ERDAS软件操作指南_修正稿

第 I 条 附件二：
第 II 条 高分辨率数据处理培训软件操作步
骤
一、 Q B影像预处理
1.1.分块原始影像镶嵌
本节通过多块QuickBird影像的镶嵌处理，介绍影像镶嵌的初级功能。

1、启动图像镶嵌工具
图像镶嵌工具可以通过下列两种途径启动：
1)在ERDAS图标主面板单击“DataPrep->Mosaic Images->MosaicTool”命
令，打开Mosaic Tool窗口。

2)或在视窗中叠加打开所有要镶嵌的影像，点击视窗菜单“Raster->Mosaic
Images”，打开Mosaic Tool窗口。

2、加载Mosaic图像
在Mosaic Tool菜单条单击“Edit->Add Images”命令，打开Add Images 对话框。

或者在Mosaic Tool工具条单击Add Images，打开Add Images对话框。

在Add Images for Masaic对话框中，需要设置以下参数：
（1） 选择镶嵌图像。

（2） 单击Add按钮，加入图像。

（3） 重复前3步骤。

（4） 单击Close按钮。

3、图像叠置显示
在Mosaic Tool工具条单击等图标按钮，并在图形窗口
单击选择需要调整的图像，可以根据需要进行上下层叠加关系的调整。

4、设置输出图像属性。

点击主菜单“Edit->Output Opitions”，弹出“Output Image Opitions”设置对话框。

对话框下半部分设置输出分辨率，通常和输入影像一样，对于QB多光谱影像来说，这个值设定为2.4米。

其余值默认不变；
5、设置输出重采样方法。

点击工具栏的“”按钮，弹出重采样对话框，设置重采样方法为双线性：“Bilinear Interpolation”；
6、运行Mosaic工具
在Mosaic Tool菜单条单击Process|Run Mosaic命令，打开Run Mosaic对话框，在Run Masaic对话框中设置如下参数：
（1） 确定输出文件名为：Mosaic16.img
（2） 忽略输入图像之（Ignore Input Value）为0，通常这个值为要设置为透明色的区域的值，如果影像背景为其它颜色，可以设置相应的忽略值；
（3） 忽略输出统计值，即选中（Stats Ignore Value）复选框；
（4） 单击OK。

7、退出Mosaic工具
1.2.转换数据类型
镶嵌后的QB影像为16bit，数据量大，不利于后续步骤的处理，需要先转换为8bit。

点击主面板的“Interpreter->Utilities->Rescale”，弹出数据转换Rescale 对话框。

设定输入影像为“mosaic16.img”，输出为“mosaic8.img”；
DataType选择为：“Unsigned 8 bit”，如红圈所示，请注意；
拉伸方法选择为：“Minimum-Maximum”；
点选上“Ignore Value for Minimum calculation”，默认为0；
其余选项都是默认值不变。

点击“OK”运行，得到8bit的mosaic8.img文件。

1.3.RGB波段合成
将4个波段的多光谱影像合并为3波段RGB影像。

采用建模方法，使用如下图所示的
模型：
输入4波段多光谱 输出3波段RGB STACKLAYERS ( $n1_input(3) , $n1_input(2) * 0.8 + $n1_input(4) * 0.2 , $n1_input(1))
点击主面板的：“Modeler->Model Maker”，弹出建模工具视窗。

打开文件：“data\moduler\qbrgb.gmd”，如下图所示：
双击n1_input，设置“n1_input=mosaic8.img”，
双击n7_output，弹出下图所示的对话框：其中要选定“Delete if Exists”，设定输出为“RGB.img”。

点击“”，运行模型文件，得到3波段的RGB影像。

1.4.影像的批处理
以上三个步骤（镶嵌、数据类型转换、RGB波段合成）可以通过批处理的形式合并为一步执行。

点击主面板上方的菜单栏：“Session->Open Batch Command File”，打开“QB\预处理\mosaic_rescale_rgb.bcf”，弹出如下界面：
点击“Next”，弹出文件列表界面。

