遥感概论实验报告.docx

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遥感概论实验报告

日期：

年月日

实验名称

实验三计算机增强处理

实验设备

1、输入计算机的未经处理的航空像片、卫星像片。

2、计算机及相关计算机软件

实验目的

1.掌握遥感图像计算机处理常用方法的原理；

2.掌握计算机处理具体的操作过程；

实验原理及方法

利用计算机等硬件在一定的软件环境下根据要求对遥感图像进行处理以达到增强的效果。

实验步骤（过程）

一、彩色增强处理

为了充分利用色彩在遥感图像判读和信息提取中的优势，常常利用彩色合成的方法对多光谱图像进行处理，以得到彩色图像。

彩色图像可以分为真彩色图像和假彩色图像。

1.真彩色图像

真彩色图像上影像的颜色与地物颜色基本一致。

利用数字技术合成真彩色图像时，是把红色波段的影像作为合成图像中的红色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把蓝色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。

如TM321分别用RGB合成的图像。

2.假彩色合成

假彩色图像是指图像上影像的色调与实际地物色调不一致的图像。

遥感中最常见的假彩色图像是彩色红外合成的标准假彩色图像。

它是在彩色合成时，把近红外波段的影像作为合成图像中的红色分量、把红色波段的影像作为合成图像中的绿色分量、把绿色波段的影像作为合成图像中的蓝色分量进行合成的结果。

如TM432用RGB合成的图像为标准假彩色图像。

3.假彩色密度分割

图像密度分割原理可以按如下步骤进行：

（1）求图像的极大值dmax和极小值dmin；

（2）求图像的密度区间ΔD=dmax-dmin+1；

（3）求分割层的密度差Δd=ΔD／n，其中n为需分割的层数；

（4）求各层的密度区间；

（5）定出各密度层灰度值或颜色。

二、空间域增强处理

（一）反差增强（对比度增强）

1.线性增强

灰度颠倒在光学处理中为负片印制成正片，或反之。

灰度变换数字处理是将图像的灰度范围先拉伸到显示设备的动态范围（如0～255）成饱和状态，然后进行颠倒。

这样的运算，可以使正像和负像互换。

2.非线性增强

直方图调整

直方图：

统计每幅图像的各亮度的像元数而得到的随机分布图，即为该幅图像的直方图。

一般来说，包含大量像元的图像，像元的亮度随机分布应是正态分布。

直方图为非正态分布，说明图像的亮度分布偏亮、偏暗或亮度过于集中，图像的对比度小，需要调整该直方图到正态分布，以改善图像的质量。

（二）邻域法增强

邻区法增强处理是在被处理像元周围的像元参与下进行的运算处理。

邻域处理又叫滤波处理，邻域的范围取决于滤波器的大小，如3×3或5×5等。

1.图像的平滑是使图像中高频成分消退，即平滑图像的细节，使其反差降低，保存低频成分，在频域中称为低通滤波。

2.边缘增强（锐化）

锐化是增强图像中的高频成分，在频域处理中称为高通滤波，也就是使图像细节的反差提高，也称边缘增强。

锐化是对邻区窗口内的图像微分。

（三）图像运算

两幅或多幅单波段图像，空间配准后可进行算术运算，实现图像的增强。

减法运算：

可突现出两波段差值大的地物，如红外-红，可突现植被信息。

比值运算：

常用于计算植被指数、消除地形阴影等。

植被指数：

NDVI=（TM4-TM3）/（TM4+TM3）

三、其他增强方法

（一）多光谱变换

1.K-L变换及其应用

在遥感图像分类中，常常利用主成分分析算法来消除特征向量中各特征之间的相关性，并进行特征选择。

Kauth-Thomas变换（…），简称K-T变换，又形象地称为“缨帽变换”。

这种变换着眼点在于农作物生长过程而区别于其他植被覆盖，力争抓住地面景物在多光谱空间中的特征。

目前对这个变换的研究主要集中在MSS与TM两种遥感数据的应用分析方面。

主成分分析算法还可以用来进行高光谱图像（Hyper-spectralimages）数据的压缩和信息融合。

例如：

对LandsatTM的6个波段的多光谱图像（热红外波段除外）进行主成分分析，然后把得到的第1，2，3主分量图像进行彩色合成，可以获得信息量非常丰富的彩色图像。

（二）图像融合

信息融合

遥感图像信息融合（Fusion）是将多源遥感数据在统一的地理坐标系中，采用一定的算法生成一组新的信息或合成图像的过程。

不同的遥感数据具有不同的空间分辨率、波谱分辨率和时相分辨率，如果能将它们各自的优势综合起来，可以弥补单一图像上信息的不足，这样不仅扩大了各自信息的应用范围，而且大大提高了遥感影像分析的精度。

实验结论（果）分析

根据实验遥感图像增强处理可以用彩色合成、灰度变换、直方图变换、密度分割、灰度颠倒、图像间运算、邻域增强处理、主成分分析、K－T变换、信息融合等方法收到很好的效果。

