利用PCI进行遥感异常提取流程

1、遥感异常提取工作手册第一节、利用PCI进行遥感异常提取流程遥感异常提取的过程可以用下面的流程图来描述:果件 壯一 It决激左十扰右邃）* JX1L门限优1X1? IM7nruftSAM1；-OHA门限化FCR门限化常殲异常H巧-级炜佶心、町图-.缎叶常心二缎涉常（、）像 二级异嘗2叭上般箭卜Idf去干扰异常主分量阈值化技术流程图HRF-FST 的注：* OHA即HA,为羟基异常的简称；FCA即FA,为铁染异常的简称*阈值化，在张玉君教授以前的著作中称为门限化。（本流程以14231景ETM数据为例进行处理）一、了解该景的基本信息拿到该数据后，首先查看该景数据的基本信息。在写字板中打开后缀为“数据

2、，出现下面内容:-7T 39Q708EH98D713-1.53364259138344-6.912619061009781-fl.059291266369313-L 13122047123946-D.410496QSOS126331. 18070S70B72557E1. 200&496030S130- M2G19061OO9T810.9691362236)040. 9122M7LZ396IL Q6SDS6ffr3IS81.00300000000000,00300000000000. QODOOOOOOOODO0. 00300000000000. OOOOOOOQOOOOOQ. OOODDOOO

3、ODODI 500000, OQOQ00010000Q0” OOODOOOOOOOOI0. OOODDDOOOOOO*UStS 1IAP ZOJE =OH03DDOC.OOODDOOOOODQO c ODOOOOOOOLIDDO a ODOOOOOOOODOOa ODOOOOOOOODDOCD =BJC030S20001S O0S9O LOC =142/031(2000ACQUISITION )ATE-20021002SATELLITE =LANDEAT7SENSOR =ETJf+SIZNSO? 501C =N)FLVAL LOOM 一脚二E =C. :QLOCATION =142/031 C

4、OWA：QUISITIOU DATE =SAIELLITE =SENSOIi =NSOX HOLE =LOOF AILE =LOCiTIUN =ACQUISITION LATE =SATELLITE =SENSOR =CENSOR NOEE =LOOK ANGLE =LOCATION =ACQUISITION DATE =SAIELLITE =PRJODTT TYPE =OEBITSENSOR =SENEOJt HOLE =LOOK ANGLE =ORIENIEDPRODJCT SIZE 寸DLL SCEBETYPE OF PROCESS Hit； -SYSrENAlIC RESA1PL7MG

5、 CVOLUME #/# IN SET =/ F：QELM PEE LINT =临甜丁 LHGS PEE BAND =强胡 /別盟STRT LINE # =BLOCKINt FACTOR = REC SUE =41 不阴 1 旺 PKEL SIZE =30, QO0U7F7T BITS PER FIKEL =3 AOULEED BITS FER PIXEL =6EAUD FRE5ENT = 12-3457FILENAME =L71142031_031 ?O023002.010- FiTMLEJUJE =L71142031_D3 2D0210D2.B20.FST FILENAME =L71142

6、031_0312002 002_B3C, FSTriLEHAJE =L71142031_03120021002_MO.FSTFILENAME =L71142031_03120021002_B5CT FSTriLENAHZ =LT2142031_03120021002_B70. FST REVL7iBUSS AND GAI归 IN ASCENT I1G 3J5D WlTffifR。曲欣GOETRIC DATA HAF PROJECTDN =7M HL1IFSOID =lRfiSSOVDAUffl =J：RASSOUSGS PROJECTION PARAMETERS = 6378245.JOIOC

7、OOODJOOO 636f863. 0187999931000UL =06Wg2, 150E42355,513047CQj. 374733.064M -009140S.22SJE42220.C2MmL53. -2t4095CB7. 310LR =08474& 6U32E4M791.71671r taAHImtt AT.LiuriidalnaD 鼻Mtlimol 祀+iiPraffle Grph Kw Virtw 91 Novi Q S*LietRAAiCU/ 4ii4h. 4FETTE口 T ” 小叱Qtsilfletli 3tLotbas,百 g* Di.npLdF14Hbi：4 ZrVis

8、Ets-1：UtbfliV4 Vtili ki IThlJi迈gg昌 Rn.i. m ng.WiAFT兀 FCTcm口丁利咛EJJIJFJ lrrr五塚HILi H+p二 QE 甘m空羿tFCAJlsHL 戸 ji 五fTTTFT C7 h t 色口 就 a廿 gMBEflZT (jtinjntsH E4勺il 用无首先看白泥地在各波段的波谱特征，目视解译及现场考察白泥地的分布，找出典型白泥地的位置进行其波谱特征分析。如下:TASEELT牧M2亡丄亡& Clip Itr* 5-koLALng2、去除白泥地选中E-anrple ProEjle cf SJLecJLed. fhau口H. (a)1

