ERDAS遥感图像处理实习指导书.docx

1、ERDAS遥感图像处理实习指导书遥感图像处理实习指导书-利用 ERDAS IMAGINE 软件昆明理工大学国土资源工程学院余其芬2012. 5目 录实习一 ERDAS IMAGINE软件简介 11ERDAS IMAGINE软件概述（Introduction） 11.1 IMAGINE Essentials级 11.2 IMAGINE Advantage级 11.3 IMAGINE Professional级 21.4 IMAGINE动态连接库 22在程序菜单中选择ERDAS IMAGINE 8.5 启动 22.1 菜单命令及其功能 22.2 工具图标及其功能（Panel Icon） 53ERD

2、AS IMAGINE 功能体系（Function System） 6实习二 ERDAS视窗的基本操作 71File菜单操作 71.1 图像显示 71.1.1 图像显示视窗（Viewer） 71.1.2 图像显示 71.2 图形显示 92Utility菜单操作 92.1 光标查询功能 92.2 数据叠加显示 92.3 文件信息操作 93AOI菜单操作 93.1 打开AOI工具面板 103.2 保存AOI数据层 10实习三 数据输入输出 111单波段二进制图像数据输入 112组合多波段数据 13实习四 数据预处理 141图像分幅裁剪 141.1 规则分幅裁剪 141.2 不规则分幅裁剪 151.2

3、.1 AOI多边形裁剪 151.2.2 ArcInfo多边形裁剪 152. 图像几何校正 153图像拼接处理 20实习五 图像增强处理 221图像解译功能简介（Introduction of Image Interpreter） 222图像空间增强 222.1 空间增强（Spatial Enhancement） 222.2 卷积增强处理 222.3 纹理分析 232.4 分辨率融合 243辐射增强处理 243.1 辐射增强（Radiometric Enhancement） 243.2 直方图均衡化 243.3 去条带处理 254.光谱增强处理 264.1 光谱增强处理 264.2 主成份变换

4、264.3 缨帽变换 274.4 色彩变换 27实习六 非监督分类 281图像分类简介（Introduction to classification） 282非监督分类（Unsupervised Classification） 282.1 分类过程（classification Procedure） 282.2 分类评价（Evaluate Classification ） 30实习七 监督分类 321定义分类模板（Define Signature Using signature Editor） 322评价分类模板（Evaluating Signatures） 332.1 分类预警评价（Alar

5、ms） 342.2 可能性矩阵 342.3 由特征空间模板产生图像掩膜 352.4 模板对象图示 352.5 直方图绘制 362.6 类别的分离性 363. 执行监督分类(Perform Supervised Classification) 374. 评价分类结果(Evaluate classification) 384.1 分类叠加(Classification Overlay) 384.2 分类重码 384.3 分类精度评估 385分类后处理(Post-Classification Process) 405.1 聚类统计(Clump) 405.2 过滤分析（Sieve） 405.3 去除分

6、析（Eliminate） 415.4 分类重编码（Recode） 41实习一 ERDAS IMAGINE软件简介.实习目的：了解ERDAS IMAGINE 软件模块构成、功能。.内 容： ERDAS IMAGINE软件概述（Introduction） ERDAS IMAGINE图标面板（Icon Panel） ERDAS IMAGINE功能体系（Function System）1ERDAS IMAGINE软件概述（Introduction） ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件。 ERDAS IMAGINE是以模块化的方式提供给用户的，可使用户

7、根据自己的应用要求、资金情况合理地选择不同功能模块及其不同组合，对系统进行剪裁，充分利用软硬件资源，并最大限度地满足用户的专业应用要求。 ERDAS IMAGINE面向不同需求的用户，对于系统的扩展功能采用开放的体系结构，以IMAGINE Essentials、IMAGINE Advantage，IMAGINE Professional的形式为用户提供了低、中、高三档产品架构，并有丰富的功能扩展模块供用户选择，使产品模块的组合具有极大的灵活性。1.1 IMAGINE Essentials级 是一个花费极少的，包括有制图和可视化核心功能的图像工具软件。借助IMAGINE Essentials可以

8、完成二维三维显示、数据输入、排序与管理、地图配准、专题制图以及简单的分析。可以集成使用多种数据类型，并在保持相同的易于使用和易于剪裁的界面下升级到其它的ERDAS产品。可扩充的模块：（1）Vector模块直接采用GIS工业界领袖ESRI的ArcInfo数据结构Coverage，可以建立、显示、编辑和查询Coverage，完成拓朴关系的建立和修改，实现矢量图形和栅格图像的双向转换等；（2）Virtual GIS模块功能强大的三维可视化分析工具, 可以完成实时3D飞行模拟， 建立虚拟世界进行空间视域分析，矢量与栅格的三堆叠加，空间GIS分析等；（3）Developers Toolkit模块ERDA

