遥感原理与应用试验报告

1、遥感原理与应用课堂实验报告实验一地物光谱反射率的野外测定姓名：袁程学号：311405040226班级：自环14-02实验成绩及评价：口优秀：准确理解各项实习内容的基本原理，独立完成各项实习任务，软件操作熟练，实验 结果正确，精度满足规范要求。实验报告格式规范，能对实验内容进行全面、系统的总结， 并能运用学过的理论知识对某些问题加以分析，并有某些独到见解。 实践态度端正，实践期间无违纪行为。口良好：能够较好的理解各项实习内容的基本原理，能够独立完成各项实习任务，软件操作较为熟练，实验结果正确，精度满足规范要求。实验报告格式规范、内容完整，能对实验内 容进行比较全面、系统的总结。实践态度端正，实践

2、期间无违纪行为。口中等：理解各项实习内容的基本原理，基本能够独立完成各项实习任务，软件操作正确，实验结果正确，精度满足规范要求。实验报告格式规范、内容完整，能对实验内容进行比较 全面的总结。实践态度端正，实践期间无违纪行为。口及格：基本能够理解各项实习内容的基本原理，能够完成各项实习任务，实验结果基本正确，达到实验大纲中规定的基本要求。能完成实验报告，报告格式规范，但不够完整。实践 态度基本端正，实践中虽有轻微违纪行为，但能深刻认识、及时纠正。口不及格：凡具备下列条件者，均以不及格论。(1)实验未达到大纲中规定的基本要求，实验报告、计算成果抄袭别人、或马虎潦草、或内容有明显错误、或计算结果错误

3、。(2)未能参加实验者；(3)实验中有违纪行为，教育不改，或有严重违纪行为者。指导教师：于海洋实验一地物光谱反射率的野外测定一、实验目的1、学习地物光谱的测定方法2、认识地物光谱反射率的规律3、掌握绘制地物反射光谱曲线的方法4、时间：2017.3.85、小组成员：徐阳袁程王昕宇赵子文张贽鑫罗亚楠二、原理及方法地物光谱反射率的野外测定原理主要是利用电磁辐射和各地物光谱特征进行测定（参照课本）。实验采用垂直测量方法，计算公式为：V 二 sVs式中，0仇）为被测物体的反射率，自（九）为标准板的反射率，Yg, VS）分别为测量 物体和标准板的仪器测量值。三、实验仪器1、可见光一近红外光谱辐射计，波长范

4、围0.42.5科M0.4 1.1W破1.3-2.5二种仪器），仪器性能稳定，携带方便，数据提取容易。表 1.1列出了目前常用的光谱仪。实 验中使用美国的 ADS FieldSpec pro光谱仪。2、标准参考板（白板或灰板）。表1-1常见的光谱辐射仪型号生产地波长范围/mWDY 850地面光谱辐射计中科院长春光机所0.38-0.85DG-1野外光谱辐射计中科院安徽光机所0.4-1.1SRMH1200野外光谱辐射计日本0.38-1.2SI590便携式光谱辐射计美国0.38-1.1WDY 2500红外地物光谱辐射计k春0.8-2.5DG-2里外光谱辐射计安徽1.3-2.5DW地物光谱仪北京师范大学

5、0.4-1.1ADS FieldSpec pro美国0.35-2.5四、实验步骤1、测量目标和条件的选择环境：无严重大气污染，光照稳定，无卷云或浓积云，风力小于3级，避开阴影和强反射体的影响（测量者不穿白色服装）。时间：地方时9: 30-14: 30。取样：选择物体自然状态的表面作为观测面，取样面积大于地物自然表面起伏和不均匀的尺度，被测目标面要充满视场。标准板：标准板表面与被测地物的宏观表面相平行，与观测仪器等距，并充满仪器视场，保证板面清洁。2、记录测量目标基本信息主要内容如下：土壤：土类、土属、土种；地貌类型、成土母质、侵蚀状况；干湿度、粗糙度等。植被：植物名称、所属类别、覆盖率、生长状

6、况、叶色、高度等。水体：水体名称、水体状况、水色、水温、透明度、泥沙含量、叶绿素含量、污染状况 等。人工目标：目标名称、内容描述、估算面积、几何特征、表面颜色、坡度、坡面等。岩矿：岩矿名称、所属类别、植被覆盖及名称、土壤覆盖及名称、岩矿露头面积、所属 构造、地质年代、风化状况等。3、记录环境参数主要内容如表1.,内容由教学教师定制成表格填写。见附表。4、ASD光谱测量步骤准备工作a.光谱仪、计算机充电：光谱仪电量不足时红灯闪亮，充满电后绿灯亮；如果黄灯闪 亮则说明过热，需要等待一段时间；b.安装适当的镜头或其他附件（如 GPS余弦接受器等），并准备好白板；c.依次打开光谱仪电源及计算机电源，并