点击右边的“”（如红框所示），打开“QB\预处理\ qb_dir.bls”，输入待处理的QB原始影像目录名。

点击“Finish”开始运行。

二、 几何纠正
2.1.多项式几何纠正
1、打开两幅影像，在待配准图像菜单栏上打开Raster/Geometric Correction,弹出如下对话框：
2、拖动下拉菜单，选择Polynomial本节介绍多项式纠正法。

弹出如下对话框。

Polynomial为多项式的阶数，一般选为1或2.通过公式(t+1)(t+2)/2来确定所需选点个数（t为多项式阶数）。

3、选择Projection/Set Projection from GCP Tool,弹出如下对话框：
选择第一项Existing Viewer,弹出如下对话框：
单击参考图像的Viewer，即可完成关联。

关联完成后，弹出如下对话框，显示地理坐标信息。

4、点击OK则弹出一下对话框：
5、选点：点击按钮分别在两幅图像上选点。

选点结束后点击按钮进行误差计算，当误差值过大时，可通过微调已选点或重新选择参考点来降低误差。

6、当误差小于一定值时，方可进行以下过程。

选点和误差计算完成后，点击
GEO CORRECTION TOOLS对话框中的按钮，对图像进行重采样，如下图所示：
z输出图像文件名(output file):
z选择重采样方法(Resample Method):Bilinear Interpolation
z定义输出图像在图与像元大小：和输入影像一致，对于QB多光谱影像应该是
2.4米；
z勾选输出统计中忽略零值（Ignore Zero in Stats）。

7、点击OK启动重采样进程，并关闭Image Resample 对话框。

备注：
z设置多项式系数为1或2，尽量少用3次多项式，会导致图像畸变较大。

对于平原地区次数为1足够。

z找控制点技巧：先设置为1次多项式，在图像4个角布点，之后的点就可以让ERDAS自动计算，然后手工微调。

找到7个点后可以设置为2次
多项式自动计算点。

z为减少平面中误差，对于1次多项式通常选取10个左右的点，对于2次
多项式通常要求找20-30个点。

更多的点不会明显改善纠正的精度
z对于山区，无论找多少点可能纠正精度都不够，这时候需要正射纠正来处理。

2.2.RPC模型正射纠正
对于QucikBird和IKONOS影像可以采用有理多项式模型（RPC模型）进行正射纠正。

1、打开两幅图像，在待配准图像菜单栏上打开Raster/Geometric Correction,弹出如下对话框：
2、拖动下拉菜单，选择QuickBird RPC的纠正类型。

本节介绍QuickBird RPC 纠正。

弹出如下对话框：
3、选择“RPC File”路径为：“data\QB\005681775060_01_P001_MUL\ 07MAR17033542-M2AS-005681775060_01_P001.RPB”；
4、设定DEM。

将“Elevation Source”选中为“File”，路径为：“data\QB\DEM\ srtm_mosaic_32_33.img”；
5、在“Chipping”标签栏，需要设定RPC系数的偏移量。

默认为0，因为样例QB图像是从原始影像中截取的一小部分，所以需要对原始的RPC系数加上一个偏移量，以符合现在影像的左上角坐标。

将“Row Offset”和“Column Offset”分别设置为3003和3364，如下图所示：
6、选择Projection/Set Projection from GCP Tool,弹出如下对话框：
7、选择第一项Existing Viewer,弹出如下对话框：
8、单击参考图像的Viewer，即可完成关联。

