实验六 遥感影像增强处理

1、实验六遥感影像增强处理实习目的：掌握常用的遥感影像增强处理的方法。实习内容：遥感影像空间、辐射、光谱增强处理的主要方法 空间增强：包括卷积增强处理、纹理分析、自适应滤波等 辐射增强：LUT拉伸处理、直方图均衡化处理、直方图匹配、亮度反转处理等 光谱增强：主成份变换、缨帽变换、色彩变换、指数计算等图像增强是改善图像质量、增加图像信息量、加强图像判读和识别效果的图 像处理方法。图像增强的目的是针对给定图像的不同应用，强调图像的整体或局 部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或增强某些感兴趣区域的特征，扩大图像 中不同物体特征之间的差别，满足某些特殊分析的需要。图像增强的途径是通过 一定的手段对原图像附

2、加一些信息或变换数据，有选择的突出图像中感兴趣区域 的特征或抑制图像中某些不需要的特征。图像增强的方法包括空间域增强和频率 域增强两类。空间域增强包括空间增强、辐射增强和光谱增强。在实际运用中， 不是所有的图象增强处理方法都要用到，具体采用哪种图象增强处理方法，视具 体的研究区域，研究内容和对象而定。图像解译功能简介(Introduction of Image Interpreter)利用ERADS IMAGINE进行图像增强主要采用ERADS IMAGINE的图像解译器 (Image Interpreter)模块，该模块包含了 50多个用于遥感图像处理的功能模 块，这些功能模块在执行过程中都

3、需要通过各种按键或对话框定义参数，多数功 能都借助模型生成器(Model Maker)建立了图形模型算法，容易调用或编辑。图像解译器(Image Interpreter或Interpreter)，可以通过两种途径启动:ERDAS 图标面板菜单条：Main/Image Interpreter-Image Interpreter菜单ERDAS图标面板工具条：点击Interpreter图标一 Image Interpreter菜单从上图可以看出，ERDAS图像解译模块包含了 8个方面的功能，依次是遥感 图像的空间增强(Spatial Enhancement)、辐射增强(Radiometric Enh

4、ancement)、 光谱增强(SpectralEnhancement)、高光谱工具(Hyper Spectral Tools)、傅立 叶交换(Fourier Analysis)、地形分析(Topographic Analysis)、地理信息系 统分析(GlS Analysis)、以及其它实用功能(Utilities)。每一项功能菜单中 又包含若干具体的遥感图像处理功能。2、图象空间增强2. 1 空间增强(Spatial Enhancement)空间增强技术是利用像元自身及其周围像元的灰度值进行运算，达到增强整 个图像之目的。ERDAS IMAGINE提供的空间增强处理功能如表6.1所列。表6

5、.1遥感图像空间增强命令及其功能空间增强命令空间增强功能Convolution:卷积增强用一个系数矩阵对图像进行分块平均处理Non-directional Edge： 非定向边缘增强首先应个正交卷积算子分别对图像进行边缘 探测，然后将两个正交结果进行平均化处理Focal Analysis:聚集分析使用类似卷积滤波的方法，选择一定的窗口呼函 数，对输入图像文件的数值进行多种变换Texture:纹理分析通过二次变异等分析增强图像的纹理结构Adaptive Filter:自适应滤波应用自适应滤波器对AOI进行对比度拉伸处理Resolution Merge:分辩率融 合不同空间分辨率遥感图像的融合处理

6、Crisp:锐化处理增强整景图像亮度而不使其专题内容发生变化2.2卷积增强处理卷积增强是将整个图像按像元分块进行平均处理，用于改变图像的空间频率 特征。卷积处理的关键是卷积算子一系数矩阵的选择。ERDAS将常用的卷积积 算子放在default.klb的文件中，分别以3X3、5X5、7X7三组，每组又包括 edge Detect/edge enhance/low pass/Highpass/Horizontal/vertical/summary 等七种不同的处理方式。具体执行过程如下：ERDAS 图标面板工具条，点击 Interpreter/spatial Enhancement/ convol

7、ution一打开convolution对话框，并设置如下参数：2.3纹理分析纹理分析通过在一定的窗口内进行二次变异分析或三次对称分析，使图像的 纹理结构得到增强，具体过程如下：ERDAS 图板面板工具条中，点击 Interpreter/spatialEnhancement/Texture一打开Texture对话框，并设置参数如下:Input File: (z.img)lazhoucity.imgCoordinate Type: Subset Definition:Output File: (K.imgULK 15760.59ULY： I-2291.8SData Type:mmmmX:Y: 由

8、由Output Options:这一分析方法的关键是确定Window size的定义操作函数Operator。3、辐射增强处理：3.1 辐射增强(Radiometric Enhancement)辐射增强处理是对单个像元的灰度值进行变换达到图像增强的目的。ERDAS IMAGINE供的辐射增强处理功能如表6.2所列。表4.2遥感图像辐射增强命令及其功能辐射增强命令辐射增强功能LUT Stretch :查找表拉伸通过修改图像查找表(Lookup Table)使输出图像值 发生变化，是图像对比度拉伸的总和。Histogram Equalization:直方图均衡化对图像进行非线性拉伸，重新分布图像像