7、启动相应 RS3软件；-RS3用于优化FieldSpec仪器以及采集下列数据：Raw DN、反射率、辐射亮度/辐射照 度-所有采集的数据均为ASD文件格式，并可以使用ViewSpec Pro软件打开并进行后处理d.在RS3软件上选择相应的镜头并调整光谱平均、暗电流平均和白板采集平均次数（Control/adjust configuration ）光谱平均次数Spectrum average暗电流平均次数 Dark current average白板平均次数 White reference averagee.在软件中选择或填写需要存储数据的路径、名称和其他内容（Control/spectrum

8、save）2光谱测量过程1）反射率测量过程a.镜头对准白板，点击 OPT进行优化（注意：白板必须充满镜头视场。工作过程中特别是开始工作的前半个小时内每隔一定时间做一次优化并且注意每隔35分钟采集一次暗电流，测量暗电流按DC）。b.镜头仍然对准白板，点击WR采集参比光谱。此时，软件自动进入反射率测量状态。间隔一定时间即采集白板参比.环境变化越频繁，则采集白板次数越高。c.镜头移向被测目标，按空格键存储采集到的目标反射光谱。2）辐射照度（Irradiance）测量过程a.镜头对准天空或者地面，点击OPT优化仪器参数；b.点击RAD直接进入辐射亮度测量状态；c.按空格键存储目标光谱（或者自动存储）图

9、1-3 FieldSpec Pro F就谱仪操作基本流程5、分析实测结果根据计算结果，准确绘出地物光谱反射率曲线图。根据所绘曲线，比较不同地物光谱特征，分析在遥感影上可能产生的差异。分析实习过程中可能引起误差的因素。五、实验要求每组同学独立完成实验，并提交书面实验报告。实验内容包括：实验目的、实验原理 及方法、实验仪器、实验结果与分析。实验结果与分析具体内容：准确绘出地物光谱反射率曲线图6张（同一地物在顶光、顺光、逆光三种情况下的合成图， 每一种地物各一张，共3张；不同地物反射率曲线合成图， 分为顶光、顺光、逆光三种，共 3张；）；根据所绘曲线，比较同一地物在顶光、顺光、逆光 三种情况下，反射

10、率的差异及内部规律；根据所绘曲线，比较不同地物光谱特征，分析其在遥感影上可能产生的差异。六、实验结果与感受：略。遥感原理与应用课堂实验报告实验二遥感图像几何校正姓名：袁程学号：311405040226班级：自环14-02实验成绩及评价：口优秀：准确理解各项实习内容的基本原理，独立完成各项实习任务，软件操作熟练，实验 结果正确，精度满足规范要求。实验报告格式规范，能对实验内容进行全面、系统的总结， 并能运用学过的理论知识对某些问题加以分析，并有某些独到见解。 实践态度端正，实践期间无违纪行为。口良好：能够较好的理解各项实习内容的基本原理，能够独立完成各项实习任务，软件操作较为熟练，实验结果正确，

11、精度满足规范要求。实验报告格式规范、内容完整，能对实验内 容进行比较全面、系统的总结。实践态度端正，实践期间无违纪行为。口中等：理解各项实习内容的基本原理，基本能够独立完成各项实习任务，软件操作正确，实验结果正确，精度满足规范要求。实验报告格式规范、内容完整，能对实验内容进行比较 全面的总结。实践态度端正，实践期间无违纪行为。口及格：基本能够理解各项实习内容的基本原理，能够完成各项实习任务，实验结果基本正确，达到实验大纲中规定的基本要求。能完成实验报告，报告格式规范，但不够完整。实践 态度基本端正，实践中虽有轻微违纪行为，但能深刻认识、及时纠正。口不及格：凡具备下列条件者，均以不及格论。(1)

12、实验未达到大纲中规定的基本要求，实验报告、计算成果抄袭别人、或马虎潦草、或内容有明显错误、或计算结果错误。(2)未能参加实验者；(3)实验中有违纪行为，教育不改，或有严重违纪行为者。指导教师：于海洋实验二遥感影像几何校正实验目的时间：2017.4.10本实验旨在介绍如何在 ENVI中对影像进行几何校正，添加地理坐标，以及如何使用ENVI进行影像到影像的配准和影像到地图的校正。本专题介绍了使用ENVI生成影像地图的步骤，并举例演示说明了全色影像和多光谱影像进行HSV融合的步骤。在开始本专题内容前，我们假定用户已经熟悉了一般影像配准和重采样的概念。、实验数据介绍文件描述所需的文件bldr_sp.i

13、mg Boulder SPOT带地理坐标的影像子集bldr_sp.hdr ENVI对应的头文件bldr_tm.img Boulder TM 没有地理坐标的影像bldr_tm.hdr ENVI相应的头文件bldr_rd.dlg Boulder道路数字线划图（DLG三、实验过程1带地理坐标的数据和影像地图熟悉ENVI中对带地理坐标的数据的处理，使用地图公里网和注记创建影像地图，并 生成输出影像。1. 1打开并显示 SPOT数据：要打开带地理坐标的 SPOT数据：从 ENVI主菜单中，选择 FileOpen Image File 。 当Enter Data File name文件选择对话框出现后，选