关联完成后，弹出如下对话框，显示地理坐标信息。

9、点击OK则弹出一下对话框：
10、选点：点击按钮分别在两幅图像上选点。

选点结束后点击按钮进行误差计算，当误差值过大时，可通过微调已选点或重新选择参考点来降低误差。

11、当误差小于一定值时，方可进行以下过程。

选点和误差计算完成后，点
击GEO CORRECTION TOOLS对话框中的按钮，对图像进行重采样，如下图所示：
z输出图像文件名(output file):
z选择重采样方法(Resample Method):Nearest Neighbor
z定义输出图像在图与像元大小。

z设查输出统计中忽略零值。

12、（7）选择OK启动重采样进程，并关闭Image Resample 对话框。

2.3.SPOT推扫式模型
使用LPS进行SPOT卫星影像普通推扫式模型的正射纠正。

使用的数据为spot2影像。

位于spot2Pan_orth目录下。

1、打开LPS，新建名为“SPOT2_LPS”的工程。

选择纠正模型为多项式推扫“Polynomial-based Pushbroom”下的“SPOT Pushbroom”。

2、接下来设置投影和参考图像一致，WGS 84坐标，UTM 投影11度带
3、在主界面左边的文件树控件中，“Images”节点上鼠标右键，Add待纠正图像：“spot2Pan_orth\spot_pan.img”。

在下面的文件列表栏中，点击红色的“Int”单元格，弹出设置内方位元素对话框。

因为该影像的内方位元素已经包含在img文件中了，LPS可以直接读出相应的信息。

所以直接点击“OK”按钮接受即可。

4、点击工具栏的“”按钮，设定控制点。

点击工具面板中的“”按钮，
选中“Image Layer”，点击“OK”后设置参考图像为：“spot2Pan_orth\ref\ xs_ortho.img”。

5、点击“”按钮，弹出DEM设置对话框：
选中第2项“DEM”，设置DEM文件为：“spot2Pan_orth\dem\ palm_springs_dem.img”。

6、点选上，变成左右视窗分别显示待纠正影像和参考影像。

7、导入控制点文件。

点击工具面板中的“”按钮，选中“Import”按钮，先导入参考点坐标：选中“Reference Points”，导入“spot2Pan_orth\gcp\spot2_ref3d.txt”文件。

然后选中“Image Points Only”，导入“spot2Pan_orth\gcp\spot2_img.txt”，意思是导入待纠正影像坐标。

导入点以后的界面如下：
8、进行空三解算。

点击工具面板中的“”按钮，弹出三角测量对话框。

在“General”标签下，选中“Compute Accuracy for Unknows”选项。

9、在“Point”标签栏，设置地面控制点精度。

因为采用的是20米分辨率的影像作为参考图，所以XYZ的精度均设定为15米，Type选“Same weighted values”
10、在“Advanced Options”标签，选中“Simple Gross Error Check Using”，设定为3倍单位误差即为粗差进行剔除。

去掉“Use Image Observations of Check Points In Triangulation”选项，因为我们没有设置检查点。

11、点击“Run”按钮进行三角解算。

控制点残差如下图所示：
ImageX和ImageY应该在2个像元以内，认为合格。

点击“Accecpt”按钮接受解算结果。

点击“Close”关闭三角解算界面。

12、主界面应该可以看到控制点的示意图了，如下所示。

设置输出分辨率为10米，点击“OK”完成正射纠正。

2.4.SPOT5 严格成像模型
使用LPS进行SPOT5卫星影像严格成像模型的正射纠正。

14、打开LPS，新建名为“SPOT5_LPS”的工程。

选择纠正模型为“Orbital Pushroom”，轨道推扫式模型。

15、接下来设置投影和参考图像一致，WGS 84坐标，UTM 50投影
16、在主界面左边的文件树控件中，“Images”节点上鼠标右键，Add待纠正图像。

文件类型设置为：“SPOT DIMAP”，选择“SPOT5_ORTH
\SPOT5_280-270_20041004_pan+color\10m\scene01”目录下的metadata.dim 17、点击工具栏的“”按钮，设定控制点。

点击工具面板中的“”按钮，设置参考图像为：“SPOT5_ORTH\ref\spot5_beijing_ref.img”。

点击“”按钮，设置DEM文件为：“SPOT5_ORTH\DEM\srtm_mosaic_32_33.img”。

点选上，变成左右视窗分别显示待纠正影像和参考影像。

18、导入控制点文件。

点击工具面板中的“”按钮，分别导入参考点文件：“SPOT5_ORTH\gcp\ref3d.txt”，和待纠正坐标：“SPOT5_ORTH\gcp\img.txt”
19、进行空三解算。

