Erdas遥感图像处理(三)

1、遥感图像处理方法(3)刘 海测绘遥感信息工程国家重点实验室2010-08-25主要内容图像分类批处理空间建模遥感制图自动配准智能变化检测 其他图像处理软件介绍 图像分类非监督分类监督分类非监督分类非监督分类ISODATA监督分类监督分类步骤类别定义：根据分类目的、影像数据自身的特征和分类区收集的信息确定分类系统；特征判别：对影像进行特征判断，评价图像质量，决定是否需要进行影像增强等预处理；样本选择：为了建立分类函数，需要对每一类别选取一定数目的样本；分类器选择：根据分类的复杂度、精度需求等确定哪一种分类器；影像分类：利用选择的分类器对影像数据进行分类，有的时候还需要进行分类后处理；结果验证：对

2、分类结果进行评价，确定分类的精度和可靠性。 监督分类最大似然比分类法监督分类定义分类模板（AOI扩展工具）监督分类定义分类模板（AOI扩展工具）监督分类定义分类模板（查询光标扩展）监督分类定义分类模板（AOI绘图工具）监督分类定义分类模板样本数目: 一般选择45倍波段数的训练样本。监督分类定义分类模板监督分类分类模板评价（类别的分类性） 2000表明类之间的分离度非常好， 1900以上表明类之间分离度较好，1700以下表明类之间分离度较差。监督分类分类模板评价（可能性矩阵） 如果误差矩阵小于85%，分类模板需要重新建立。监督分类执行分类监督分类分类后处理监督分类分类重编码（Recode）对于监

3、督分类规范类别序号，便于影像之间比较；对于非监督分类，将相似或类似的分类进行合并。 分类精度评估 将专题分类图像中的特定像元与已知分类的参考像元进行比较，实际工作中常常是将分类数据与地面真值、先前的试验地图、航空相片或其它数据进行对比的途径之一。第一步：在视窗中打开参考图像第二步：启动精度评估对话框第三步：打开分类专题图像第四步：参考图像视窗与精度评估视窗相连接 第五步：精度评价对话框中设置随机点的色彩第六步：产生随机点分类精度评估第七步：显随机点第八步：输入参考点的实际类别值第九步：设置分类评价报告输出环境及输出分类评价报告分类评价报告K0.8 分类精度很高0.4-0.8分类精度中等K0.4

4、 分类精度很差分类后处理聚类分析（Clump）通过分类专题图像计算每个分类图斑的面积、记录相邻区域中最大图斑面积的分类值等操作，产生一个Clump类组输出图像，其中每个图斑都包含Clump类组属性；该图像是一个中间文件，用于进行下一步处理。分类后处理过滤分析（Sieve） 对经Clump处理后的Clump类组进行处理，按照定义的数值大小，删除Clump图像中较小的类组图斑，并给所有小图斑赋予新的属性值0 。分类后处理去除分析（Eliminate ）删除原始分类图像中的小图斑或Clump聚类图像中的小Clump类组，与Sieve命令不同，Eliminate将删除的小图斑合并到相邻的最大的分类当中

5、，而且如果输入影像是Clump聚类影像，经过去除处理后，将分类图斑的属性值自动恢复为Clump处理前的原始分类编码，即结果是简化的分类影像。 分类后处理手工修正GIS分析邻域分析 主要针对分类专题图，采用类似卷积滤波的方法对图像分类值进行多种分析，每个像元的值都参与定义的邻域范围和分析函数进行的分析，最终邻域中心像元的值将被分析的结果所取代。原分类图处理后分类图GIS分析周长计算针对clump聚类的专题图计算每个类别的周长。可以计算岛状多边形周长的总和以及每个聚类组中岛状多边形的数量。GIS分析查找分析 输入的分类专题图或矢量图进行邻近分析，产生一个新的输出栅格文件。6 5 4 3 2 1 0