14、择进入相应文件夹从列表中选择bldr_sp.img 文件。点击 OK。14ile Opticro*；r7 捌0电 JK3 CWLm,KJjlad MmAttiirHiwaa A BOO)： lailiUr.iT-JJI .hLdF.HkrdL 由 tW) n Rv.fi!-单 i1)-s日皿的 BeOpen Image File 。当 Enter Data Filenames 对话框 出现后，选择进入data目录下，从列表中选择bldr_tm.img 文件。在文件选择对话框中， 点击Open,把TM影像波段加载到可用波段列表中。在列表中选中波段3，点击NoDisplay 按钮，并从下拉式菜单中

15、选择New Display。点击Load Band 按钮，来把 TM第3波段的影像加载到一个新的显示窗口中。 7 空2 Band5:lKmbldr_tnn.img2. 2显示光标位置/值要打开一个显示主影像窗口，滚动窗口，或者缩放窗口中光标位置信息的对话框，可以按一下步骤进行操作。从主影像窗口菜单栏中，选择 ToolsCursor Location/Value 。在主影像窗口、滚动窗口和缩放窗口的TM影像上，移动鼠标光标。注意到坐标是以像素单位给出的，这是因为这个影像是基于像素坐标的,关闭 Cursor Location/Value它不同于上面带有地理坐标的 对话框。SPOT 影像。选择 Fi

16、leCancel2. 3开始进行影像配准并加载地面控制点从 ENVI 主菜单栏中，选择 MapRegistrationSelect to Image Registration 对话框中， 点击并选择DisplayGCPs: Image to Image。在 Image#1 （SPOT 影像）, 作为BaseImage。点击 Display #2（TM 影像） ,作为 Warp Image 。点击OK,启动配准程序。通过将光标放置在两幅影像的相同地物点上，来添加单独的地面控制点。 用来进行影像到影像配准的Ground Control Points Selection 对话框在Ground Con

17、trol Points Selection对话中！的 Base X和丫文本框中，分别输入 753和826,将SPO碳像中的光标移动到相应的点上。使用同样的方法，在 Warp X和Y文本 框中，分别输入331和433 ,将TM影像中的光标移动到相应的点上。在两个缩放窗口中，查看光标点所处位置。如果需要，在每个缩放窗口所需位置上，点击鼠标左键，调整光标点 所处的位置。注意：在缩放窗口中支持亚像元( sub-pixel )级的定位。缩放比例越大，地面控制点定位 的精度就越好。在Ground Control Points Selection对话框中，点击 Add Point ,把该地面控制点添加到列表

18、中。点击 Show List查看地面控制点列表。尝试选择几个地面控制点找到选择地面控制点的感觉。 注意对话框中所列的实际影像点和预测点坐标。一旦已经选择了至少4个地面控制点以后，RMS误差就会显示出来。在Ground Control Points Selection 对话框中，选择 OptionsClear All Points ,可以清除掉所有已选择的地面控制点。从 Ground Control Points Selection 对话框中，选择 FileRestore GCPsfrom ASCII。 在 Enter Ground Control Points Filename 对话框中，选择

19、文件 Points.pts ，然后点击 OK, 加载这个预先保存过的地面控制点坐标。在Image to Image GCP List对话框中，点击单独的地面控制点。查看两幅影像中相应地面控制点的位置、实际影像点和预测点的坐标以及RMS误差。调整对话框的大小，观察 Ground Control Points Selection 对话框中所列的合计RMS误差(RMS Error )。；? Image to Image GCP LNtFile OptionsBw Tttarp X?rtdict K?r*dict I#1+熊5 2525S.75底.00264一 00133. J4902&3.65T5#

20、2+223,00363. 75211 00364 2537 210.5D5S105.25T&2 001LI1.00449. 75100. 5372 450 2042*4+5SL001Z37.aT327, &T5B3. 00328. 963& 53Z. 1231将+9S&.&7744 00m 0。398. 00371.7166 3/ 2594Goto Oim/O DeYe-le LpAateHide La s影像到影像配准中所用的Image to Image GCP List对话框2. 4操作处理地面控制点下面的内容仅提供处理方法，并且只对有限的地面控制点按钮的处理功能进行操作。在Image t

21、o Image GCPList 对话框中，选择相应的地面控制点，然后在 Ground Control PointsSelection 对话框中进行修改，这样可以编辑单个控制点的坐标位置。可以通过输入一个新的像素坐标，或使用对话框中的方向箭头逐像素地移动坐标位置。在 Image to Image GCP List对话框中，点击On/Off按钮，屏蔽掉所选择的地面控制点。这样在校正模型和 RMS计算中都将不会考虑这个地面控制点坐标。这些地面控制点并没有被真正地删除，仅仅是被忽略掉了，可以使用 On/Off 按钮重新激活这些地面控制点。在 Image to Image GCP List 对话框中，点

