yùn)用專業(yè)遙感軟件,通過對遙感影像進(jìn)展各種處理以及專題信息提取等綜合應(yīng)用,培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。本次實習(xí)的意義在于鍛煉我們的獨(dú)立自主能力,培養(yǎng)良好的工作習(xí)慣和科學(xué)素養(yǎng),為今后工作打下良好的根底。二、課程設(shè)計方案和流程實驗數(shù)據(jù)介紹地點(diǎn):**地區(qū)傳感器類型:TM1、3、4、5、6、7波段影像;空間分辨率:30米、120米;SPOT影像,分辨率10米。說明文件:Readme.t*t,SPOT影像投影信息、大地坐標(biāo)、分辨率。2、硬軟件介紹本次實習(xí)使用的軟件主要為ERDAS軟件。ERDASIMAGINE是美國ERDAS公司開發(fā)的專業(yè)遙感圖像處理與地理信息系統(tǒng)軟件。在圖像處理方面,直觀的操作步驟使用戶操作起來非常靈活方便。IMAGINE的窗口提供了卷簾、閃爍、設(shè)置透明度以及根據(jù)坐標(biāo)進(jìn)展窗口關(guān)聯(lián)功能,方便多個相關(guān)圖像的比擬。ERDASIMAGINE為不同的應(yīng)用提供了250多種地圖投影系統(tǒng),還有非常方便的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工具。新開發(fā)的專家分類器,為高光譜、高分辨率圖像的快速高精度分類提供了可能。此工具突破了傳統(tǒng)分類只能利用光譜信息的局限,可以利用空間信息輔助分類。3、總體方案本次實習(xí)給定的是**地區(qū)的相關(guān)波段的TM圖,我想采用分類融合技術(shù),利用各個波段的TM圖像進(jìn)展影像融合,分別提取該區(qū)域的水系、植被、居民地,以這三種地類的面積或周長等要素作為研究對象,進(jìn)而制作出**地區(qū)的土地利用專題圖。詳細(xì)步驟如下:〔1〕、確定專題要素:**地區(qū)水系、植被、居民地這三中地類的面積以及分布情況?!?〕、格式轉(zhuǎn)換:先將源圖像.tif格式的文件轉(zhuǎn)換成.img格式的文件,便于軟件進(jìn)展處理?!?〕、圖形合成:將TM圖像相應(yīng)的波段進(jìn)展合成,分別將TM影像左右兩圖像的六個波段進(jìn)展合成為left.img,right.img〔4〕、圖像預(yù)處理:在將選取好的源圖像進(jìn)展拼接起來之前要先對圖像進(jìn)展幾何糾正,將左片和右片都糾正到統(tǒng)一的坐標(biāo)系中,去掉重疊局部,將左右兩幅圖像拼接起來形成一幅更大幅面的圖像。〔5〕、圖像解譯:對圖像進(jìn)展空間增強(qiáng),多個波段疊加組合或拆分,便于分辨出目標(biāo)地物。〔6〕、圖像分類:進(jìn)展有監(jiān)視分類和非監(jiān)視分類,提取水系、植被、居民地等?!?〕、專題信息提?。簩Ψ诸惡蟮膱D像水系、植被、居民地進(jìn)展相應(yīng)的分類編碼,并分別計算面積?!?〕、專題地圖的制作和輸出:利用軟件根據(jù)研究需要和制圖區(qū)域的特征生成圖層、文本、比例尺、圖例、公里格網(wǎng)線、符號、圖廓線等圖像整飾內(nèi)容并生成制圖文件并輸出地圖。確定專題要素為**地區(qū)水系、植被、居民地的面積以及分布情況4、流程框圖確定專題要素為**地區(qū)水系、植被、居民地的面積以及分布情況將需要的tif格式的源圖像轉(zhuǎn)換成軟件易處理的img格式的圖像將需要的tif格式的源圖像轉(zhuǎn)換成軟件易處理的img格式的圖像圖像合成,分別將TM影像左右兩片六個波段進(jìn)展合成為left.img,right.img圖像合成,分別將TM影像左右兩片六個波段進(jìn)展合成為left.img,right.img幾何糾正幾何糾正左右圖像拼接左右圖像拼接圖像空間增強(qiáng),多個波段疊加或拆分圖像空間增強(qiáng),多個波段疊加或拆分圖像空間增強(qiáng),多個波段疊加或拆分圖像空間增強(qiáng),多個波段疊加或拆分分類編碼并計算面積分類編碼并計算面積制作并輸出專題圖制作并輸出專題圖三、課程設(shè)計的過程和步驟根據(jù)本次實習(xí)所給的實習(xí)數(shù)據(jù),我先將TM影像六個波段進(jìn)展合成,合成之后分別對左右影像以spot影像為模板進(jìn)展糾正,再將糾正后的影像進(jìn)展鑲嵌,鑲嵌之后為了便于分類,還可以適當(dāng)將影像進(jìn)展增強(qiáng)處理,然后將增強(qiáng)后的圖像進(jìn)展分類,最后提取分類后的專題要素制作專題地圖。