点击工具面板中的“”按钮，弹出三角测量对话框。

在“General”标签下，选中“Compute Accuracy for Unknows”选项。

20、在“Point”标签栏，设置地面控制点精度。

因为采用的是10米分辨率的影像作为参考图，所以XYZ的精度均设定为10米，Type选“Same weighted values”
21、在“Advanced Options”标签，选中“Simple Gross Error Check Using”，设定为3倍单位误差即为粗差进行剔除。

去掉“Use Image Observations of Check Points In Triangulation”选项，因为我们没有设置检查点。

22、点击“Run”按钮进行三角解算。

控制点残差应该在5米以内，即半个像元以内，认为合格。

点击“Accecpt”按钮接受解算结果。

点击“Close”关闭三角解算界面。

23、主界面应该可以看到控制点的示意图了，如下所示。

24、点击“”按钮进行正射。

设定DEM文件“srtm_mosaic_32_33.img”，
设置输出分辨率为10米，点击“OK”完成正射纠正。

三、 图像配准
可以使用三角网纠正的方法对影像进行配准。

三角网纠正要求输入较多的控制点，为此需要介绍一个自动找控制点的工具：AutoSync。

3.1.使用AutoSync进行自动找控制点
25、点击主面板的：“AutoSync->AutoSync Workstation”，开始自动找点的工程，选择“Create New Project”，弹出新工程设置对话框。

设定好工程文件名。

Geocorrectiong选择为“Resample”；
设定好默认输出路径为：“data\spot5_autosyc\output”目录。

其余选项不用修改。

26、在主界面中，设定“Input Images=SPOT5_mul.img”，“Reference Image=spot5_pan.img”，如下图所示：
27、设定找点的参数。

点击“Process->project properties”，弹出属性设置对话框。

将“Starting Column”和“Starting Line”都设定为0，“Column Increment”和“Line Increment”都设置为512，意思是每隔512个像元找一个点。

其余默认。

28、点击“Geometric Model”标签。

设定“Output Geometric Model Type”为“Linear Rubber Sheeting”，意思是采用三角网纠正进行配准。

点击“OK”关闭属性设置对话框。

29、运行找点。

点击主菜单下的“Process->Run APM”，运行自动找点后大约会找到505个控制点，分布如下图所示：
30、点击菜单栏“Process->Calibrate/resample”，对图像进行三角网配准。

运行结束后视窗会自动将配准后影像与参考影像叠加显示，如下图所示。

四、 多分辨率融合
4.1.子图截取
配准好的影像直接进行融合数据量太大，为了节省时间，可以只截取全色和多光谱数据的一部分进行后续融合处理。

为此需要调用子图截取功能。

1、打开一个新的视窗，把配准好的spot5_mul_output.img在视窗中显示。

点击鼠标右键弹出上下文菜单，点击“Inquire Box”，在屏幕上显示一个矩形框。

鼠标调整这个矩形框到要截取的区域。

2、点击Erdas主面板的“Dataprep->Subset Image”，弹出子图截取对话框。

如下图所示，点击其中的“From Inquire Box”按钮（红框所示），就从视窗中Inquire Box所指示的范围读入到子图截取的四角坐标。

3、其余默认，点击“OK”运行，得到多光谱图像的子图。

4、同样操作，保持视窗中的Inquire Box不动，对spot5_pan.img做同样操作，截取和多光谱图像相同地理范围的子图。

4.2.图像融合
1、点击Erdas主面板“Interperter->Spatial Enhancement->Resolution Merge”，弹出多分辨率融合对话框。

2、设定“High Resolution Input File”为子图截取后的“pan_sub.img”“Multispectral Input File”为“mul_sub.img”，设定好输出文件fusion.img
3、选择融合方法为：“Brovey Transform”，重采样方法为“Cubic Convolution”
4、勾选“Stretch to Unsigned 8 bit”，意思是将输出自动拉伸到8bit。

