《遥感技术》实验报告终结版

实验一、ERDAS视窗的基本操作

一、实验目的

初步了解目前主流的遥感图象处理软件ERDAS的主要功能模块，在此基础上，掌握视窗操作模块的功能和操作技能，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。

二、实验步骤

1、视窗功能简介

二维视窗（图1-1）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。通过实际操作，掌握视窗菜单的主要功能、视窗工具功能。

图1-1 二维视窗

重点掌握ERDAS图表面板菜单条；ERDAS图表面板工具条；掌握视窗菜单功能和视窗工具功能等基本操作。

2、图像显示操作（Display an Image）

第一步：启动程序（Start Program）

视窗菜单条：File→open→ RasterLayer→Select Layer To Add对话框。

第二步：确定文件（Determine File）

在Select Layer To Add对话框中有File和Raster Option两个选择项，其中File就是用于确定图像文件的，具体内容和操作实例如表。

表1-1 图像文件确定参数

第三步：设置参数（Raster option）

第四步：打开图像（Open Raster Layer）

3、实用菜单操作

了解光标查询功能；量测功能；数据叠加功能；文件信息操作；三维图像操作等。

4、显示菜单操作

掌握文件显示顺序；显示比例；显示变换操作等。

5、矢量菜单操作

矢量菜单操作功能是ERDAS软件将遥感与地理信息系统相结合的一个体现。主要介绍矢量操作的有关命令，这是本次实验的重点掌握内容。

指导学生掌握适量工具面板功能，在此基础上重点掌握矢量文件的生成与编辑。

矢量文件的生成与编辑：

第一步：打开图像文件

第二步：创建图形文件

第三步：绘制图形要素

第四步：保存矢量文件

在此基础上掌握：改变矢量要素形状；调整矢量要素特征；编辑矢量属性数据等有关矢量操作。

6、对影像库中的影像进行辨识，确认传感器类型，并与各传感器的特点相对应。主要包括：TM，SAR，SPOT等，并查看他们的分辨率、波段划分等。

三、实验结果及分析：简述矢量功能在ERDAS中的意义。

该实验使用的数据为Data1中的xs_truecolor_sub.img，实验结果如图1-4所示：

矢量功能在ERDAS中的意义：矢量菜单操作功能是ERDAS IMAGINE将遥感与地理信息系统相结合的一个体现，通过将栅格数据和矢量数据集成在一个系统，可以建立研究区域的完整数据库。在此基础上可以将矢量图层叠加到高精度的最新遥感图像上以对矢量数据进行几何形状和属性的更新，也可以用矢量图层在栅格图像上确定一个感兴趣的区域，以对该区域进行分类、增强等操作

图1-2 矢量操作结果图

四、实验结果及分析：简述不同传感器的卫星影像的特点和目视效果。

图1-3 2007cebersys432波段组合图图1-4 2004spot图像

陆地资源卫星CBERS搭载的传感器可获得2.36m分辨率的全色波段数据，SPOT影像为10m分辨

率多光谱数据。通过目视评价和定量分析，CBERS影像不仅具有良好的光谱特征，而且在空间纹理方面比SPOT影像更细腻、具有更良好的结构；在细节上，同一地物内部像元灰度集中一致。良好的纹理信息在进行图像分类时可以提高分类精度，并可以有效区分具有“同谱异物”特征的地物。此外，CBERS融合影像目视效果良好，可以广泛应用于国土资源调查、森林资源普查、生态环境监测等遥感动态监测工作中。

实验二波段组合与遥感数字图像的裁剪

一、实验目的

了解如何将单波段黑白影像合成为彩色影像，在此基础上，裁剪感兴趣区域，为遥感图像的几何校正等后续实习奠定基础。

二、实验原理

在实际工作中，对遥感图像的处理和分析都是针对多波段图像中的感兴趣区域进行的，所以，我们需要将原始的单波段数据进行组合，一般是取三个波段进行组合（也可以更多），并在多波段图像上进行感兴趣区域的裁剪。