6、 GIS分析指标分析将两个输入分类专题图像或者矢量地图数据，按照定义的权重因子进行相加，产生一个新的综合图像文件GIS分析叠加分析 取两个输入的专题图像文件或者矢量图形文件数据的最大值或最小值，产生一个新的综合图像文件。GIS分析矩阵分析将2个分类专题图或矢量地图数据，按照其专题属于在空间上的重叠性产生一个新的图像文件，新文件中包含2个输入文件中重叠的专题属性。GIS分析归纳分析 使用两个输入图层的分类信息，生成一个交叉统计表格，以实现对同一区域内多种专题数据的叠加统计分析GIS分析区域统计借助区域统计工具。可以计算落在coverage 图层区域中的图像的统计信息，并可以把这些信息作为属性保存

7、在coverage图层中，可以实现对具有行政边界图像的信息统计。批处理以规则裁剪批处理为例分类后处理聚类分析（Clump）通过分类专题图像计算每个分类图斑的面积、记录相邻区域中最大图斑面积的分类值等操作，产生一个Clump类组输出图像，其中每个图斑都包含Clump类组属性；该图像是一个中间文件，用于进行下一步处理。分类后处理过滤分析（Sieve） 对经Clump处理后的Clump类组进行处理，按照定义的数值大小，删除Clump图像中较小的类组图斑，并给所有小图斑赋予新的属性值0 。分类后处理去除分析（Eliminate ）删除原始分类图像中的小图斑或Clump聚类图像中的小Clump类组，与S

8、ieve命令不同，Eliminate将删除的小图斑合并到相邻的最大的分类当中，而且如果输入影像是Clump聚类影像，经过去除处理后，将分类图斑的属性值自动恢复为Clump处理前的原始分类编码，即结果是简化的分类影像。 分类后处理手工修正GIS分析邻域分析 主要针对分类专题图，采用类似卷积滤波的方法对图像分类值进行多种分析，每个像元的值都参与定义的邻域范围和分析函数进行的分析，最终邻域中心像元的值将被分析的结果所取代。原分类图处理后分类图GIS分析周长计算针对clump聚类的专题图计算每个类别的周长。可以计算岛状多边形周长的总和以及每个聚类组中岛状多边形的数量。GIS分析查找分析 输入的分类专题

9、图或矢量图进行邻近分析，产生一个新的输出栅格文件。6 5 4 3 2 1 0 GIS分析指标分析将两个输入分类专题图像或者矢量地图数据，按照定义的权重因子进行相加，产生一个新的综合图像文件GIS分析叠加分析 取两个输入的专题图像文件或者矢量图形文件数据的最大值或最小值，产生一个新的综合图像文件。GIS分析矩阵分析将2个分类专题图或矢量地图数据，按照其专题属于在空间上的重叠性产生一个新的图像文件，新文件中包含2个输入文件中重叠的专题属性。GIS分析归纳分析 使用两个输入图层的分类信息，生成一个交叉统计表格，以实现对同一区域内多种专题数据的叠加统计分析GIS分析区域统计借助区域统计工具。可以计算落

10、在coverage 图层区域中的图像的统计信息，并可以把这些信息作为属性保存在coverage图层中，可以实现对具有行政边界图像的信息统计。批处理单文件命令批处理多文件命令批处理单文件命令批处理以规则裁剪批处理为例批处理多文件命令批处理多文件命令批处理多文件命令批处理多文件命令批处理4.3 空间建模空间建模工具空间建模操作空间建模工具编辑器选择定义对象矢量栅格表格矩阵常数条件设置文本函数定义连接空间建模工具模型库空间建模操作建模过程空间建模操作放置对象空间建模操作定义参数空间建模操作定义函数空间建模操作保存运行模型空间建模操作脚本输出水体提取-单波段阈值NDVI$n1_lanier(4) -

