实验六 遥感影像增强处理

实验六遥感影像增强处理

实习目的：掌握常用的遥感影像增强处理的方法。

实习内容：遥感影像空间、辐射、光谱增强处理的主要方法

空间增强：包括卷积增强处理、纹理分析、自适应滤波等

辐射增强：LUT拉伸处理、直方图均衡化处理、直方图匹配、亮度反转处理等

光谱增强：主成份变换、缨帽变换、色彩变换、指数计算等

图像增强是改善图像质量、增加图像信息量、加强图像判读和识别效果的图像处理方法。图像增强的目的是针对给定图像的不同应用，强调图像的整体或局部特性，将原来不清晰的图像变得清晰或增强某些感兴趣区域的特征，扩大图像中不同物体特征之间的差别，满足某些特殊分析的需要。图像增强的途径是通过一定的手段对原图像附加一些信息或变换数据，有选择的突出图像中感兴趣区域的特征或抑制图像中某些不需要的特征。图像增强的方法包括空间域增强和频率域增强两类。空间域增强包括空间增强、辐射增强和光谱增强。在实际运用中，不是所有的图象增强处理方法都要用到，具体采用哪种图象增强处理方法，视具体的研究区域，研究内容和对象而定。

1．图像解译功能简介（Introduction of Image Interpreter）

利用ERADS IMAGINE 进行图像增强主要采用ERADS IMAGINE的图像解译器（Image Interpreter）模块，该模块包含了50多个用于遥感图像处理的功能模块，这些功能模块在执行过程中都需要通过各种按键或对话框定义参数，多数功能都借助模型生成器（Model Maker）建立了图形模型算法，容易调用或编辑。

图像解译器(Image Interpreter或Interpreter)，可以通过两种途径启动：ERDAS图标面板菜单条： Main/Image Interpreter--Image Interpreter 菜单

ERDAS图标面板工具条：点击Interpreter图标一Image Interpreter菜单

从上图可以看出，ERDAS图像解译模块包含了8个方面的功能，依次是遥感图像的空间增强（Spatial Enhancement）、辐射增强（Radiometric Enhancement）、光谱增强(SpectralEnhancement)、高光谱工具（Hyper Spectral Tools）、傅立叶交换（Fourier Analysis）、地形分析（Topographic Analysis）、地理信息系统分析（GlS Analysis）、以及其它实用功能（Utilities）。每一项功能菜单中又包含若干具体的遥感图像处理功能。

2、图象空间增强

2．1 空间增强（Spatial Enhancement）

空间增强技术是利用像元自身及其周围像元的灰度值进行运算，达到增强整个图像之目的。ERDAS IMAGINE 提供的空间增强处理功能如表6.1所列。

表6.1 遥感图像空间增强命令及其功能

2.2卷积增强处理

卷积增强是将整个图像按像元分块进行平均处理，用于改变图像的空间频率特征。卷积处理的关键是卷积算子－系数矩阵的选择。ERDAS将常用的卷积积算子放在default.klb 的文件中，分别以3×3、5×5、7×7三组，每组又包括edge Detect/edge enhance/low pass/Highpass/Horizontal/vertical/summary 等七种不同的处理方式。

具体执行过程如下：

ERDAS图标面板工具条，点击Interpreter/spatial Enhancement/ convolution－打开convolution对话框，并设置如下参数：

2.3纹理分析

纹理分析通过在一定的窗口内进行二次变异分析或三次对称分析，使图像的纹理结构得到增强，具体过程如下：

ERDAS 图板面板工具条中，点击Interpreter/spatial Enhancement/Texture－打开Texture对话框，并设置参数如下：

这一分析方法的关键是确定Window size 的定义操作函数Operator。

3、辐射增强处理：

3.1辐射增强（Radiometric Enhancement）

辐射增强处理是对单个像元的灰度值进行变换达到图像增强的目的。 ERDAS IMAGINE供的辐射增强处理功能如表6.2所列。

表4.2 遥感图像辐射增强命令及其功能

3.2查找表拉抻处理是通过修改图像查找表，使输出图像值发生变化。通过定义，可实现线性拉伸、分段线性拉伸、非线性拉伸等处理。

在ERDAD图标面标工具条中，点出Interpreter/Radiometric Enhancement/LUT Stretch—--打开LUT stretch对话框，并设置参数如下：

其中关建是：点击View/custom Table 进入查找表编辑状态。根据需要修改查找表。

3.3直方图均衡化处理该处理实质上是对图像进行非线性拉伸，重新分配图像像元值，使一定灰度范围内的像元的数量大致相等。

在ERDAS图标面板工具条中，点击Interpreter/Radiometric Enhancement/Histogram Equalization－打开Histogram Equalization对话框,并设置参数如下：

4.光谱增强处理

4.1光谱增强处理是基于多波段数据对每个像元的灰度值进行变换，达到图像增强的目的。ERDSA IMAGINE 提供的光谱增强处理功能如下表所示

表6.3 遥感图像光谱增强命令及其功能

4.2主成份变换是一种常用的数据压缩方法，它可以将具有相关性的多波段数据压缩到完全独立的较少的几个波段上，便于图像分析与解译，具体过程如下：在ERDAS 图标面标工具条中，点击Interpreter/spectral Enhancement/principal Comp－打开principal components对话框,并设置参数