9、元值使一定 灰度范围内像元的数量大致相等Histogram Match :直方图匹 配对图像查找表进行数学变换，使一幅图像的直方图与 另一幅图像类似，常用于图像拼接处理Brightness Inverse:亮度反转对图像亮度范围进行线性及非线性取反值处理Haze Reduction:去霾处理降低多波段图像及全色图像模糊度的处理方法Noise Reduction :降噪处理利用自适应滤波方法去除图像噪声Destripe TM Data:去条带处 理对Landsat TM图像进行三次卷积处理去除条带3.2查找表拉抻处理是通过修改图像查找表，使输出图像值发生变化。通过定 义，可实现线性拉伸、分段线性

10、拉伸、非线性拉伸等处理。在 ERDAD 图标面标工具条中， 点出 Interpreter/RadiometricEnhancement/LUT Stretch打开LUT stretch对话框，并设置参数如下：lazhoucitv-imgCoordinate Type:Data Tvpe:Stretch Options:Input:Unsigned 0 bitmmOutput: (Unsigned 8 bit三|L Gray Scale国RGBI- Ignore Zero in Output Stats.-4 - 3 一 2 - - - RGB其中关建是：点击View/custom Table进

11、入查找表编辑状态。根据需要修 改查找表。3.3直方图均衡化处理该处理实质上是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像 像元值，使一定灰度范围内的像元的数量大致相等。在 ERDAS 图标面板工具条中， 点击 Interpreter/Radiometric Enhancement/Histogram Equalization一打开 Histogram Equalization 对话框, 并设置参数如下：光谱增强处理4.1光谱增强处理是基于多波段数据对每个像元的灰度值进行变换，达到图像增 强的目的。ERDSA IMAGINE提供的光谱增强处理功能如下表所示表6.3遥感图像光谱增强命令及其功能光谱增强命令光

12、谱增强功能Principal Components:主成份变换将具有相关性的多波段图像压缩到完全独立的较少的 几个波段，使遥感图像更易于解译分析Inverse Principal Components:主成份逆变换与主成份变换操作正好相反，将主成份变换图像依据 当时的变换特征矩阵重新恢复到RGB彩色空间Decorrelation Stretch:去相关拉 伸首先对图像的主成份进行对比度拉伸处理，然后再进 行主成份逆变换，将图像恢复到RGB彩色空间Tasseled cap :缨穗变换在植被研究中旋转数据结构轴优化图像显示效果RGB to HIS:色彩变换将图像从红（R）绿（G）蓝（B）彩色空间转

13、换到亮 度（I）、色度（H）、饱和度（S）彩色空间HIS TO RGB:色彩逆变换将图像从亮度（I）色度（H）饱和度（S）彩色空间 转换到红（R）绿（G）蓝（B）彩色空间Indices:指数计算用于计算反映矿物及植被的各种比率和指数Natural Color:自然色彩变换模拟自然色彩对波段数据变换输出自然色彩图像4.2主成份变换是一种常用的数据压缩方法，它可以将具有相关性的多波段数 据压缩到完全独立的较少的几个波段上，便于图像分析与解译，具体过程如下:在 ERDAS 图标面标工具条中， 点击 Interpreter/spectralEnhancement/principal Comp一打开 p

14、rincipal components 对话框,并设置参数如下:pca.imglazhoucity.irngCoordinate Trpe: Subset Definition:ULX: | 5768.59J-| LR X:ULY: |-2291.88旦 LR Y:f MapEigen Matrix:Eigenvalues:From Inquire BoxmmT Show in Session LogT Write to file:Output Text File: (K.mtx)环 Show in Session Log匠 Write to file:Output Text File: (K

15、 tbl)XD ata Type:Input:Unsigned 8 bitOutput: |7ioafsirigie司Output Options:r Stretch to Unsigned 8 bit匠 Ignore Zero in Stats.Number of Components Desired:3lazhoucitmlxlazhoucity.tbl KBatchView.AOI .CancelHelp |4.3缨帽变换缨帽变换是针对植物学所关心的植被特征，对原始多波段图像数据进行空间 旋转，获得具有物理意义的亮度、绿度、湿度等分量。在 ERDAS 图标面板工具条中， 点击 Interpret/spectral Enhancement/Tasseled Cap打开 Tasseled cap 对话框，并设置参数：注，需要定义相关参数set coefficients,点击set coefficients按钮，打开 对话框，确定区域内的类型。4.4色彩变换色彩变换是将区域图像从RGB的彩色空间转换到IHS作为定位参数的彩色空 间，以便达到增强目的。在 ERDAS 图标面板工具条中，点击 Interpreter