5、“Layer Selection”设置为“1,2,3,4”意思是输出所有波段，且按照原始波段顺序不变。

6、其余选项默认，点击“OK“，输出融合图像。

设置界面如下图所示。

五、 影像的镶嵌与匀色
本节采用两个航带的无人飞机航拍影像进行镶嵌和匀色。

4.3.影像相交区局部微调
由于两幅影像已经做过初步的几何纠正，有地理坐标，但是相交区局部误差过大，因此先使用三角网纠正对相交区进行处理。

1、在两个视窗中分别打开“镶嵌”目录下的“5_7geocor.img”和“9_11geocor.img”。

以“5_7geocor.img”作为参考图，对“9_11geocor.img”进行三角网几何纠正。

2、在“9_11geocor.img”视窗中菜单“Raster->GeoMetric correctiong”，选择纠正模型为“Rubber Sheeting”。

点击“OK”
3、在接下来的纠正模型属性窗口中，选择Parameters为“Linear”，选择projection 为“Set Projectiong from gcp tool”
4、剩下的流程和多项式几何纠正类似，选取控制点。

注意除了在相交区选择控制点外，还要在“9_11geocor.img”图像的左上角和左下角图像黑边处选择2个控制点，参考坐标和自身相同，以为了输出整个待纠正的图像。

5、选好控制点后，进行重采样。

设定输出影像名字为“911_to_57.img”，分辨率为0.8米。

如下图所示：
4.4.使用Erdas设置镶嵌线
1、新建一个镶嵌工程。

“DataPrep->Mosaic Images->Mosaic tool”
2、点击工具栏中的“”按钮，进入显示相交区状态。

选中图像的相交区。

点击“”按钮，打开一个视窗选择镶嵌线。

利用AOI工具中的折线工具在相交区画镶嵌线。

3、点击工具栏的“”按钮，选择第一个选项“AOI from Viewer”，将视窗中的折线转换为镶嵌线。

4、点击“”按钮，弹出“Overlap Function”对话框。

设定羽化区域，将“Feathering by Distance”选中，设定羽化半径为15米。

5、在主界面中运行镶嵌，得到按人工设定的镶嵌线的镶嵌图。

4.5.利用Photoshop进行镶嵌
Erdas的镶嵌线不是很方便，通常我们使用Photoshop对高分辨率图像进行镶嵌操作。

要使用Photoshop操作遥感图像，首先需要安装一个文件格式插件。

给大家的软件中已经装好了这个插件的试用版。

1、关闭所有Erdas窗口。

在Photoshop中打开“5_7.img”图像。

弹出插件对话框。

点击“确定”后，PS打开这幅图像。

2、点击PS菜单的“滤镜->REEBOTOO->Add new layer”，选择“911_to_57.img”，同样弹出插件的打开文件对话框，选择“确定”后，在原来图像上以图层的形式叠加了纠正后的图像，并且按地理坐标摆放。

3、选中工具栏的套索工具“”，在上面的参数设置栏输入羽化半径为15个像元。

4、选中最上面的图层，使用套索以地物边缘勾画选区，按“Del”键删除选区内的图层内容。

5、重复以上过程，直到相交区所有的镶嵌线都处理完毕。

完成图像镶嵌。

4.6.利用Photoshop进行图像匀色
镶嵌后的图像由于存在色差，仍然能够看见明显的镶嵌线。

为此需要进行匀色。

在PS中主要使用“曲线”和“色阶”工具调整色调和亮度对比度。

1、设定套索工具的羽化半径为60，选中最上面图层的一部分。

2、在菜单中点击“图像->调整->曲线”，或者按快捷键“Ctrl+M”，弹出“曲线”对话框，微调其中的曲线，使得选区变亮，调整到和下面的图层一致。

3、重复调整所有选区，最终让两幅影像色调一致。

4、点击“文件->存储为”，文件类型选择“Erdas image file”，将调色结果保存为img格式，同时还能保存相应的坐标投影信息。