测绘摄影测量毕业设计遥感图像处理
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
⑵自动融合
打开两个待融合影像‘矫正图像’和‘bldr_sp.hdr’直接选择主菜单的Transform下拉菜单的Image Sharpening下的HSV命令（如图41）。并按照图42，图43，图44步骤完成图像的自动完成。并生成图45所示的融合成果像片（在两幅图像有相同地理坐标系统的情况下，该融合方法不需要在融合前需调整两幅图像分辨率一致，尺寸一致，ENVI系统会自动完成这一过程，输出图像的分辨率与高分辨图像保持一致；否则需要对图像进行处理以保证融合的影像地理位置相同，行列数相同）
③在Resize Data Input File窗口下再次点击OK弹出新的Resize Data Parameters窗口，命名为‘裁剪1’保存并生成图像（如图29）。同样在将低光谱高分辨率影像裁剪成同样尺寸大小的图像并命名为‘裁剪2’保存。如图30
图27
图28
图29
图30
3）HSV变换：选择主菜单的Transform下拉菜单的Color Transforms的下拉菜单的RGB to HSV对彩色影像的裁剪1进行HSV变换如图31，图32，图33，完成并生成一个HSV图像。
图15
6)
从ground control points selection中，选择option的Warp File如图16
图16
选择OK后，进行校正参数设置，图像范围，保持校正后图像名为“校正图像”如图17
图17
7
在可用波段中，显示几何校正成果“校正图像”，选择New diplay，加载一个display#3的显示窗口中如图18
3）点击Import中的Import File加入2个需要镶嵌图像如图23
4）点选Pixel Mosaic x 2608窗口中File下拉菜单的Apply进行图像的镶嵌处理如图24
图22图23
图24
5）点选后出现窗口（如图25）将镶嵌后图像命名为“镶嵌图像”并点击OK保存，且会自动弹出镶嵌后的图像窗口Display#4，如图26
点Apply，得出伪彩色合成结果图49
图48图49
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Piecewise Linear,然后根据所需调整如图50，点击Apply得到成果图51
图50
图51
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Gaussian，然后设置拉伸范围15~127，点击Apply效果如图52
图9 图10
③通过鼠标放置在两幅影像的相同地物点上，来添加单独的地面控制点，在Ground Conrtol Points Selection中，点击add point，把地面控制点添加到列表中，至少添加5个地面控制点。如图11
图11
④点击Ground Conrtol Points Selection窗口中的Show List按钮显示刺出的控制点列表，如图12
四、主体内容
1.
ENVI软件是先进、可靠的影像分析工具，并将众多主流的图像处理过程集成到流程化（Workflow）图像处理工具中，进一步提高了图像处理的效率。所以，进行本课题有关的所有的步骤过程都能很好的简便快捷的完成。
2.
1
2
Bldr_tm.img与bldr_sp.hdr
1在ENVI主菜单中，选择File中的Open Image File
三、课题技术路线与软件介绍
运用ENVI4.8软件对图像进行校正、镶嵌、融合和图像增强处理技术。
ENVI是一个完整的遥感图像处理平台，其软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、图像定标、图像增强、纠正、正射校正、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类、基于知识的决策树分类、与GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷达数据处理、三维立体显示分析。是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。
图2图4
图3
图5
图6
图7
5
从ENVI主菜单中，选择Map中Registration中的select GCPs：Image to Image如图8并出现新的窗口Image to Image Registration
图8
②在Image to Image Registration中，点击选择Display#2，作为Base Image，点击Display#1，作为Warp Image如图9，并点击OK按钮进入配准程序进行配准界面如图10
图58
（
点击主菜单中图transform中的Tasseled Cap选择文件“bldr_tm”并设置参数如图59
②点击OK，出现Tasseled Cap Transform Parameters窗口，将图像命名为ZYB-KT（如图60）,点击OK进行图像生成并保存。
③建立Display图形窗口，打开图像查看变换后的图像效果，如图61