9、S IMAGINE的C语言开发工具包，包含了几百个函数，是ERDAS IMAGINE客户化的基础。1.2 IMAGINE Advantage级是建立在IMAGINE Essential级基础之上的，增加了更丰富的栅格图像GIS分析和单张航片下正射校工等强大功能的软件。IMAGINE Advantage为用户提供了灵活可靠的用于栅格分析、正射校正、地形编辑及图像拼接工具。简而言之，IMAGINE Advantage是一个完整的图像地理信息系统（Imaging G1S）。可扩充模块：（1）Radar模块完成雷达图像的基本处理，包括亮度调整、斑点噪声消除、纹理分析、 边缘提取等功能；（2）Ortho

10、MAX模块全功能、高性能的数字航测软件，依据立体像对进行正射校正、 自动DEM提取、立体地形显示及浮动光标方式的DEM交互编辑等；（3）OrthoBase模块区域数字摄影测量模块，用于航空影像的空三测量和正射校正；（4）OrthoRadar模块可对Radarsat，ERS雷达图像进行地理编码，正射校正等处理；（5）StereoSAR DEM模块采用类似于立体测量的方法，从雷达图像数据中提取DEM；（6）IFSAR DEM模块采用干涉方法，以像对为基础从雷达图像数据中提取DEM；（7）ATCOR模块用于大气因子校正和雾曦消除。1.3 IMAGINE Professional级 是面向从事复杂分析

11、，需要最新和最全面处理工具，经验丰富的专业用户。Professional是功能完整丰富的图像地理信息系统。除了Essentia1s和Advantage中包含的功能以外，IMAG1NE Professional还提供轻松易用的空间建模工具（使用简单的图形化界面），高级的参数非参数分类器，知识工程师和专家分类器，分类优化和精度评定，以及雷达图像分析工具。Subpixel Classifier模块 子象元分类器利用先进的算法对多光谱图像进行信息提取，可达到提取混合象元中占20以上物质的目标；1.4 IMAGINE动态连接库 ERDAS IMAGINE中支持动态连接库（DLL）的体系结构。它支持目标共

12、享技术和面向目标的设计开发、提供一种无需对系统进行重新编译和连接而向系统加入新功能的手段，并允许在特定的项目中裁剪这些扩充的功能。动态连接库：（1）图像格式DLL提供对多种图像格式文件无需转换的直接访问，从而提高易用性 和节省磁盘空间。支持的图像格式包括： IMAGINE、GRID、LANG1S、TIFF（GeoTIFF）、 GIF、JFIF（JPEG）、FIT和原始二进制格式。（2）地形模型DLL提供新类型的校正和定标（calibration），从而支持基于传感器平台的校正模型和用户剪栽的模型。这部分模型包括：Affine、polynomial、 Rubber sheeting、TM、SPO

13、T、Single frame Camera等。2在程序菜单中选择ERDAS IMAGINE 8.5 启动在程序菜单中选择ERDAS IMAGINE 8.5，ERDAS IMAGINE 开始启动运行, 图标面板（ICON Panel）自动打开，并在你的屏幕上显示如下： 2.1 菜单命令及其功能ERDAS IMAGINE的图标面板包括菜单条：Session, Main, Tools, Utilities, Help 和工具条两部分。ERDAS IMAGINE的图标面板包括菜单条中的5项下拉菜单都由一系列命令或选择项组成，这些命令及其功能如表1.1所示。 表1.1 ERDAS IMAGINE图标面板

14、菜单条菜单命令菜单功能Session Menu:综合菜单完成系统设置、面板布局、日志管理，启动命令工具、批处理过程、实用功能、联机帮助等Main Menu:主菜单启动ERDAS图标面板中包括的所有功能模块Tools Menu:工具菜单完成文本编辑，矢量及栅格数据属性编辑，图形图像文件坐标变换，注记及字体管理，三维动画制作Utility Menu:实用菜单完成多种栅格数据格式的设置与转换，图像的比较Help Menu:帮助菜单启动关于图标面板的联机帮助，ERDAS IMAGINE联机文档查看、动态连接库浏览等表1.2 综合菜单命令及其功能命令功能Preference面向单个用户或全体用户，设置多