22、击 Delete 按钮，可以从列表中删除一个地面控制点。在两个缩放窗口中调整光标位置，然后点击 Image to Image GCP List对话框中的Update按钮，更新所选的地面控制点，将其修改到当前光标的所在位置。Image to Image GCP List对话框中的Predict按钮，允许对新的地面控制点进行预测。它以当前的校正模型为基础。将包含SPOT影像的那个主影像窗口的光标放置到一个新的位置上。然后点击Predict按钮，放置在TM影像上的光标就会根据校正模型，移动到预测的匹配点上去。通过在 TM 数据中，轻微地移动光标，能够对所提取的位置点进行交互式的精确定位。在Groun

23、dControl Points Selection对话框中，点击 Add Point ,把这个新的控制点添加到列表中。2. 5校正影像我们可以校正显示的影像波段，也可以同时校正多波段影像中的所有波段。这里我们仅对已显示的波段进行校正。从 Ground Control Points Selection对话框中，选择 OptionsWarp Displayed Bando在Registration Parameters 对话框中的 Warp Method按钮菜单中，选择 RST。在 Resampling 的按钮菜单中选择 Nearest Neighbor 重采样法。输入文件名 bldr_tm1.w

24、rp , 点击OK。重复步骤1和步骤2 ,还是使用RST校正法，但是要相应地选择Bilinear 和Cubic Convolution 重采样法。将结果分别输出到bldr_tm 2.wrp 和bldr_tm 3.wrp 文件中。再一次重复步骤 1和步骤2 ,这一次选择一次多项式Polynomial 校正法， 并使用Cubic Convolution重采样法。然后再选择Delaunay 三角网的Triangulation校正法，相应地使用 Cubic Convolution 重采样法。将结果分别输出到 bldr_tm 4.wrp 和bldr_tm5.wrp文件中。p *1 Scrol ,；016

25、1.rNearest Neighbor 结果 Bilinear 结果 Cubic Convolution 结果 2. 6比较校正结果使用动态链接来比较校正结果：在可用波段列表中，点击原始的TM波段影像名bldr_tm.img ,然后从菜单栏中，选择 FileClose Selected File 。在随后出现的 ENVI警 告对话框中，点击Ye s关闭相应的影像文件。 在可用波段列表中，选择ZHUMUQIANTM_1.WRP 文件。在 Display # 下拉式按钮中选择 New Display，点击Load Band将该文件加载到一 个新的显示窗口中。在主影像窗口中，点击鼠标右键，选择Too

26、lsLinkLink Displays 。在Link Displays 对话框中，点击OK,把SPOT影像和已添加了地理坐标的TM影像链接起来。在主影像显示窗口中，点击鼠标左键，使用动态链接功能，对 SPOT影像和TM影像进行比较。将 bldr_tm 2.wrp 和bldr_tm 3.wrp影像加载到新的显示窗口中，使用影像动态链接功能，比较采用三种不同的重采样法（最临近法、双线性内插法和三次卷积法）所产生的效果。注 意观察，在使用最近邻法重采样的影像中的锯齿状像素，而使用双线性内插法重采样的影像看起来更加平滑，使用三次卷积法重采样的影像是最好的结果，不但有平滑效果，而且保持了影像的细节特征。

27、在相应的主影像窗口中，选择 FileCancel ,关闭bldr_tm 1.wrp （ RST校正，最近邻 法重采样）和bldr_tm 2.wrp （RST校正，双线性内插法重采样）影像的显示窗口。将 bldr_tm.wrp ,bldr_tm 5.wrp影像加载到新的显示窗口中，使用影像动态链接功能，同bldr_tm 3.wrp影像（RST校正）进行比较。注意观察采用三种不同校正方法（ RST 1次多项式和Delaunay三角网）对影像几何信息所产生的效果。使用动态链接功能，与带有地 理坐标的SPOT影像进行比较。2. 7查看地图坐标要打开Cursor Location/Value对话框：从主

28、影像窗口菜单栏中，选择 Tools 一Cursor Location/Value 。浏览带地理坐标的数据集，注意不同的重采样法和校正法对数据 值所产生的效果。选择 FileCancel ,关闭该对话框。3影像到地图的配准这一部分将逐步地演示影像到地图的配准处理过程。许多步骤同影像到影像的配准步骤相似，因此这些步骤将不会被详细地讨论。从带地理坐标的SPOT影像中获取的地图坐标以及一个矢量的数字线划图（DLG都将被作为基准数据，然后对基于像素坐标的Landsat TM影像进行校正，以匹配相应的地图数据3. 1打开并显示 Landsat TM 影像文件：从 ENVI 主菜单中，选择 File 一 O

29、pen Image File 。当 Enter Data Filenames 对 话框出现后，选择进入相应文件夹目录下列表中bldr_tm.img 文件。点击OK。TM影像波段被加载到可用波段列表中，同时一幅彩色影像被加载到一个新的显示窗口中。在可用波段列表中，点击Gray Scale按钮，选择波段3。点击Load Band按钮，把TM影像的第3波段加载到已打开的显示窗口中。3. 2选择影像到地图的配准并恢复控制点坐标：从 ENVI 主菜单中，选择 MapRegistrationSelect GCPs:Image to Map 如果打开了 多个影像显示窗口，那么就在Image to Map R