教师评语

（分）

日期：

年月日

实验名称

实验四影像判读一

实验设备

1、某区域航片，最好选择合适季相、便于判读的波段组合影像。

2、近似比例尺的地形图，工作区的相关资料，如土壤类型及分布、当地农事历及物候的资料。

3、铅笔、透明薄膜或硫酸纸、立体镜、放大镜和辅助判读用计算机。

实验目的

1.通过航片和卫片判读，使学生掌握各土地利用类型的影像特点，了解土地利用的地域规律及判读标志的时相变化，并学会利用遥感影像数据编制专题图；

2.通过土地利用判读了解其他如植被判读、水体判读、土壤判读的方法技巧；

实验原理及方法

目视判读的方法：

（一）遥感资料的准备：

遥感影像资料、一般背景资料；

1、选购遥感资料的原则。

根据目的选择；根据具备各种条件选择；多方利用，提高效益。

2.选择遥感资料几个具体问题。

（1）遥感资料类型选；

（2）波段选择；

（3）时相选择；

（4）比例尺与分辨率选择；

（二）增强处理——判读前期准备

（三）判读具体方法：

1、图像判读应遵循的原则：

多种信息综合分析；多手段、多方法相结合；内外结合、保证精

度。

2、判读的方法：

指根据遥感影像目视解译标志和解译经验，识别目标地物的办法与技巧。

常用的有：

（1）直接判读法：

依据判读标志，直接识别地物属性直接判读标志：

色调、色彩、大小、形状、阴影、纹理、图案等。

（2）对比分析法：

包括同类地物对比分析法、空间对比分析法和时相动态对比法。

与该地区

已知的资料对比，或与实地对比而识别地物属性；或通过对遥感图像不同波段、不同时相的对比分析，识别地物的性质和发展变化规律。

（3）逻辑推理法：

根据地学规律，分析地物之间的内在必然分布规律，由某种地物推断出另一种地物的存在及属性。

如由植被类型可推断出土壤的类型，根据建筑密度可判断人口规模等。

（4）信息复合法：

利用透明专题图或者透明地形图与遥感图像重合，根据专题图或地形图提供的多种辅助信息，识别遥感图像上目标地物的方法。

（5）综合推理法：

综合考虑遥感图像多种解译特征，结合生活常识，分析、推断某种目标地物的方法。

如公路与铁路的判读。

（6）地理相关分析法：

根据地理环境中各种地理要素之间的相互依存，相互制约的关系，借助专业知识，分析推断某种地理要素性质、类型、状况与分布的方法。

实验步骤（过程）

（一）准备工作阶段

1、准备资料

根据工作目的、区域特点准备适当的遥感影像资料，搜集相关资料、图件等，熟悉资料。

2、准备影像

选择最佳波段组合、最佳处理方案，获得最佳解译影像。

3、分析影像

将已有资料或地面实况，与图像对应分析，确认“地物原型”与“影像模型”之间的关系。

分析影像的物理性质与几何性质，了解可解译的程度。

（二）室内判读阶段

1、建立解译标志

根据影像色调、阴影、图形、形状、大小、纹理、位置、相关布局特征，建立起原型与模

型之间的解译标志，再根据解译标志对影像进行初步解译，确定野外检查解译标志的点、线。

经验证、修改最终确定解译标志。

2、初步解译

利用各种辅助方法，依据解译标志进行目视解译，画出初步解译图件。

解译工作可以用一

般的透明薄膜、胶片，也可以用带有部分地图信息的复印透明片蒙在影像上进行，视解译对象而定。

更可以利用相关的软件计算机辅助制图。

（三）野外工作

1、核实解决疑难

解决室内未确定的疑点图斑，补充室内工作遗漏内容。

2、检查成果精度

抽样调查或重点调查工作区的解译成果精度。

要根据精度要求，按统计抽样的要求布点检

查。

如不合格，要重新修改解译图。

3、其实野外工作

有些工作需要野外采样，如土壤解译等。

（四）成图总结阶段

1、成图

将合格的解译草图根据专业的要求，按一定比例尺经制图综合转绘成图。

一般都是采用遥

感系列成图的方法，分要素或按不同需要和功能分别成图，形成系列。

如需要，还要进行面积量算。

2、提交成果

实验结论（果）分析

1、水体在卫星图像上要较其他地物容易判读。

尤其在近红外波段的影像上，由于水体对近红外的强烈吸收，水体为黑色，与周围地物的界限很清楚。

湖、河、海以其外部形态，很容易区别。

水中的泥沙含量等状况，在可见光短波影像上有显示。

一般水浅或含沙量大的色调浅。

2、卫星图像上，植被是群体的特征，不能反映个体的形态，只能判读出植被的类型、生长状况、分布范围。

植被类型的判读要依据纹理结构和色调，并要有该地植物群落组成和植被分类图等资料，要经过实地调查和验证。

植被的判读一般要用多波段合成的图像，如标准假彩色合成图像。

3、土地覆盖与土地利用的含义大同小异。

图像反映出来的是地表覆盖状况，该状况的类型根据土地分类标准而定。

教师评语

（分）

日期：

年月日

实验名称

实验五影像判读二

实验设备

实验目的

认识主要地貌类型、岩石、地质构造在航片及卫星影像上的特征。

实验原理及方法

实验步骤（过程）

实验步骤（过程）

实验结论（果）分析

教师评语

（分）

日期：

年月日

实验名称

实验六计算机信息提取

实验设备

实验目的

通过对计算机提供信息的分析，总结MSS、TM、SPOT遥感影像图特征，光谱效应及主要应用。

实验原理及方法

实验步骤（过程）

实验步骤（过程）

实验结论（果）分析

教师评语

（分）

日期：

年月日

实验名称

实验七遥感图像目视解译

实验设备

实验目的

通过目视解译，锻练学生进行遥感图像解译与判读的能力，为计算机解积累经验，同时对学生绘图能力进行训练。

实验原理及方法

实验步骤（过程）

实验步骤（过程）

实验结论（果）分析

教师评语

（分）