9、OT150Ci gk CDALE uls.Ltf lr X： B. LDi ffcm X：14tJI LI|P lVH-Sfre-FCll ：4P3I pi!oriRIHJLCHsrIoBEDCIt 5Mnn厂ZErmvI。AlPOUEER耳n C q. 7SRASK厂Furuit*rc ia Sat124、125作为去干扰的临界点。F图是确定上下限后的实现步骤：点击Xpace”面板中的命令,j.-Xi i1 in I; L*fiLkj tbwJ *4 期 上J刁 HlUrill4gnf Ml d *a|rdd FM BSLHdord.亦疔U.TS-IO DUEl*.Cwra&i M I PM

10、 I * UWFNPW 弓l*a.BaM. ” I r iiw h i wiLiiM r * IE-R.7; G.4. 0;1D.65, 0 66&40,0.410.30; 0.3114231(2002.10.02)在View”下拉菜单中，选择Spectral Plot”，弹出左下图Spectral Ploting ”、 “Spectral Graph”两个对话框，设置Spectral Ploting ”对话框的参数(Channel min、 Channe max、Image min、Image max、Window size around curser )。在 741 波段组合的 显示图像上

11、，在Displayed Spectra ”下面选中某色，点击From Image” ,再点击目视解 译的水体与阴影点，则在“ Spectral Graph ”框中出现选择点的谱线，总结水体与阴影的波 谱特征，其中，2、3、4是从放大的右上图中阴影点的谱线，13、15、16是右下图中水体点的谱线。Ban d6/Ba nd1可以作为消除水体阴影的方法。界限点的选择与同去除白泥地的选择方法类似，比较后可得(40,41)是最优的临界点。道，调出显示，改变lut水平，取0.9 , 0.65 , 0.4 , 0.3等等，累试比较水体、地形阴影、暗色岩的掩去除水体和地形阴影模效果，尽可能多去除水体和地形阴影

12、，但较少影响暗色岩，最后选定0.4 , 0.41做为去除水体和地形阴影的最佳值。去除水体、阴影后的数据放于10通道中。4、去除植被根据植被的波谱曲线特征，可得去除植被有绿切割 （Band4）、Band5/Band4、Band3/Band4几种方法，经比较后发现Band3/Band4方法最优。选取临界点的方法同上。该景Band3/Band4临界点取0.90，0.91;去除植被后的数据放于12通道中。5、做掩模a、通道8、9做“ AND处理，放于11通道。实现过程如下:b、通道10、12做“ AND处理，放于13通道。c、通道11、13做“ AND处理，放于 7通道。d、利用THR功能做MAS啲S

13、egment,弹出对话框后，如下填入参数，点击“ StatusRun”从命令窗口中可以知道 Mask保存在Segment 3中。六、准准归一化处理准准归一化系数 K=GK d2/sin G根据头文件中查找的各波段的灵敏度的“L” “H，可以查出GK（见附表2），因此可以11226=255nin确定各波段的K值，结果如下:K仁 1.43276 K2=1.57104 K3=1.45189 K4=2.21835 K5=2.02432 K7=1.935211、各波段与掩模“ AND同时做径辐射校正径辐射校正设置要根据各波段的最小值而定，DN格值不变，仅移动坐标零点。、7通道与1通道“ AND后放到8通

14、道中，这样就把原先的“去边框”数据冲掉。、同理做2、3、4、5、6通道的掩模与“ AND处理，所得数据分别放在 9、10、11、12、13通道中。2、准归一化校正从头文件信息中读取各波段属低增益还是高增益状态，查取列表（附表2）得到对应波段的GK值，代入公式：K=GK d2/sinG即可得到各波段的准准归一化系数，如下:表2各波段的准归一校正系数波段123457G1.432761.571041.451892.218352.024321.93521各拉伸后的波段对应乘以准准归一化系数。如下图弹出“ ARI Image Arithmetic ”对话框，“CNST参数处输入 K值，“ RVAL的值写

15、“ 0, 255，0，255”，然后点击“Status ”“Run”。r 別-r Jf -ilJUTA.E|3-I LF CTairA.i r-phc:t D - 31Mrphrt C C F甲甲 WU umftl Th 1ft HRJIi到51-ell - tc h-ifcr-A.1Tjphrt6 Cjitl h-6jwuli :-事Lat晶：世-* C*: tptki&tLacL砒J LM J. HUEOJTL 1 Ins q L rULKFaAUE-id ATT 1.7 DM*; flr i Iv fcr *7 &*. K口Lilt4=TTfp*ft.Sjhtce T兰平Cr-fl/i1