30、egistration对话框中，点击选择包含该灰阶影像的那个显示窗口的显示号。从投影列表中选择UTM,并在Zone文本框中输入13。设置像素大小为30m,点击OK,启动配准程序。Ar 3 i r m yGe V &, HjJ L 1 d L .1J Lothittt 1皿七 St *.a 3D_C02iOOODO fletar e7 Flki1 Siii4 J口 rninmno2 B Ln-J 01 4 5 川nJLn n n在要校正的影像中，把光标移动到一个已知地图坐标的地面点上（可以从一幅地图或 者ENVI矢量文件中见下一部分读取所需的地图坐标），来添加单个的地面控制点。Ground Co

31、ntrol Points Selection 对话框中的 E （东向）和 N （北向）文本框中， 手动地输入已知的地图坐标，然后点击Add Point 来添加新的地面控制点。在GroundControl Points Selection对话框中，选择 FileRestore GCPs from ASCII ,打开lxmPZhun.pts 文件。在 Ground Control Points Selection 对话框中，点击 ShowList 按钮。可以在 Image to MapGCFList对话框中查看影像的地图坐标、实际影像点和预测点的坐标以及RMSII差。3. 3使用矢量显示的数字线划

32、图（DLG9来添加地图控制点：从ENVI主菜单中，选择 FileOpen Vector FileUSGS DLG。在文件选择对话框中，选择 bldr_rd.dlg 文件。在 Import Optional DLGFile Parameters 对话框中，选择 Memory 单选按钮，点击 OK,读入所需的数字线划图（DLG数据。在可用矢量列表中高亮选择ROADS AND TRAILS: BOULDER, CO文件，点击 LoadSelected 按钮。在 Load Vector 对话框中，点击 New Vector Window 。把该矢量加载到一 个新的矢量显示窗口中。 Vector Win

33、dow : Cursor QueryFile Made Edit Options Help在Vector Window #1窗口中，点击并拖曳鼠标左键，激活一个十字形光标。光标处的 地图坐标会在 Vector Window #1 窗口的底部列出。在主影像显示窗口中，选择ToolsPixel Locator，并输入402和418,然后点击Apply , 将影像光标移动到道路交叉口相应的点上去。注意，在缩放窗口中，同样可以获取到亚像元（sub-pixel ）级的定位精度。带十字形光标的矢量窗口，并且显示出了地图坐标（上图）在矢量窗口中，用鼠标左键点击并拖曳矢量光标，当十字形光标位于所需的道路交叉口

34、时，松开鼠标左键，把矢量光标放置在道路的交叉口上，其坐标为477593.74 , 4433240.0（北纬40度3分3秒，东经-105度15分45秒）。在矢量窗口中，点击鼠标右键，并 从弹出的快捷菜单中，选才E Export MapLocation。新的地图坐标就会出现在Ground ControlPoints Selection对话框中。在 Ground Control Points Selection 对话框中，点击 AddPoint ,添加该地图坐标/影像像素对，并观察 RMS误差的变化。Ground Control Points Selection3. 4 RST和三次卷积校正：Gro

35、und Control Points Selection 对话框中，选择 OptionsWarp File 。在 Input Warp Image对话框中，高亮选择文件名bldr_tm.img ，点击OK,对TM的6个波段进行校正。在出现的 Registration Parameters dialog 对话框中，将 Warp Method 选为 RST, 将 Resampling 设置为 Cubic Convolution 。把 background 值改为 255。在 output file 文本框中，输入输出文件名zhumuqiantm_m.img。点击OK,开始进行影像到地图的校正。3.

36、 5显示结果并进行评价：皂O 3r Ba rrc4 Jxm b Id Jtnn inngi.ipGV/aro (Sif c 3:kn c3clr_. T 1Enhiice Trek WifiM年 *3 = n： R 0:15fioktetitn：巾儿 Zom ? NorthHm 富叫 16,133, 41期78. 09N HHenUL .F, 1。5?宁43一1丁 丁 世？ Scroll (04767.使用光标位置/值(Cursor Location/Value )来对校正后的彩色影像进行评价。在可用波段列表中，点击Gray Scale单选按钮，接着点击校正影像的波段Wrap(Band 3:z

37、humuqiantm_m.img)。从 Display #下拉式菜单按钮中, 选择 New Display。点击 Load Band, 来加载这幅校正后的TM影像。注意到校正影像是倾斜的，这是由于消除了Landsat TM轨道方向影响的原因。此时这个影像已经带有地理坐标，但注意它的空间分辨率是30米，而SPOT影像为10米分辨率。实验结果与分析:遥感原理与应用课堂实验报告实验三影像图像融合与镶嵌姓名：袁程学号：311405040226班级：自环1402班实验成绩及评价：口优秀：准确理解各项实习内容的基本原理，独立完成各项实习任务，软件操作熟练，实验 结果正确，精度满足规范要求。实验报告格式规范