15、数功能模块的系统确省值Configuration为ERDAS IMAGINE 配置各种外围设备，如打印机、磁带机Session Log查看ERDAS IMAGINE提示、命令及运行过程中的实时记录Active Process List查看与取消ERDAS IMAGINE系统当前正在运行的处理操作Commands启动命令工具，进入命令菜单状态，通过命令执行处理操作Enter Log Message向系统综合日志（Session Log）输入文本信息Start Batch Commands启动或退出批处理工具，打工批处理向导，记录批处理命令Open Batch File打开批处理命令文件View

16、Batch Queue打开批处理进程对话框，查看、编辑、删除批处理队列View Batch Queue确定图标面板（Icon Panel）的水平或垂直显示状态Tile Viewers平铺排列两个以上已经打开的视窗（Viewer）Close All Viewers关闭当前打开的所有视窗（Viewer）Main进入主菜单（Main Menu）,启动图标面板中包括的所有模块Tools进入工具菜单（Tools Menu），显示和编辑文本及图像文件Utilities进入实用菜单（Utility Menu），执行ERDAS的常用功能Help打开ERDAS IMAGINE联机帮助（On-line Help）

17、文档Properties打开IMAGINE系统特性对话框，查看和配置序列号与模块Exit IMAGINE退出ERDAS IMAGINE软件环境表1.3 主菜单命令及其功能命令功能IMAGINE Credits查阅ERDAS信用卡 （Credits）Start IMAGINE Viewer启动ERDAS IMAGINE视窗 (Viewer)Import/Export启动ERDAS IMAGINE数据输入输出模块 (Import)Data Preparation启动ERDAS IMAGINE数据预处理模块 (Dataprep)Map Composer启动ERDAS IMAGINE专题制图模块 (C

18、omposer)Image Interpreter启动ERDAS IMAGINE图像解译模块 (Interpreter)Image Catalog启动ERDAS IMAGINE图像库管理模块 (Catalog)Image Classification启动ERDAS IMAGINE图像分类模块 (Classifier)Spatial Modeler启动ERDAS IMAGINE空间建模工具 (Modeler)Vector启动ERDAS IMAGINE矢量功能模块 (Vector)Radar启动ERDAS IMAGINE雷达图像处理模块 (Radar)Virtual GIS启动ERDAS IMAG

19、INE虚拟GIS模块 (Virtual GIS)表1.4 工具菜单命令及其功能命令功能Edit Text Files编辑ASCII码文本文件Edit Raster Attributes编辑栅格文件属性数据View Binary Data查看二进制文件的内容View HFA File Structure查看ERDAS IMAGINE层次文件结构Annotation Information查看注记文件信息，包括元素数量与投影参数Image Information获取ERDAS IMAGINE栅格图像文件的所有信息Vector Information获取ERDAS IMAGINE矢量图形文件的所有信

20、息Image Commands Tool打开图像命令对话框，进入ERDAS命令操作环境Coordinate Calculator将坐标系统从一种椭球体或参数转变为另外一种Create/Display Movie Sequences产生和显示一系列图像画面形成的动画Create/Display Viewer Sequences产生和显示一系列视窗画面组成的动画Image Drape以DEM为基础的三维图像显示与操作表1.5 实用菜单命令及其功能命令功能JPEG Compress Image应用JPEG压缩技术对栅格图像进行压缩，以便保存Decompress JPEG Image将应用JPEG压缩

21、技术所生成的栅格图像进行解压缩Convert Pixels to ASCII将栅格图像文件数据转换成ASCII码文件Convert ASCII to Pixels以ASCII码文件为基础产生栅格图像文件Convert Images to Annotation将栅格图像文件转换成IMAGINE的多边形注记数据Convert Annotation to Raster将IMAGINE的多边形注记数据转换成栅格图像文件Create/Update Image Chips产生或更新栅格图像分块尺寸，以便于显示管理Create Font Tables以特定的字体生成一幅专题地图Compare Images打

22、开图像比较对话框，比较两幅图像之间的某种属性Reconfigure Raster Formats重新配置系统中的栅格图像数据格式Reconfigure Vector Formats重新配置系统中的树凉图形数据格式表1.6 帮助菜单命令及其功能命令功能Help for ICON Panel显示ERDAS IMAGINE图标面板的联机帮助IMAGINE Online Documentation进入联机帮助目录，查看IMAGINE联机文档IMAGINE Version查看正在运行的ERDAS IMAGINE软件版本IMAGINE DLL Information查看IMAGINE动态连接库的类型与常数

23、信息2.2 工具图标及其功能（Panel Icon）除了IMAGINE Professional级功能及其应用外，还将涉及四个重要的扩展模块Subpixel 模块、OrthoBASE模块、Vector模块和Virtual GIS模块，因而共有13个图标（表1.7）。表1.7 ERDAS IMAGINE 图标面板工具条图标命令功能IMAGINE Credits查阅ERDAS信用卡Start IMAGINE Viewer打开IMAGINE视窗Import/Export启动数据输入输出模块Data preparation启动数据预处理模块Map Composer启动专题制图模块Image Inter