另外,鑲嵌之后還可以將影像與spot全色影像進(jìn)展融合處理,然后再將融合后的影像進(jìn)展分類,并與未融合的分類影像進(jìn)展精度評定和比照。以下為具體步驟及關(guān)鍵階段成果圖:圖像合成分別將左右兩片TM影像的六個波段進(jìn)展合成,這一步比擬簡單,沒有出什么問題。合成后左右兩片的圖像分別如下:圖像糾正利用spot影像分別對左右兩片合成后的影像進(jìn)展糾正,糾正的過程中要選6個同名點(diǎn)以及假設(shè)干檢查點(diǎn)。這一過程需要的時間特別長,因為這一過程既要保證選點(diǎn)準(zhǔn)確,又要保證選點(diǎn)均勻。如果選點(diǎn)不準(zhǔn)確就會導(dǎo)致糾正后的影像出現(xiàn)較大偏差,如果選點(diǎn)不均勻會使局部地區(qū)誤差很大。因此需要不斷調(diào)整已經(jīng)選好的同名點(diǎn)或者添加新的檢查點(diǎn)。糾正后影像如下:圖像鑲嵌鑲嵌是將兩幅糾正好的影像拼接起來,通過鑲嵌處理,可以獲得更大*圍的地面圖像。如果兩幅影像糾正的精度相差太遠(yuǎn)的話可能會使鑲嵌的圖像不規(guī)則。我剛開場就是因為糾正時選點(diǎn)不均勻的緣故,導(dǎo)致左片邊緣處偏差較大,進(jìn)而使鑲嵌后的圖像接縫處出現(xiàn)較大鋸齒。不過,經(jīng)過屢次對左右兩片調(diào)整點(diǎn)位以及增加檢查點(diǎn),最終我得到了比擬可觀的鑲嵌影像。鑲嵌后的影像截圖如下:圖像增強(qiáng)為了便于對圖像進(jìn)展分類,還需要對圖像進(jìn)展適當(dāng)?shù)脑鰪?qiáng)處理,以助于進(jìn)展特征提取。因此,我對鑲嵌后的圖像進(jìn)展了增強(qiáng)處理,我依次做了線性變換、直方圖均衡化、邊緣增強(qiáng)。圖像融合圖像融合是將多源遙感圖像按照一定的算法,在規(guī)定的地理坐標(biāo)系,生成新的圖像的過程。全色圖像一般具有較高空間分辨率,而多光譜圖像光譜信息較豐富,為提高TM圖像的空間分辨率,可將鑲嵌后的TM影像與spot全色影像進(jìn)展融合,這樣既可以提高多光譜圖像的空間分辨率,又保存其多光譜特性。圖像裁剪由于糾正后影像不太規(guī)則,并且邊緣處的精度與中間的精度存在一定差異,再者考慮到制圖*圍等原因,需要對圖像進(jìn)展一定的裁剪。以下是分別對融合后圖像和融合前圖像裁剪后的截圖,從圖中也可以比照融合前后圖像的差異。融合前后圖像裁剪后截圖,左邊是融合后的圖,右邊是融合前的圖:圖像分類與精度評定圖像分類是對圖像上的信息進(jìn)展屬性的識別和分類,從而到達(dá)提取專題信息的目的。本次實習(xí)圖像分類有分類和精度評定兩局部。監(jiān)視分類與非監(jiān)視分類本次實習(xí)主要是利用監(jiān)視分類法進(jìn)展圖像分類的。剛開場我也嘗試做過非監(jiān)視分類,但是效果明顯沒有監(jiān)視分類的效果好。我想是因為非監(jiān)視分類沒的樣本類別和類別的先驗知識,導(dǎo)致分類效果不好。以下是將圖像用非監(jiān)視分類和監(jiān)視分類分為三類的效果圖比照〔左邊是非監(jiān)視分類的圖像,右邊是監(jiān)視分類的圖像〕:融合前分類與融合后分類本次實習(xí),我對影像融合前后的圖像分類效果進(jìn)展了比照。我發(fā)現(xiàn)融合后的圖像分類效果沒有融合前的效果好。以下是融合后〔左邊〕和融合前〔右邊〕的分類圖像比照截圖:以下分別是融合后和融合前的混淆矩陣:融合后混淆矩陣:Data s* zb jzw sd ---------- -------------------- ---------- ---------- s* 11713 0 8 2 zb 0 7284 0 0 jzw 14 0 2856 208 sd 657 0 30 5332 ColumnTotal 12384 7284 2894 5542 融合前混淆矩陣:Data s* zb jzw sd ---------- ---------- ---------- ---------- ---------- s* 1674 0 0 0 zb 6 823 14 1 jzw 8 13 623 25 sd 0 1 38 383 ColumnTotal 1688 837 675 409 精度評定精度評定是本次實習(xí)耗時最長的一局部。