38、，能对实验内容进行全面、系统的总结， 并能运用学过的理论知识对某些问题加以分析，并有某些独到见解。 实践态度端正，实践期间无违纪行为。口良好：能够较好的理解各项实习内容的基本原理，能够独立完成各项实习任务， 软件操作较为熟练，实验结果正确，精度满足规范要求。实验报告格式规范、内容完整，能对实验内 容进行比较全面、系统的总结。实践态度端正，实践期间无违纪行为。口中等：理解各项实习内容的基本原理，基本能够独立完成各项实习任务，软件操作正确，实验结果正确，精度满足规范要求。实验报告格式规范、内容完整，能对实验内容进行比较 全面的总结。实践态度端正，实践期间无违纪行为。口及格：基本能够理解各项实习内容

39、的基本原理，能够完成各项实习任务，实验结果基本正确，达到实验大纲中规定的基本要求。能完成实验报告，报告格式规范，但不够完整。实践 态度基本端正，实践中虽有轻微违纪行为，但能深刻认识、及时纠正。口不及格：凡具备下列条件者，均以不及格论。(1)实验未达到大纲中规定的基本要求，实验报告、计算成果抄袭别人、或马虎潦草、或内容有明显错误、或计算结果错误。(2)未能参加实验者；(3)实验中有违纪行为，教育不改，或有严重违纪行为者。指导教师：于海洋实验三影像图像融合与镶嵌一、实验时间2017年4月17日二、实验目的与要求掌握使用ENVI影像镶嵌的知识。影像镶嵌是一门艺术，它将把多幅影像连接合并，以生成一幅单

40、一的合成影像。ENVI提供了交互式的方式来将没有地理坐标（No georeferenced）的影像拼接在一起，或者自动地拼接有地理坐标的影像，并输出成有地理坐标的镶嵌影像。镶 嵌程序提供了透明处理、 直方图匹配，以及颜色自动平衡的功能。ENVI的虚拟镶嵌能力还允许用户有选择性地生成并显示镶嵌影像，而不用生成一个很大的输出文件。三、实验基本原理镶嵌：采用规则裁剪图像的方法完成裁剪，然后将其拼接，完成以像元为基础的图像镶嵌。融合：按一定的规则或算法进行运算处理，获得更精确的数据信息。生成一幅具有新的空间、波谱、时间特征的融合图像。四、实验步骤1、基于像素（Pixel）的影像镶嵌将以像元为基础的图像

41、镶嵌起来，Map- Mosaicking Pixel Based。操作步骤：选择Map Mosaicking Pixel Based 打开 Pixel Based, 选择 Import Import Files一选择要镶嵌的影像在 Mosaic Input Files对话框中，点击 Open File ,选择文件 dv06_02.img ,dv06_03.img.在Mosaic Input Files对话框中，按下键盘上的Shift （也可用Ctrl ）键，并同时点击dv06_02.img , dv06_03.img文件名，选中这两个文件，点击OK。在 Select Mosaic Size对话

42、中g的 X Size 中输入 614 , Y Size 中输入 1024 ,在Pixel Based Mosaic 对话框中，点击 dv06_3,img 文件名。影像当前的位置就会 以像素值为单位，列在对话框底部的文本框中.在YO文本框中，输入值 513 ,按下键盘上的Enter 键。这样，dv06_03.img影像就会放置在 dv06_02.img影像的下面。（下图）选择或键入镶嵌尺寸的大小一OK在 Pixel Based Mosaic 对话框中，选择 File 一 Apply 。当 Mosaic Parameters 对 话框出现后，输入输出文件名*.img ，点击OK,生成镶嵌影像文件。

43、2、边缘羽化的处理操作在 Pixel Based Mosaic对话框中，选择 OptionsChange Mosaic Size 。在 Select Mosaic Size改变输出镶嵌影像的大小。在 Pixel Based Mosaic 到镶嵌图的右下角。对话框中，左键点击影像# 2的绿色轮廓框。将影像# 2拖动对话中S的X Size和Y Size文本框中都输入值768 ,点击OK,r Select在镶嵌图中, 对话框。右键点击影像# 1的红色轮廓框，选择Edit Entry，打开Entry:filenameitry B-3nd Id.nmg在Data Value to Ignore 文本框中

44、，输入值 0。在Feathering Distance 文本框中, 输入值25,点击OK对另一幅影像，重复上面的两步操作。结果如图选择File 一 Save Template，输入输出文件名lxmXQian2.mos。在可用波段列表中, 点击镶嵌模板文件名，然后点击Load Band,显示该镶嵌影像。当使用虚拟镶嵌时，不会进行羽化处理。结果如下3、基于地理坐标的影像镶嵌启动图像镶嵌工具在 ENVI 主菜单中，选择mapmosaickingfGeoreferrnced,打开 map basedmosaic对话框。加载镶嵌图像.在 mosaic 对话框中，选择 import import file