ENVI是一个完整的遥感图像处理平台，其软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、图像定标、图像增强、纠正、正射校正、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类、基于知识的决策树分类、与GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷达数据处理、三维立体显示分析等。
通过此次毕业设计，我才真正领略到ENVI软件的功能强大和方便。遥感领域的科学家采用交互式数据语言IDL(Interactive Data Language)开发的一套功能强大的遥感图像处理软件。它是快速、便捷、准确地从影像中提取信息的首屈一指的软件解决方案。这也是在现代测绘中所需要的。
图36
5）图像融合（HSV反变换）：选择主菜单的Transform下拉菜单的Color Transforms的下拉菜单的HSV to RGB对HSV影像和拉伸影像进行融合处理（如图37），在弹出对话框上进行如图38，图39的操作。对融合图像进行生成并保存。生成如图40所示的图像。
图37
图38图39
图40
图54
（
打开2个不同的图像，如校正图像和bldr_sp
然后Display #1主窗口点击Enhance—Histogram matching选择点击OK
如图55，效果图为图56
图55图56
（
在主菜单中分别点击transform中的NDVI弹出如图57。然后选择bldr_tm.img,点击OK
图57
②弹出输出窗口，命名为‘运算图像’点击OK进行混合运算并保存，新建Display图形显示窗口显示生成的图像，如图58
2打开Bldr_tm.img标准影像
3在窗口Available Bands List中选择“RGB Color”对比度清晰的三个波段以显示一幅彩色影像，本人所采用的分别为5、2、1三个波段分别加入到R、G、B三个通道中，显示彩色影像
4点击点击Load Band按钮，将影像加载到新窗口Display#1中
图31
图32图33
图34
图35
4）空间拉伸变换：将灰度影像进行拉伸，以便于彩色影像一同进行RGB变换，选择主菜单的Basic Tools下拉菜单的Stretch Date（如图34），弹出窗口选择灰度影像‘裁剪2’如图35，点击OK，出现如图36窗口，并填写相应数据。命名‘拉伸图像’进行保存并生成图像。
2.
1）掌握遥感图像几何校正的一般步骤和过程。重点是如何进行控制点采集。
2）掌握利用遥感软件进行多波段遥感图像的几何校正、镶嵌、融合过程，并能够完成遥感图像增强处理。重点是如何根据需要合成遥感图像，难点是对图像增强功能的综合运用。
二、本组课题及本人任务
遥感图像处理，遥感软件进行多波段遥感图像的几何校正、镶嵌、融合过程并能够完成图像增强处理。
附录..................................................................................................................29
遥感图像处理
一、设计的目的与任务
1
本次毕业设计是在专业课程《摄影测量学基础》与《遥感原理与应用》结束之后进行的，主要是对学生课堂所学的理论知识，对所学知识进行一次综合性实践和应用，初步掌握设计的方法和过程，掌握运用所学知识处理和解决摄影测量与遥感生产实际问题的方法和技巧。通过毕业设计，培养理论联系实际、综合分析问题、解决问题的能力，掌握科学实验方法，基本和专业的测绘操作技能。
上述步骤所达到的效果如图1所示
图1
从ENVI主菜单中，选择Map中Customize Map Projections，定义坐标系根据图2，图3，图4，图5操作，即可定义新的坐标系
在可用波段列表中，右键map info选择Edit Map Information如图6
出现对话框后，点击“Change projection”，修改坐标信息，选择刚刚建立好的北京54坐标系，点击OK.如图7
图59
图60图61
五、心得体会
作为一名测绘专业的毕业，我觉得做遥感毕业设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的毕业设计就为我们提供了良好的实践平台。
图18
在主影像窗口菜单中，选择tools中cursor location/value，或者主影像窗口直接右键选择cursor location/value也可以查看如图19
图19
3.
1）选择好两个已Hale Waihona Puke Baidu经过几何校正的图像如图20
图20
图21
2）在主菜单中的Map中选择Mosaicking中的Pixel Based（如图21），点选后弹出图像镶嵌窗口（如图22）
图52
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Equalization拉伸范围设置在15~137点击Apply，如图53
图53
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Square Root输入最小值15最大值165然后点击Apply如图54
图25图26
4.