11、$n1_lanier(3)$n1_lanier(4) + $n1_lanier(3)EITHER 0 IF ( $n7_memory = 0 ) OR $n3_memory / $n7_memory OTHERWISE($n11_memory - GLOBAL MIN ( $n11_memory ) / ( GLOBAL MAX ( $n11_memory ) - GLOBAL MIN ( $n11_memory ) * 255aabbTMNDVI=(TM4-TM3)/(TM4+TM3)水体提取aaabEITHER 0 IF ( $n5_memory=0 ) OR $n8_memory / $

12、n5_memory OTHERWISE bEITHER 1 IF ( $n10_memory($n1_lanier(4) + $n1_lanier(5) ) OR 0 OTHERWISE ccTM2+TM3TM4+TM5 & TM4/TM2TM4+TM5 & TM4/TM2TM4+TM5 & TM4/TM2TM4+TM5 & TM4/TM20.88五、遥感专题制图 ERADS IMAGINE的专题地图编辑器(Map Composer)是一种所见即所得编辑器，用于产生相当于地图质量的图像和演示图，这种地图可以包含单个或多个栅格图像层、GIS专题图层、矢量图形层和注记层。同时，地图编辑器允许您自动

13、生成文本、图例、比例尺、格网线、标尺点、图廓线、符号及其它制图要素。开始地图图面设计准备制图数据启动地图编辑器确定专题制图范围放置图面整饰要素地图打印输出结束（1）在视窗中打开所有要输出的数据层遥感专题制图（2）产生专题制图文件遥感专题制图（3）绘制地图图框遥感专题制图（4）绘制地图指北针遥感专题制图（5）绘制地图比例尺遥感专题制图（6）绘制地图图例遥感专题制图（7）放置地图图名遥感专题制图（8）绘制图廓线遥感专题制图（9）地图打印输出六、自动配准 AutoSync ERDAS IMAGINE 9中增加的模块，提供的自动影像匹配工具保证了各种不同技术水平的用户都能够方便地完成专业的配准工作，包

14、括地理参考影像配准和影像边缘匹配功能。地理参考影像配准影像边缘匹配自动配准工程 自动配准工作区自动配准 AutoSync（1）创建新的工程自动配准 AutoSync（2）添加配准与参考影像 自动配准 AutoSync（2）设置工程属性（3）生成APM（Automatic point measurement ）自动配准 AutoSync（4）设置配准模型（5）运行模型七、智能变化检测 DeltaCue DeltaCue是ERDAS IMAGINE 9中新增的模块。可以简化变化检测过程的复杂性，更快地从影像数据中提取出变化的结果信息。主要用于强调或识别不同时间段所获取的影像上发生变化的信息。以基于

15、工程的工作流程来管理数据预处理、变化检测、变化滤波、变化结果查看以及解译。智能变化检测 DeltaCue（1）创建新的工程（2）影像裁剪（4）选择变化检测算法（3）影像归一化智能变化检测 DeltaCue（5）变化滤波（6）输出八、其它遥感图像处理软件介绍ENVIPCIeCogntionERDAS是个大而全的软件，与GIS（ESRI ARC系列）融和很好。ENVI是做遥感的专家编写的软件，在科研方面它走的非常靠前，对于专题图象，地物成分分析比较擅长。 PCI在图像处理方面很有特色，侧重于微波遥感图象的处理。eCogntion对于高分辨率的遥感图象处理比较有优势。ENVI ENVI (The E

16、nvironment for Visualizing Images) 遥感影像处理软件是美国ITT公司的旗帜产品，由遥感领域的科学家采用采用交互式数据语言IDL(Interactive Data Language)开发的一套处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。完全由IDL开发，方便灵活，可扩展性强。 有两种类型的ENVI环境ENVI/IDL 完全开发版本和ENVI 运行环境（ENVI RT）。ENVI专业用户可以通过ENVI/IDL自定义所需的命令行功能。ENVI RT 提供所有的ENVI功能，但不带有底层IDL开发平台，不能编写自定义程序。 两种环境为不同层次的用户提