16、! VI jabilLrjrfcTTilW*、同理做9、10、11、12、13通道的准准归一化校正，输出的数据分别存在9、10、11、12、13通道中。（注）当因某种原因（头文件缺失，或仅须做单景异常提取）不能或无须做准准归一化处 理时,本节的（2、准准归一化校正）省略,而（1、各波段与掩模“ AND同时做径辐射校正）改 为各波段与掩模“ AND同时做径辐射校正及无损失拉伸。同理做9、10、11、12、13通道的径辐射校正及无损失拉伸，输出的数据分别存在9、10、11、12、13 通道中。七、主成分分析1、羟基异常（HA）利用B1、B4 B5及B7四个波段的组合进行羟基异常的提取，输入的应是对

17、应波段的准准归一化校正后的数据，该示例中是& 11、12及13通道组合。点击 “XPACE 按钮，找到 “PCAPrincipal Analysis ”命令，点击后弹出 “PCAPrincipalT WiTtalll 1Xpare将第一个255 改为108,即在DNmi n-max之间拉伸。IK-MIIMW门a“晳 liutE：則IIJiElaJir1*4 kLsJ，inkiB.rm11 hlJ 1I i i H 11 n 4 rHXartrm DkLhfci!1L&tirliATiiAAr IhM JXTSIKCUnSB 皿中打才专订3:百空taTTi D 1x11 db dT*KB JC

18、M immfcGI*M* tai： ii aJ nl1】的Ell而汛汛E畴畴 乩gi询rm亡亡亚|. Ss-ihhtAsplclF*LU!G S-Tfct1 ar rymi -YT-likla| tin, | Lift I. I*LfOCHSTIBCCnrarROnrcI* :Blb*rREjirAnalysis ”对话框，填好参数。其中：DBIC”是参与主成分分析的通道（图示 8 11、12、13）; “ EIGN是输出哪些主分量，示例中输出PC1 PC2 PC3 PC4共四个主分量；“DBOC是输出的四个主分量放于哪些通道（图示为17、16、15、14通道）；“DEVRANGE是标准差的范

19、围（四倍）；“ MASK是掩模（输入掩模在哪一“ Segme nt”）。点击 “Status ”“ Run”后，在DOS界面出现统计数据，从中可以得到各分量的特征值及分析羟基异常表现在哪个分 量。选择羟基异常分量的规定：在特征向量的相关矩阵中，B5与B4、B7的符号相反，而且B5 B7的值越大越好。分析特征向量的相关矩阵可以得出羟基异常集中在PC4中。2、铁染异常（FA）利用B1、B3 B4及B5四个波段的组合进行铁染异常的提取，输入的应是对应波段的准准归一化校正后的数据，该示例中是& 10、11及12通道组合。对8、10、11、12通道进行PCA得到的各分量分别放于18、17、16、15通道

20、中（17、J?PC416、15已放羟基的PC1 PC2、PC3因羟基异常存于 PC4中，所以PC1、PC2 PC3的数据可以舍弃），其方法与羟基异常的提取方法一样，统计的数据如下：选择铁染异常分量的规定： B1与B3的符号相反，由此可以分析出异常也是集中在 中。PCfiP*inc：Ccnporient: An轟丄晳直匚US.2 EA&lzPACE12:19 2&G*p200G|D：.plxLS3UJ1CtVtVFbVbbLJ L!ep2UUbnput;Cliann o! 10 1112Output Channels:18 丄 716丄5Eigre nc harm els：1234Soimplx

21、ngi D it nap! 0Sample sizeChcuirte 1rie&iiiDevlaL ion53.639715.153210S6.99312fcB3S2B11110.894730.Z75512142.1Wb73S.2084Covai*3La.ncaOP inpuit channels :81011 12T61229,&2IM：3T9.33eve. ai11：393 .12764-3791612!4S.7929 _1G109G.9714S9_99EionudluoDcuiatr icnUdF jnCD1128.334255.931594恥21 1A.1R1 93 ,K8x318-9

22、0006.9934停42,5867Fiflpnu itcfrfrps c*feniuaiiiAnrft natFix凤nQr*( (ipnj希、;EL商酣20ab0L70530?ZWaS6971-0.55053 -0.18775 -0.15870 0.5B660.45 03-6.80230.73414;fl.Gt0720.713H0.221110.077PC10&Scaling Information:Eicn Out putUnsealedianHidpo intGcnlcCliAnnl ClunnlMlnMaxFACtor119192.7H14.的127.5WB.R72217LSft.GG

23、l9&.S74. 0Q127-5002.9443lt-L11.4bJ47.14b4.127.S(4.b7b4IS-42.11460.2?24-0Q127.50012.371其中：“RVAL参数中的前两个数即是不同Ku值所对应的上下限。八、异常分级异常的分级利用标准离差的倍数Kc（见附表3）,采用不同的Ku得到的异常范围就不同。1、羟基异常（HA）HA放在14通道中，打开“ Edit ”下拉菜单中的“ Edit LUT并选择14通道的直方图， 在“ Min X” “ Max X”中输入对应不同的值，则该值就大约对应某个Ku,输入“ Min X” “ MaxX”后点击“ Apply”，显示窗口即可