图像融合分手动融合和自动融合
⑴手动融合：
1）打开融合的两个文件，将经校正的低分辨率多光谱图像即‘校正图像’显示在Display#1中，将低光谱高分辨率影像即bldr_sp.hdr显示在Display #2中。
2）图像裁剪和重采样：将两幅图像分别进行剪切，以更改成同样的大小和分辨率，以方便后面的图像变换以及拉伸和融合处理。
①选择主菜单上的Basic Tools下拉菜单的Resize Data (Spatial/Spectral)如图27
②在上部弹出的Resize Data Input File窗口中选择一个图像然后点击Spatial Subest按钮弹出Select Spatial Subest窗口，更改图像属性信息（如图28）后点击OK
图41
图42
图43
图44
图45
5.
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Linear，然后根据图像情况进行拉伸调整，图像暗与亮调整如图46
通过空间域增加图像黑白对比能突出地物如图47
图46
图47
（
打开前面所做过几何修正的遥感图像“校正图像”，在显示窗口选择Overlay中的Density Slice，然后设置MIN值和MAX值如图48
图12
⑤点选上图窗口上的Options下拉菜单的Order Points by Error选项计算刺点精度并排序，选择精度较低的点位按Delete删除，直到精度都符合要求。如图13，图14
图13图14
7保持地面控制点坐标：从Ground control points selection中，选择File中的Save GCPs to ASCII，输入文件名zybcd.txt，如图15
5在窗口Available Bands List中点击Display#1按钮，并从下拉式菜单中选择New Display生成新的显示窗口Display#2
6在窗口Available Bands List中点击File下拉菜单中的Open Image File，选择bldr_sp.hdr文件打开，选中并点击Load Band按钮将校正影像加载到一个新的显示窗口Display#2中
打开两个待融合影像‘矫正图像’和‘bldr_sp.hdr’直接选择主菜单的Transform下拉菜单的Image Sharpening下的HSV命令（如图41）。并按照图42，图43，图44步骤完成图像的自动完成。并生成图45所示的融合成果像片（在两幅图像有相同地理坐标系统的情况下，该融合方法不需要在融合前需调整两幅图像分辨率一致，尺寸一致，ENVI系统会自动完成这一过程，输出图像的分辨率与高分辨图像保持一致；否则需要对图像进行处理以保证融合的影像地理位置相同，行列数相同）
③在Resize Data Input File窗口下再次点击OK弹出新的Resize Data Parameters窗口，命名为‘裁剪1’保存并生成图像（如图29）。同样在将低光谱高分辨率影像裁剪成同样尺寸大小的图像并命名为‘裁剪2’保存。如图30
图27
图28
图29
图30
3）HSV变换：选择主菜单的Transform下拉菜单的Color Transforms的下拉菜单的RGB to HSV对彩色影像的裁剪1进行HSV变换如图31，图32，图33，完成并生成一个HSV图像。
图15
6)
从ground control points selection中，选择option的Warp File如图16
图16
选择OK后，进行校正参数设置，图像范围，保持校正后图像名为“校正图像”如图17
图17
7
在可用波段中，显示几何校正成果“校正图像”，选择New diplay，加载一个display#3的显示窗口中如图18
3）点击Import中的Import File加入2个需要镶嵌图像如图23
4）点选Pixel Mosaic x 2608窗口中File下拉菜单的Apply进行图像的镶嵌处理如图24
图22图23
图24
5）点选后出现窗口（如图25）将镶嵌后图像命名为“镶嵌图像”并点击OK保存，且会自动弹出镶嵌后的图像窗口Display#4，如图26
点Apply，得出伪彩色合成结果图49
图48图49
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Piecewise Linear,然后根据所需调整如图50，点击Apply得到成果图51
图50
图51
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Gaussian，然后设置拉伸范围15~127，点击Apply效果如图52
图9 图10
③通过鼠标放置在两幅影像的相同地物点上，来添加单独的地面控制点，在Ground Conrtol Points Selection中，点击add point，把地面控制点添加到列表中，至少添加5个地面控制点。如图11
图11
④点击Ground Conrtol Points Selection窗口中的Show List按钮显示刺出的控制点列表，如图12
四、主体内容
1.
