遥感原理实验报告2遥感图像处理

《遥感原理》

实验报告

实验名称：遥感图像处理

专业：地理信息科学

学号：

姓名：

指导老师：

1、实验目的

（1）了解彩色的基本特性和相互关系；掌握三原色及其互补色，掌握加色法；

（2）学习掌握图像直方图变化与图像亮度变化的关系；掌握图像线性拉伸的方法和过程；

（3）理解遥感图像彩色合成的基本原理；掌握选用不同的合成方案产生不同的合成效果的方法，从而达到突出不同目标地物的目的；

（4）了解空间滤波的操作过程和空间滤波对图像产生的效果；

（5）了解并掌握K-L变换的过程和方法；进一步理解K-L变换产生的处理效果和处理意义；

（6）了解和掌握缨帽变换的过程和处理效果；

（7）了解和掌握彩色空间变换的过程和方法。

2、实验材料

Photoshop CS6、ENVI5.1、CAI软件和光盘文件

3、实验内容与过程

3.1 遥感图像的光学合成原理

彩色的基本特性：明度、色调和饱和度为彩色的基本特性。明度是指色彩的明亮程度，是人眼对光源或物体明亮程度地感觉，彩色光亮度越高，人眼感觉就越明亮，即有较高的明度。明度的高低取决于光源光强及物体表面对光的反射率。色调是色彩彼此相互区分的特性，色调取决于光源的光谱组成和物体表面的光谱反射特性。饱和度是色彩纯洁性，取决于物体表面反射光谱的选择性程度，反射性光谱越窄，即光谱的选择性越强，彩色的饱和度就越高。明度、色调和饱和度三者的关系可以用颜色立体来表述。非彩色，即黑白色只用明度描述，不使用色调、饱和度。

红橙黄绿青蓝紫各种颜色组成彩图。在遥感上，彩色图比非彩色图较易识别地物。白色、黑色和各种灰色组成黑白图象，当物体对可见光的各个波长的反射无选择性时，表现为黑色或灰色。

3.2 遥感图像的线性拉伸

打开ENVI>点击菜单栏的“Custom Stretch”按钮>选择”Linear”等进行线性拉伸；

或者直接在菜单栏上选择“Linear”“Linear2%”“Linear5%”原图：

线性拉伸后：

Linear:

Linear 1%:

当拉伸效果为1%时，显示效果得到了很大改善。

随着Linear的%从0到1，Stretch R G B 的范围相应减小，而图像显示效果也更加明显。

3.3 图像直方图变化与图像亮度变化的关系

3.3.1利用Photoshop软件

在Photoshop软件中，有多个模块可进行图像增强处理，本实习以如下两个模块进行图像的拉伸：

（1）应用“色阶”模块进行直方图的拉伸

说明：通过将“色阶”输入滑块移到直方图两端的第一组像素上，也可以设置图像中的高光和暗调。这样做是将这些像素（即每个通道中的最暗和最亮像素）映射为黑色和白色，以扩大图像的色调范围。其他通道中的相应像素会按比例进行调整以避免改变色彩平衡。

a. 进入Photoshop界面；

b. 从主菜单”文件”>”打开”，选择实习CAI中“实习图像”目录下的“B.BMP”并打开文件，屏幕上则显示出B的图像；

c. 从菜单“图像”>“调整”>“色阶”，进入色阶对话框，“色阶”对话框显示的是所打开图像的直方图，直方图整体偏向较暗的一侧，因为B.BMP为单通道图像，对话框中“通道”框为“RGB”，“输入色阶”框为“0”、“1.00”、和“255”；

d. 将直方图下面的滑块向左拖移，拖移时，“输入色阶”框中的数字会发生变化，使其变成“2.03”，图像被整体拉伸了；

e. 点击“确定”按钮

f. 从菜单“文件”>“储存为”，输入文件名为“A”，并单击“保存”；

g. 从菜单“图像”>“调整”>”色阶”观察图像直方图的变化。

（2）应用“曲线”模式进行图像拉伸

说明：与“色阶”一样，“曲线”允许调整图像的色调范围。但是它不是只使用三个变量（高光、暗调和中间调）来进行调整的，也可以调整0~255范围内的任意点，同时又可保持15个其他值不变。也可以使用“曲线”对话框中的“任意图”选项，通过拖移来绘制一个色调曲线，此功能产生出多种有趣的色调和色彩效果。

a. 进入Photoshop主界面；

b. 从主菜单“文件”>“打开”，选择“实习图像”目录下的B.BMP图像并打开文件，屏幕上则显示出B图像；

c. 从菜单“图像”>“调整”>“曲线”，进入“曲线”对话框，对话框显示的是输入与输出图像的色调变换曲线，将曲线左侧（第一个网格的右上角）向上提，移动曲线，观察图像变化。

原图：

变化后：

可以观察到：当把左下角的曲线向上提之后，图像明显变亮，从而产生对比度变化，图像因此产生不同的色调和色彩效果。

3.3.2 利用ENVI

第一步：对影像进行Decorrelation Stretch转换，即色彩拉伸，具体步骤如下。

第二步：将完成好的影像与原始图像进行对比，对比图如下。

第三步：对影像进行图片拉伸，具体步骤和对比图如下。

第四步：对影像进行饱和度拉伸，具体步骤和对比图如下。

3.4遥感图像增强中彩色合成

对影像进行synthesis color转换，即彩色合成，具体步骤如下。

图像对比如下：

3.4 遥感图像变换中滤波

对软件进行filter即滤波的处理实习，具体步骤如下。

第一步，打开右侧Toolbox工具栏里的Filter工具栏，选择Convolutions and Morphology Tool卷积工具

第二步，选择Convolution中的Median中值滤波选项

处理前后图像对比如下：

3.5 遥感图像变换中主成分分析（K-L变换）

对软件进行K-L变换，具体步骤如下：

打开Toolbox工具栏中的Transform，然后选择PCA Rotation中的Forward PCA Rotation new statistics and rotate选项