17、供了完整的影像处理工具，以满足大多数用户的专业应用需求。ENVI一体化遥感工具包归档制图工具矢量工具地形工具高光谱工具分类工具预处理工具雷达工具ENVI-模块组成 ENVI采用模块化设计，它齐全的遥感影像处理功能连同丰富的二次开发函数库，组成了非常全面的影像处理系统。此外ENVI系统还拥有FLAASH、DEM、异常地物提取、SARscape等扩展功能模块，可满足更高级用户需求。ENVI独有的大气校正模块-FLAASH，使用了目前精度最高的大气辐射校正模型 MODTRAN 4+ 辐射传输模型，基于像元进行校正。可以处理各种高(多)光谱、卫星和航空数据(860nm/1135nm)，还能校正垂直成像

18、数据和侧视成像数据。大气校正模块-FLAASH 从ASTER、SPOT5、IKONOS、QuickBird、OrbView-3及航片的立体像对中创建DEM，提取完成后可以使用DEM编辑工具对DEM进行局部编辑。DEM模块全面支持RPC模型参数，尽可能用最少的地面控制点达到有效精度；此外还可以交互量测特征的高度或者是收集3D特征并导出为3D Shapefile格式文件。DEM自动提取模块ENVI-模块组成 快速在影像中定位异常发生区域，帮助用户在更小的范围内快速准确地提取有用信息。ENVI-RX异常探测工具 在ENVI原有雷达处理模块的基础上，开发的用于InSAR/SAR数据处理的专业工具。SA

19、Rscape模块进一步增强了ENVI对雷达数据处理的能力。专门用于处理合成孔径雷达数据。ENVI SARscape模块 根据影像空间和光谱特征，基于面向对象的影像分析模式，从高分辨率全色或者多光谱数据中提取信息。特征提取模块ENVI-模块组成 SPEAR模块 向导式的信息提取，在以前各种复杂的功能模块的基础上，通过流程向导的方式进行信息提取，所有子模块界面，左边是使用方法说明，右边是具体操作过程。RemoteView是北美和欧洲国家广泛应用于提取影像信息的强大工具，它能够快速浏览GB级影像数据，并拥有丰富的多光谱分析工具。ENVI RemoteView模块，作为RemoteView和ENVI两

20、个软件之间的桥梁，能够为RemoteView软件的用户增加ENVI强大的高光谱数据可视化和分析功能，同时ENVI用户也能够利用RemoteView软件的强大功能进行影像浏览和分析处理。 ArcGIS ENVI格式读取模块 为ArcGIS 8.X(或更高)软件提供的扩展模块，它使ArcGIS能够访问ENVI格式的影像文件。ENVI影像文件格式包括一个二进制文件以及一个相关联的ASCII码头文件。头文件中包含了用于读取影像数据的必要信息。ENVI RemoteView模块PCI Geomatica PCI Geomatica 软件是由加拿大政府和加拿大遥感中心直接支持，PCI公司的开发的遥感图像处

21、理软件，当前最新版本Geomatica10.2已经集成了遥感影像处理、专业雷达数据分 析、GIS/空间分析、制图和桌面数字摄影测量系统，成为一个强大的生产工作平台,并且重组了模块构成，使得软件模块更面向应用而且简洁。 PCI Geomatica遥感图像处理软件是目前所有图像处理软件中正射处理效果较好、精确度较高的遥感图像处理软件，由于取得了常见商用卫星的飞行轨道及传感器参数，因此支持严格的卫星轨道模型，能获得高精度的正射校正结果。PCI Geomatica模块组成 桌面系统分为主模块与扩展模块，主模块分为基础级和专业级两级（根据需要二选一），主模块配上不同的扩展模块可以构成不同系统配置来满足不

22、同客户的需要。PCI Geomatica-基础级主模块基础级主模块包括:Geomatica Focus 工作环境，基于文件的可视化工具。Geomatica OrthoEngine技术支持下的影像几何校正和影像拼接生产。生产地图产品。o 影像增强 o 滤波 o 重采样，重投影和剪裁 o 大气校正 o 基于像素的影像分类 o 上下文/模糊分类o 神经网络分类 o 光谱分离o 属性的浏览，编辑，查询功能 o 制图功能 标准影像处理功能包括：PCI Geomatica - 专业级主模块 专业级主模块是一个完全的产品包，包含Geomatica基础级核心模块的所有功能及以下功能：交互式的空间分析工具o 多