ENVI软件是先进、可靠的影像分析工具，并将众多主流的图像处理过程集成到流程化（Workflow）图像处理工具中，进一步提高了图像处理的效率。所以，进行本课题有关的所有的步骤过程都能很好的简便快捷的完成。
2.
1
2
Bldr_tm.img与bldr_sp.hdr
1在ENVI主菜单中，选择File中的Open Image File
三、课题技术路线与软件介绍
运用ENVI4.8软件对图像进行校正、镶嵌、融合和图像增强处理技术。
ENVI是一个完整的遥感图像处理平台，其软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、图像定标、图像增强、纠正、正射校正、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类、基于知识的决策树分类、与GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷达数据处理、三维立体显示分析。是处理、分析并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。
图2图4
图3
图5
图6
图7
5
从ENVI主菜单中，选择Map中Registration中的select GCPs：Image to Image如图8并出现新的窗口Image to Image Registration
图8
②在Image to Image Registration中，点击选择Display#2，作为Base Image，点击Display#1，作为Warp Image如图9，并点击OK按钮进入配准程序进行配准界面如图10
图58
（
点击主菜单中图transform中的Tasseled Cap选择文件“bldr_tm”并设置参数如图59
②点击OK，出现Tasseled Cap Transform Parameters窗口，将图像命名为ZYB-KT（如图60）,点击OK进行图像生成并保存。
③建立Display图形窗口，打开图像查看变换后的图像效果，如图61
ENVI是一个完整的遥感图像处理平台，其软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、图像定标、图像增强、纠正、正射校正、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类、基于知识的决策树分类、与GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷达数据处理、三维立体显示分析等。
通过此次毕业设计，我才真正领略到ENVI软件的功能强大和方便。遥感领域的科学家采用交互式数据语言IDL(Interactive Data Language)开发的一套功能强大的遥感图像处理软件。它是快速、便捷、准确地从影像中提取信息的首屈一指的软件解决方案。这也是在现代测绘中所需要的。
图36
5）图像融合（HSV反变换）：选择主菜单的Transform下拉菜单的Color Transforms的下拉菜单的HSV to RGB对HSV影像和拉伸影像进行融合处理（如图37），在弹出对话框上进行如图38，图39的操作。对融合图像进行生成并保存。生成如图40所示的图像。
图37
图38图39
图40
图54
（
打开2个不同的图像，如校正图像和bldr_sp
然后Display #1主窗口点击Enhance—Histogram matching选择点击OK
如图55，效果图为图56
图55图56
（
在主菜单中分别点击transform中的NDVI弹出如图57。然后选择bldr_tm.img,点击OK
图57
②弹出输出窗口，命名为‘运算图像’点击OK进行混合运算并保存，新建Display图形显示窗口显示生成的图像，如图58
2打开Bldr_tm.img标准影像
3在窗口Available Bands List中选择“RGB Color”对比度清晰的三个波段以显示一幅彩色影像，本人所采用的分别为5、2、1三个波段分别加入到R、G、B三个通道中，显示彩色影像
4点击点击Load Band按钮，将影像加载到新窗口Display#1中
图31
图32图33
图34
图35
4）空间拉伸变换：将灰度影像进行拉伸，以便于彩色影像一同进行RGB变换，选择主菜单的Basic Tools下拉菜单的Stretch Date（如图34），弹出窗口选择灰度影像‘裁剪2’如图35，点击OK，出现如图36窗口，并填写相应数据。命名‘拉伸图像’进行保存并生成图像。
2.