45、s, 选择 mosaic1 和 mosaic2 镶嵌文 件导入。.导入的镶嵌文件显示在图像窗口以及文件列表，文件列表中的排在下面的文件，在 图像显示窗口中显示在上层。.在文件列表中选择需要调整顺序的文件，单击右键选择快捷菜单 raise(lower) imageto top(bottom)( 提升 / 降低到顶层 / 底层)或 raise(lower) image one position(提高 / 降低一层)，或者在图像窗口中单击右键选择快捷菜单。通过这个功能调整图像叠加顺序。图像重叠设置.选择文件列表中一个文彳单击右键选择edit entry 。.在 edit entry 对话框中，设置

46、data value to ignore : 0,忽略 0 值；设置 feathering.在mosaic对话框中，选择 file 一 save template, 选择输出路径和文件名，将模板 文件显示在display 中。.在display 中，选择overlay annotation,在重叠区域绘制一条折线当做切割线； 绘制一个symbol放在切割线一旁，标示这部分将被裁剪，注意单击两次右击以完成symbol注记的绘制；保存注记文件。.回到mosaic对话框中，在文件列表最下面文件单击右键，选才I edit entry，在entry参数对话框中，单击 select cutline ann

47、otation file按钮，选择前面生成的注记文件，单击clear按钮可以清除注记文件。颜色平衡设置.在mosaic对话框中，首先确定一个图像当做基准，在文件列表中选择这个图像，单 击右键选择edit entry ,打开entry 对话框。.将mosaic display 设置为RGB并选择波段合成 RGB5像显示；选才? color balancing 参数：fixed ,作为基准图像；同样的方法对其他图像文件进行设置，选择 color balancing 参数：adjust 。输出结果.在mosaic 对话框中，选择 file 一apply,在 mosaic parameters 对话框

48、中，设置输 出像元大小、重采样方式、文件路径及文件名、 背景值。其中color balance using选项中， 默认的是统计重叠区的直方图，可以单击|按钮切换到统计整个基准图像的直方图用于颜 色平衡。整个镶嵌过程已经完成，显示镶嵌结果查看效果。在上述步骤中，其中第三一五步都 是可选项，根据实际情况选择。.融合：HSV变换手动融合TM的彩色影像转换到色度一饱和度一数值( hue-saturation-value )彩色空间。将高 分辨率的SPO碳像替换数据(value)波段，并将其拉伸到0至1之间以满足正确的数据范 围。再将从TM影像中获取的色度、 饱和度以及从 SPO破像中获取的数值进行反

49、变换，转回到红-蓝彩色空间。这个过程将产生出一幅输出影像，其包含了从TM影像中获取的颜色信息以及从SPOT影像中获取的空间分辨率信息。重采样由于TM和SPO碎间分辨率不一样， 为了能够使两者进行融合， 必须把二者重采样为同 样的空间分辨率。首先计算 TM影像以多少倍率来调整大小，以产生与 SPOT影像相匹配的 10米大小的像元。点击 ENVI 主菜单 Basic Tools Resize Data,出现 Resize Data Input File 对话框， 选择裁剪后的图像，直接点击OK,在Resize Data Parameters 对话框中，x fac, y fac右边的空格内输入重采样

50、前后的因子系数，选择适当的采样方法，选取合适的重采样后的文件名TM-10.img和路径，点击“OK即可。HSV正变换从ENVI的主菜单选择 Transform Color Transform RGB to HSV,然后选择重采样过的TM-10.img数据作为输入的 RG熊像。输入要输出的文件名 tm-HSV.img ,点击OK执行变换。-elect Input fqr CtIqt 上旺盛g；AwltbLe I 皿也 LnLOKCut向4.3拉伸SPO碳像并替换 从ENVI的主菜单选择 击 OK 在 Data StretchingTM的数值波段Basic Tools fStretch Data

51、,单击 bldr_sp.img 文件，然后点对话木！的 Output Data 部分中，在 Min文本框中输入 0, Max文本框中输入1,并输入一个输出文件名spot-strecth.img 。点击OK将SPO碳像的数据拉伸为浮点型，范围为0到1.0。波段合并使用波段合并工具，将拉伸后的 spot-strecth.img和处理过的tm-HSV.img合并到一个文件，使其具有相同的大小。操彳Basic Tools flayer stacking, 在打开 layer stacking parameters对话框中， 点击import file分别导入spot-strecth.img 和tm-H

52、SV.img文件即可。存储输出文件layerstacking.imgHSV反变换从 ENVI 主菜单选择 Transform Color Transforms HSV to RGB,选择转换过的 TM影 像的Hue和Saturation 波段作为变换的 H和S波段。选择拉伸过的SPOT影像作为变换的 V 波段，点击OK.在HSVto RGEParameters对话框中输入要出的文件名TM_spot_HSV.img ,点击OK行反变换。/Nr/”值1-1i*+J 修 !-M Roh.if _d/ LMu. 盛 si i h （Vl up GsuwiA HLdj _ 5 .匚鲫* 因常 53 i

53、W srp心二V. 揖呦tcEtr *匚m 1 STT）:a三 * 口 n i I RI . irf卜LMtgAt市 3 Jilt 1erH7Emlet OiijRitCh腼 sw |工卜二11!_抄）_地上In良E. iQmue CuilBrovey变换自动融合操作过程：.打开融合的两个文件：TM-30m.img和bldr_sp.img(分别在两个 display 窗口中显示)，将TM-30m.img以RG璐式显示在 display 窗口中。. 选择 主菜单transform f image sharpening f color normalized(brovey), 在 select in