我分別對融合前后的圖像進(jìn)展了精度評定,對每幅圖像各選了256個隨機(jī)點(diǎn)進(jìn)展了人工分類,通過與計算機(jī)分類結(jié)果進(jìn)展比照,最后得出了精度評定結(jié)果。融合后的精度評定:融合前的精度評定:專題圖制作專題圖制作局部是本次實習(xí)的最后階段,專題地圖是突出反映一種或幾種主體要素的地圖,這些主體要素多是根據(jù)專門用途的需要確定的,它們應(yīng)表達(dá)得很詳細(xì),其它的地理要素則根據(jù)表達(dá)主體的需要作為地理根底迭繪。我利用前面監(jiān)視分類的結(jié)果制作了一幅**市土地利用的專題圖。我依照ERDAS中文教程為專題圖添加了圖例、比例尺、公里網(wǎng)格、指北針和圖名。以下是專題圖制作的截圖效果:四、課程設(shè)計的結(jié)果分析與評價本次幾何糾正的過程我進(jìn)展了屢次重復(fù)和修改,主要原因是選點(diǎn)不夠準(zhǔn)確以及選點(diǎn)不均勻。由于兩幅圖像的顏色、分辨率等不一樣,所以選點(diǎn)比擬困難,有些地方如長江附近顏色變換比擬明顯,所以選點(diǎn)比擬準(zhǔn)確,而林地茂盛區(qū)選點(diǎn)就很困難了。另外,有些地方實在不好選點(diǎn)就沒有選,這樣就導(dǎo)致了選點(diǎn)的不均勻,進(jìn)而導(dǎo)致了這些地區(qū)偏差較大。因此,為了提高圖像糾正的精度,應(yīng)該盡量選擇一些比擬明顯的同名點(diǎn),另外,也要盡量讓選的點(diǎn)均勻分布。影像鑲嵌的精度直承受影像糾正的影像。因為在鑲嵌的過程中的鑲嵌邊是由左右圖像上亮度值最接近的連線,而此時如果左右兩片的精度相差太遠(yuǎn)的話就會使鑲嵌邊不夠準(zhǔn)確。另外,在消除鑲嵌邊時要進(jìn)展平滑處理,左右兩片的精度相差太遠(yuǎn)的話會導(dǎo)致鑲嵌邊周圍出現(xiàn)較大模糊。所以要想圖像鑲嵌精度提高,就要盡量提高圖像幾何糾正的精度。本次實習(xí)我主要對融合前后的圖像分類精度進(jìn)展了比擬。我分別對融合前后的分類圖像各選了256個點(diǎn)進(jìn)展了重新人工分類,得出融合前分類圖像的分類精度較高。我分析了原因,很明顯融合后的圖像清晰很多,這說明融合后的圖像分辨率較融合前的高,但是這樣導(dǎo)致了融合后圖像的區(qū)分度變小,必然會導(dǎo)致融合后圖像分類精度降低。另外,對于未融合的分類圖像,我也進(jìn)展了分析。圖像分類時主要是利用監(jiān)視分類法,而監(jiān)視分類需要先知道類別的先驗知識,因此AOI的選取是影響分類精度的一個重要因素。五、課程設(shè)計的總結(jié)與體會本次實習(xí)我嚴(yán)格按照指導(dǎo)教師的要求獨(dú)立完成了實習(xí)任務(wù)。通過這次實習(xí),我加深了有關(guān)遙感的根本原理、遙感傳感器的成像機(jī)理的理解,穩(wěn)固了理論課上所學(xué)的遙感圖像的處理方法、專題信息提取以及遙感綜合應(yīng)用技術(shù)。本次實習(xí)遇到的問題主要是自己對ERDAS軟件不太熟悉,初次接觸感覺有點(diǎn)陌生,剛開場完全摸不著頭腦,后來經(jīng)過問同學(xué)、問教師以及自己查閱相關(guān)資料,漸漸理出了頭緒。有頭緒之后就做的很快了,我第二次課就做到專題圖制作局部了,但是后來聽教師講解,發(fā)現(xiàn)自己前面漏做了幾個局部,導(dǎo)致要重新開場做??梢?,有一個詳細(xì)的思路是很重要的。不過,對軟件熟悉后,重新做一遍還是很快的,雖然走了一些彎路,但是還是覺得收獲挺大的。最后,建議教師以后在實習(xí)之前還是稍微跟我們講一下大致思路,以免我們像無頭蒼蠅一樣到處亂撞,這樣浪費(fèi)了很多時間,導(dǎo)致最后一次課很多同學(xué)不能按時交成果???/p>

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