1）掌握遥感图像几何校正的一般步骤和过程。重点是如何进行控制点采集。
2）掌握利用遥感软件进行多波段遥感图像的几何校正、镶嵌、融合过程，并能够完成遥感图像增强处理。重点是如何根据需要合成遥感图像，难点是对图像增强功能的综合运用。
二、本组课题及本人任务
遥感图像处理，遥感软件进行多波段遥感图像的几何校正、镶嵌、融合过程并能够完成图像增强处理。
附录..................................................................................................................29
遥感图像处理
一、设计的目的与任务
1
本次毕业设计是在专业课程《摄影测量学基础》与《遥感原理与应用》结束之后进行的，主要是对学生课堂所学的理论知识，对所学知识进行一次综合性实践和应用，初步掌握设计的方法和过程，掌握运用所学知识处理和解决摄影测量与遥感生产实际问题的方法和技巧。通过毕业设计，培养理论联系实际、综合分析问题、解决问题的能力，掌握科学实验方法，基本和专业的测绘操作技能。
上述步骤所达到的效果如图1所示
图1
从ENVI主菜单中，选择Map中Customize Map Projections，定义坐标系根据图2，图3，图4，图5操作，即可定义新的坐标系
在可用波段列表中，右键map info选择Edit Map Information如图6
出现对话框后，点击“Change projection”，修改坐标信息，选择刚刚建立好的北京54坐标系，点击OK.如图7
图59
图60图61
五、心得体会
作为一名测绘专业的毕业，我觉得做遥感毕业设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专业基础课理论知识运用到实践中去呢？我想做类似的毕业设计就为我们提供了良好的实践平台。
图18
在主影像窗口菜单中，选择tools中cursor location/value，或者主影像窗口直接右键选择cursor location/value也可以查看如图19
图19
3.
1）选择好两个已Hale Waihona Puke Baidu经过几何校正的图像如图20
图20
图21
2）在主菜单中的Map中选择Mosaicking中的Pixel Based（如图21），点选后弹出图像镶嵌窗口（如图22）
图52
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Equalization拉伸范围设置在15~137点击Apply，如图53
图53
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Square Root输入最小值15最大值165然后点击Apply如图54
图25图26
4.
图像融合分手动融合和自动融合
⑴手动融合：
1）打开融合的两个文件，将经校正的低分辨率多光谱图像即‘校正图像’显示在Display#1中，将低光谱高分辨率影像即bldr_sp.hdr显示在Display #2中。
2）图像裁剪和重采样：将两幅图像分别进行剪切，以更改成同样的大小和分辨率，以方便后面的图像变换以及拉伸和融合处理。
①选择主菜单上的Basic Tools下拉菜单的Resize Data (Spatial/Spectral)如图27
②在上部弹出的Resize Data Input File窗口中选择一个图像然后点击Spatial Subest按钮弹出Select Spatial Subest窗口，更改图像属性信息（如图28）后点击OK
图41
图42
图43
图44
图45
5.
（
先打开一个单波段图像“bldr_sp”然后点击Enhance中Interactive stretching—stretch type—Linear，然后根据图像情况进行拉伸调整，图像暗与亮调整如图46
通过空间域增加图像黑白对比能突出地物如图47
图46
图47
（
打开前面所做过几何修正的遥感图像“校正图像”，在显示窗口选择Overlay中的Density Slice，然后设置MIN值和MAX值如图48
图12
⑤点选上图窗口上的Options下拉菜单的Order Points by Error选项计算刺点精度并排序，选择精度较低的点位按Delete删除，直到精度都符合要求。如图13，图14
图13图14
7保持地面控制点坐标：从Ground control points selection中，选择File中的Save GCPs to ASCII，输入文件名zybcd.txt，如图15
5在窗口Available Bands List中点击Display#1按钮，并从下拉式菜单中选择New Display生成新的显示窗口Display#2
6在窗口Available Bands List中点击File下拉菜单中的Open Image File，选择bldr_sp.hdr文件打开，选中并点击Load Band按钮将校正影像加载到一个新的显示窗口Display#2中