24、preter启动图像解译模块Image Catalog启动图像库管理模块Image Classification启动图像分类模块Spatial Modeler启动空间建模工具Radar启动雷达图像处理模块Vector启动矢量功能模块Virtual GIS启动虚拟GIS模块OrthoBase启动数字摄影测量模块3ERDAS IMAGINE 功能体系（Function System）前面关于ERDAS IMAGINE 软件组成及其图标面板的介绍表明，ERDAS IMAGINE 是一个功能完整的、集遥感与地理信息系统于一体的专业软件。那么，用户在进行遥感图像处理，转换、分析和成果输出的过程中，如何有

25、效地应用系统所提供的众多功能呢？根据ERDAS IMANGINE系统功能、常规遥感图像处理与遥感应用研究的工作内容，用图1.2所示的框图，进一步说明ERDAS IMAGINE的功能体系。文本属性数据矢量图形数据栅格图像数据输入ERDAS IMAGINE 遥感图像处理系统数据输入输出视 窗操 作雷达图像处理倾斜调整、斑点压缩正射校正、纹理分析数据预处理几何校正、拼接镶嵌子区裁剪、投影变换空 间建 模图像解译增强处理、傅立叶变换高光谱工具、GIS分析适用工具集、投影变换图像分类非监督分类、监督分类知识工程师、专家分类特征空间、分类评价命 令工 具 批处理虚拟GIS三维飞行、虚拟世界视域分析、动画制

26、作矢量功能矢栅转换、矢量编辑拓扑建立、空间分析图像库管 理专题制图输出文本属性数据矢量图形数据栅格图像数据输出图1.1 ERDAS IMAGINE功能体系实习二 ERDAS视窗的基本操作实习目的：掌握视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的后续实习奠定基础。实习内容：文件菜单操作；实用菜单操作；AOI菜单操作等。1File菜单操作1.1 图像显示1.1.1 图像显示视窗（Viewer）图像显示视窗（Viewer）是显示栅格图像、矢量图形、注记文件、AOI等数据层的主要窗口，每次启动 ERDAS IMAGING时，系统都会自动打开一个二维视窗（Viewer），如图2.1所示。在应用过程中可以随

27、时打开新的视窗。图2.1 二维视窗（Viewer）二维视窗（Viewer）主要由视窗菜单条、工具条、显示窗和状态条四部分组成。1.1.2 图像显示第一步：启动程序菜单上选择File|Open|Raster LayerSelect Layer To Add对话框图2.2。或在工具条上选择Select Layer To Add对话框图2.2。第二步：确定文件图2.2中的File选项用于图像文件的确定，具体内容及实例如表2.1所示。表2.1 图像文件的确定参数参数页含义实例Look-in确定文件目录examplesFile Name确定文件名XS_truecolor_sub .imgFiles of

28、 Type确定文件类型IMAGINE Image(*.img)Recent选择近期操作过的文件Go To改变文件路径 图2.2 Select Layer To Add对话框（File选项卡）第三步：设置参数在Select Layer To Add对话框中点击Raster Options, 就进入设置参数状态，如图2.3所示。 图2.3 Select Layer To Add对话框（Raster Options选项卡）各项参数具体内容及实例，如表2.2 所示。表2.2 图像文件显示参数参数项含义实例Display as:True colorPseudo colorGray scaleRelief

29、图像显示方式： 真彩色（多波段图像） 假彩色（专题分类图） 灰色调（单波段图像） 地形图（DEM数据）图像显示方式：真彩色Layers to colors:Red: 4Green: 3Blue: 2图像显示颜色：红色波段（4）绿色波段（3）兰色波段（2）图像显示颜色： 红色波段（4） 绿色波段（3） 兰色波段（2）Clear display清除视窗中已有信息清除视窗中已有信息Fit to frame按照视窗大小显示图像按照视窗大小显示图像Using:Nearest neighborBilinear InterpolationCubic convolution得采样方法： 邻近像远插值 双线性插值 立方卷积插值重采样方法： 邻近像元插值第四步：打开图像在Select Layer To Add对话框中，点击OK，打开所确定的图像，视窗中显示该图像。1.2 图形显示 图形显示操作与图像显示操作相似。2Utility菜单操作2.1 光标查询功能在菜单条单击Utility/Inquire Cursor命令，打开Inquire Cursor窗口(如图2.4)。或在工具条单击光标查询图