23、图层缓冲区生成o 基于属性合并数据 o 高级空间，统计分析叠加向导 雷达分析o 雷达亮度生成 o 雷达后向散射校正 o SAR影像变化监测 o 纹理分析 o SAR 噪点滤波 o 机载雷达处理工具 高光谱数据分析包括 o 全面的元数据支持 o 基于模型的高级大气校正 o 光谱融合和分离o 光谱角制图 o 散点图和光谱图 全面的自动化桌面环境o 可视化工作流程，建模工作环境 o 高效的批处理能力 o 命令行脚本和建模语言 PCI Geomatica -扩展模块 严格的模拟/数字相机的几何校正模型，以用于生产正射航空影像。(手持商业相机、高端的制图相机)航空影像正射校正模块卫星影像正射纠正模块严格

24、的有理函数模型，以校正影像畸变，并生成正射卫星影像。（CARTOSAT-1 、 GeoEye-1 、ORBVIEW-3 、QUICKBIRD 、 WorldView-1 ）包包含严谨的有理函数模型，用于进行变形补偿，生产正射校正雷达影像。（ALOS PALSAR 、 Cosmo-Skymed 、Radarsat-2 、TerraSAR-X ）雷达数据正射校正模块大规模影像正射生产模块 OrthoEngine生产工具整合了自动化的卫星、航空影像正射校正和拼接工具 。包含了自动采集航空相片框标和影像与影像间的连接点，自动为影像配准采集地面控制点（GCPs），以及自动影像拼接，包含自动色彩平衡和分割

25、线选择。PCI Geomatica -扩展模块DEM自动提取模块 基于立体航空像对、立体像对和RADAR数据创建数字高程模型（DEM）。全色锐化影像融合 将低分辨率的多光谱数据和高分辨率的全色影像融合生产出高分辨率多光谱影像。认证NITF 转换模块 GDB 技术可以直接读取/写入栅格，矢量和支持格式列表中的具有的数据格式。通过GDB NITF认证的组件允许用户读取和写入多种经NITFS认证的数据格式。SAR 极化分析模块 一个全面的工具包，读取辐射和几何元数据来提供目标选择，目标分析和数据处理，专为极化SAR数据设计PCI Geomatica -扩展模块LiDAR数据处理模块 高性能的LiDA

26、R数据管理，分析和可视化工具。功能包含数据整合，影像增强，3D可视化和栅格数据的地理参考，批处理。智能地物要素提取模块 一个独立的、具有友好界面的应用软件。集成了交互式和智能的编辑工具与先进的影像分析技术和机器学习技术。可以通过从卫星影像或航片中提取视觉要素，将影像转变为信息。地理栅格数据接口模块 一个桌面版产品，用于提取，变换和读取影像数据及与之相关联的元数据到Oracle 空间数据库10g 和11g。 eCogntion eCognition 德国Definiens Imaging公司开发的智能化影像分析软件。是世界上第一个面向对象,模仿人类思维进行影像智能分析和信息提取的专业软件。采用决

27、策专家系统支持的模糊分类算法，突破了传统商业遥感软件单纯基于光谱信息进行影像分类的局限性，提出了面向对象的分类方法，大大提高了高空间分辨率数据的自动识别精度。 eCognitions所采用的面向对象的信息提取方法，针对的是对象而不是传统意义上的像素，充分利用了对象信息（色调、形状、纹理、层次），类间信息（与邻近对象、子对象、父对象的相关特征）。 创始人：格尔德宾宁（德语：Gerd Binnig，1947年7月20日法兰克福），德国物理学家，1986年获得诺贝尔物理学奖。1994年，组建了Delphi2 Creative Technologies GmbH公司，后改名Definiens GmbH。eC