24、显示出异常的分布范围。一般异常分为三级，每级间的 Ku值相差0.5 , Ku值最大的为一级， 次之为二级，最小的为三级。下面是HA的分级Ku取 值及异常分布情况：一级异常，Ku取3.3 。 二级异常，Ku取2.8 三级异常，Ku取2.3以上几幅图是异常分布的显示效果，下面的方法把分级的三层数据保存在三个通道中,经过上述的分级处理，三级异常（ HA-1、HA-2、HA-3）分别放于16、17、18通道中。2、铁染异常（FA）打开“ View”下拉菜单中的“ Histograms”，显示15通道的直方图，发现直方图的最右边有一竖条，这可能与干扰有关，因此先将该层与“MASK层（7通道）进行“ AN

25、D处理。+ j Sfatisncs与-HA分级的原理一样，通过在“Edit LUT ”显示窗口的显示效果，可以把三级的 Ku值分别定在3.0、2.5、2.0，得到的-FA三级异常分别放于 19、20、21通道中。九、滤波去除孤立点1、羟基异常（HA）点击“ FMOMode Filter ”，弹出“ FMO Mode Filter ”对话框，其中：“FLSZ输入滤波 窗口的大小（图示为“ 3 3”）。分别对17、18通道进行“ 3 3”、“5 5”滤波，滤波后的 数据仍放于原通道。n X X1鯛：軒円 山后石bMI1 _1Fz* I(ii SJ i Fi J 4 BFa?iltv7 GAGium

26、二 f L tic? unkJIWUIU丄I tLL騒4 7L1X4PJLL-MFljjfit E二 1百吃工J*3iX.k J lltlItdHtaii Eilz-血 Filler0l?TPfllOt ClLIiU-LlQ.JPL土 t V皐* J lil L.2te-jv-illJilt.”T汕 t- JdlAJSI-ARf让呵百町叫?LllifJSlBEL5ob*l 1 口EQJSrBU:M:kle Filter:T 111 ILT19通道进行“ 3 3”滤波，20、21通道2、铁染异常（FA）用羟基异常滤波的方法对铁染异常进行滤波，进行“ 5 5”滤波，滤波后的数据仍放于原通道。十、光

27、谱角分类（SAM光谱角填图（SAM）可用于异常分类及后处理中的异常优化。此处展示的是异常优化，首 先选定某一感兴趣区，该感兴趣区代表某类地物特征。对已经过异常提取并分级的数据再做 SAM分类时，不但可以把划分出的异常进行分类，而且可以也可用于后处理去除假异常。1、羟基异常（HA SAM分类IsT55.96 66.68 52.08 90.52 66.8然后将编辑的文件保存成“.texY:nd.:v Site .M:-nndl l-TirTorCsf-r arl. Z 比 U窗 IInit ebisL BTC：19DBIC：20B1C!21AUTO：USAUTO：USftUTO：USAUTO27L

28、 SU ARI28E SU RR1 2? C BUJ ARI 30 C SU ARI31C fill ARICJhannel Channel Channel Cliannel Cli-annel17 .ANDIS MD 26 HMD 2& MD- 前MD-Chan ne1 ChannelChan ne1Cha.n ne 1Clia.nne 12625192021AUTO fiUIODUHO AUTO 4UT0其中，1-6通道：原始数据；7通道：掩模MASK8-13通道：基础数据；14通道：PCA(1,4,5,7)的第四主成分PC4;15通道：PCA(1,3,4,5)的第四主成分PC4与MASK

29、勺“ AND处理；16-21通道：经滤波处理；22-24通道：背景数据；25-26通道：SAM现以不同增益两种时相的 13830 景图像为例，求出其视反射率换算系数K ，且对低增益状态的图像计算了两种格值的视反射率换算系数：K G 0.2%0.25% 。27-31 通道：SAM分类数据若某景ETM数据每一像素的 DN值经DN B0 K处理，则该图像归一为每一灰阶代表 G % 视反射率，即此时灰阶格值为 G % 视反射率。1 低增益状态TM E0LMINLMAXkMINkMAXGk %BB0K G 0.2%K G 0.25%1 1969.0 -6.2 293.7-0.009892267 0.46

30、86062780.1883852 5.2511 51.265881.0127021840.0-6.4300.9-0.0109272780.5137528420.20656695.289951.388051.1104431551.0-5.0234.4-0.0101276350.474783570.19090995.304951.282841.026274 1044.0-5.1241.1-0.015346860.7255153140.2916785.261651.959961.567975 225.7-1.047.57-0.0139193290.6621425010.2661665.229651.788531.43