三、实验结果及分析：附裁剪前后对比图，分析裁剪各种方式的不同作用。

图2-2 2007cebers4、3、2组合波段裁剪前图像

图2-2 AOI裁剪图2-3 坐标裁剪

AOI裁剪是不规则分幅裁剪，所裁剪图像的边界范围是任意多边形，无法通过左上角和右下角两点的坐标确定裁剪位置，而必须事先生成一个完整的封闭多边形；坐标裁剪是规则分幅裁剪，所裁剪图像的边界范围是一个矩形，通过左上角和右下角两点的坐标，就可以确定图像的裁剪位置，整个裁剪过程比较简单。

四、试验思考：多波段合成的效果比较。列出你采取了哪些组合，效果差异如何？

图2-4 432波段组合图图2-5 234波段组合图

图2-6 321波段组合图图图2-7 453波段组合图

图2-8 4321波段组合图图图2-9 43215波段组合图波段1为蓝波段，波段2为绿波段，波段3为红波段，是叶绿素的主要吸收波段，波段4为近红外波段，对绿色植物类别差异最敏感，波段5为中红外波段，处于水的吸收带。由图2-4和图2-5可看出进行波段组合时添加波段的顺序不同，组合后得到的结果也不同。432波段组合为标准假彩

色合成，即4、3、2波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像植被成红色，由于突出表现了植被的特征，应用十分广泛。321波段组合为真彩色合成，即3、2、1波段分别赋予红、绿、蓝色，获得自然彩色合成图像，图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，适合于非遥感应用专业人员使用。453波段组合时4、5、3波段分别赋红、绿、蓝色合成的图像，色彩反差明显，层次丰富，而且各类地物的色彩显示规律与常规合成片相似，符合常规片的目视判读习惯。由图2-4和图2-9可看出432波段合成和43215波段合成结果差别不大。

实验三遥感图像的几何校正

一、实验目的

通过实习操作，掌握遥感图像几何校正的基本方法和步骤，深刻理解遥感图像几何校正的意义。

二、实验原理

校正遥感图像成像过程中所造成的各种几何畸变称为几何校正。几何校正就是将图像数据投影到平面上，使其符合地图投影系统的过程。而将地图投影系统赋予图像数据的过程，称为地理参考（Geo-referencing）。由于所有地图投影系统都遵循一定的地图坐标系统，因此几何校正的过程包含了地理参考过程。

几何校正包括几何粗校正和几何精校正。地面接收站在提供给用户资料前，已按常规处理方案与图像同时接收到的有关运行姿态、传感器性能指标、大气状态、太阳高度角对该幅图像几何畸变进行了几何粗校正。利用地面控制点进行的几何校正称为几何精校正。一般地面站提供的遥感图像数据都经过几何粗校正，因此这里主要进行一种通用的精校正方法的实验。该方法包括两个步骤：第一步是构建一个模拟几何畸变的数学模型，以建立原始畸变图像空间与标准图像空间的某种对应关系，实现不同图像空间中像元位置的变换；第二步是利用这种对应关系把原始畸变图像空间中全部像素变换到标准图像空间中的对应位置上，完成标准图像空间中每一像元亮度值的计算。

三、实验结果及分析：（附几何校正比较图，并以定性语言说明几何校正后影像的变化及产生变化的原因）

通过图3-1、图3-2及图3-3的对比可以发现校正后的图像相对于校正前的图像发生了倾斜，河流及道路走势等图像信息发生了变化，像元的坐标也发生了变化，而且变化后的地物特征更加接近参考图像的地物特征。由于遥感平台位置和运动状态的变化、地形的起伏、大气的折射以及地球表面曲率的影响导致遥感影像在几何位置上发生变化，而几何校正减小了这些因素的影响，因此校正后影像相对于校正前发生了变化。