54、put RG小寸话框中，有两种选择方式(如第一图)：可用波段列表中选择或display窗口中选择，选择 display#1窗口中的RGB单击OK按钮。JL&p-Dl 小商 . R- Vwf uq中鼻门/）口才触 诈,G 窜ir;芷必自： drrir eB M网；建尚点 Kir U. ftf：ir e孑FMTH 寿？小卜、丁 7皿圾汕to ijiifl 匕：胃”.ElLt；T Oul口 Lit 丁,二MUM C2l005.jl3.选中相应Select 二邛ut fir Color Boils irulablt H Lit Display #1波段，双击，进入 color normalized (

55、brovey )对话框(如第二图),在 color normalized(brovey )对话框中，选择重采样方式(resampling )和输入文件路径及文件名，单击 OK 按钮输出结果。五、结果分析5.1镶嵌 5.11基于像素的影像镶嵌JxaZQi uf-Vitue 1）怎 MM.IEEMT i” aTTKES Ml UnsupervisedK-Means 。选择文件can_tmr.img ,单击 Ok2）输入输出文件名can_tmr1.img，点击Ok。.查看K-均值（K-Means）分类影像：1）打开can_tmr.img文件，在可用波段列表中，点击Gray Scale 单选按钮，再点

56、击列表顶部的波段名,并在Display 下拉式菜单按钮中,选择New Display, 然后点击 Load Band。2）从主影像显示窗口菜单中，选择ToolsLinkLink Displays,然后在对话框中，点击OK,来连接这两幅影像。3）使用鼠标左键，在影像上点击并拖动动态叠加显示区域，将K-Means分类结 果同原始的彩色合成影像进行比较。4）当处理完成后，选择ToolsLinkUnlink Display,关闭连接和动态叠加。.生成 ISOData分类影像文件 zhumuqian_iso.img :1）从 ENVI 主菜单中，选择 ClassincationUnsupervisedK

57、-Means 。选择文 件can_tmr.img ,单击 O%2）输入输出文件名can_tmrISOD.img,点击Ok。3、1查看ISOData分类影像：1）打开can_tmrISOD.img文件，在可用波段列表中，点击Gray Scale 单选 按钮，再点击列表顶部的波段名，并从Display #1下拉式菜单按钮中，选择NewDisplay, 然后点击 Load Bando2）选择ToolsLinkLink Displays, 点击OK,将ISOData分类影像同原始的 彩色影像和K-Means分类影像连接起来。3）使用鼠标左键，在影像上点击并拖动动态叠加显示区域，将ISOData分类结果

58、 同原始的彩色合成影像进行比较。按住鼠标左键的同时，冉点击鼠标右键，触发第 三幅影像的动态叠加显示。将ISOData分类结果同K-Means分类结果进行比较。4）选择FileCancel,关闭这两幅影像的显示窗口。监督分类：要运行监督分类法，从ENVI主菜单中，选择ClassificationSupervised method 。使用下面所描述的两个方法之一，来选择训练样区，它也可以被称为是感兴趣区（ROIs）。1、使用感兴趣区（ROI）工具来选择训练样区创建自己的感兴趣区（ROIs）:1）从主影像窗口菜单栏中，选择 Overlay Region of Interest 。接着对 应于显示窗口

59、的ROI Tool对话框就会出现在屏幕上。2）在主影像窗口中，绘制出一个多边形，该多边形就代表了新创建的感兴 趣区。要完成这一步，请按下面的步骤进行。在主影像窗口中，点击鼠标左键，建立感兴趣区多边形的第一个点。再次点击鼠标左键，按顺序选择更多的边线点，点击鼠标右键来闭合该 多边形。鼠标中键可以被用来删除最新定义的点，或者（如果你已经闭 合了该多边形）删除整个多边形。再一次点击鼠标右键，固定多边形的 位置。通过选择ROI Controls 对话框顶部相应的单选按钮，感兴趣区也可以 在缩放窗口和滚动窗口中被定义。感兴趣区定义完后，它就会在对话框的可用区域（ Available Regions ）列

60、 表中显示出来，同时显示的还包括感兴趣区的名字、颜色以及所包含的像素总数。 定义的感兴趣区对所有的ENVI分类程序都有效。3）要定义一个新的感兴趣区，点击 New Region按钮。点击Edit按钮，在打开 的Edit ROI Parameters 对话框中，可以输入感兴趣区的名字，选择感兴趣区 的颜色和填充方式。按上面所描述的步骤，定义新的感兴趣区。4）在ROI Tool中选择File Restore ROIs,输入输出文件名*roi,单击Ok生成自定义的感兴趣区。.经典的多光谱监督分类法在大多数的遥感教科书中，对下面的几种监督分类法都进行了描述。这些方 法在当今影像处理软件系统中都可用。平