ERDAS遥感数字图像处理实验教程

前言 1

第一章 ERDAS IMAGINE应用基础 1

1.1 遥感数字图像处理概述 1

1.1.1 遥感数字图像 1

1.1.2 遥感数字图像处理 2

1.1.3 遥感图像处理软件 3

1.2 ERDAS数据格式 5

1.2.1 通用二进制数据格式 5

1.2.2 IMG格式 7

1.3 ERDAS IMAGINE图标面板 8

1.4 数据显示基本功能 9

1.4.1 视窗功能简介 9

1.4.2 File菜单操作 10

1.4.3 文件显示顺序 13

1.4.4 显示比例操作 14

1.4.5 显示变换操作 14

1.4.6 叠加显示操作 15

1.5 数据信息查询 16

1.5.1 光标查询功能 16

1.5.2 量测功能 17

1.5.3 图像信息显示 18

1.6 常用遥感影像数据格式简介及输入方式 19

1.6.1 Landsat-5图像数据简介 20

1.6.2 SPOT-5图像数据简介 22

1.6.3 MODIS图像数据简介 23

1.6.4 IKONOS图像数据简介 23

第二章 数据预处理 25

2.1 图像校正 25

2.1.1 图像几何校正的一般步骤 25

2.1.2 图像几何校正的计算模型 27

2.1.3 多项式校正 28

2.1.4 数字正射校正 36

2.2 图像拼接 42

2.2.1 图像拼接功能简介 43

2.2.2 多波段图像拼接 45

2.2.3 剪切线拼接 48

2.3 图像投影变换 52

2.4 图像分幅裁剪 53

2.4.1 规则分幅 53

2.4.2 不规则分幅 55

2.5 图像融合 56

2.6 图像命令基本功能 57

2.6.1 图像命令工具简介 57

2.6.2 常用图像命令功能操作简介 58

2.7 实例与练习：数据更新变换 63

2.7.1 背景 63

2.7.2 目的 63

2.7.3 数据 63

2.7.4 要求 63

2.7.5 实验步骤 64

第三章 图像增强 66

3.l 辐射增强 67

3.1.1 查找表拉伸 67

3.1.2 直方图均衡化 69

3.1.3 直方图匹配 71

3.1.4 亮度反转 74

3.1.5 去霾处理 75

3.1.6 降噪处理 76

3.1.7 去条带处理 77

3.2 空间域增强 78

3.2.1 卷积增强 78

3.2.2 锐化增强 81

3.2.3 非定向边缘检测 82

3.2.4 聚焦分析 83

3.2.5 纹理分析 84

3.2.6 自适应滤波 86

3.2.7 统计滤波 87

3.3 频率域增强 88

3.3.1 傅里叶变换 88

3.3.2 傅里叶逆变换 96

3.4 代数运算 97

3.4.1 算术运算 97

3.4.2 归一化指数 99

3.5 主成分变换 102

3.6 缨帽变换 103

3.7 色彩增强 105

3.8 实例与练习 105

3.8.1 DEM数据与遥感影像复合 105

3.8.2 基于主成分分析的遥感图像模拟真彩色融合 109

第四章 图像分类 113

4.1 非监督分类 114

4.1.1 分类过程 114

4.1.2 分类评价 116

4.2 监督分类 118

4.2.1 定义分类模板 120

4.2.2 评价分类模板 124

4.2.3 监督分类 128

4.2.4 评价分类结果 129

4.3 分类后处理 132

4.3.1 聚类统计 132

4.3.2 过滤分析 133

4.3.3 去除分析 133

4.3.4 分类重编码 134

4.4 专家分类系统 135

4.4.1 知识工程师 135

4.4.2 知识分类器 143

4.5 实例与练习：某地区的遥感影像分类 144

第五章 高光谱图像处理 151

5.1 归一化处理 152

5.2 数值调整 154

5.3 相对反射 156

5.3.1 内在平均相对反射 157

5.3.2 自动相对反射 157

5.4 对数残差 159

5.4.1 对数残差 159

5.4.2 自动对数残差 160

5.5 均值 161

5.5.1 光谱均值 161

5.5.2 像元均值 163

5.6 剖面 164

5.6.1 光谱剖面 165

5.6.2 空间剖面 166

5.6.3 三维空间剖面 167

5.7 信噪比 169

5.8 光谱库 170

第六章 雷达图像处理 171

6.1 基本功能 171

6.1.1 斑点噪声消除 171

6.1.2 边缘增强处理 174

6.1.3 图像增强 176

6.1.4 纹理结构分析 181

6.1.5 图像亮度调整 181

6.2 正射雷达图像校正 183

6.2.1 地理编码SAR图像 183

6.2.2 正射校正SAR图像 186

6.2.3 使用GCP射校正SAR图像 188

6.2.4 对比OrthoRadar正射校正效果 193

6.3 利用立体SAR影像建立DEM 194

6.3.1 新建StereoSAR DEM工程 195

6.3.2 输入设置 196

6.3.3 获取图像子集 199

6.3.4 消除斑点噪声的影响 200

6.3.5 第一次像元降级处理 201

6.3.6 配准 202

6.3.7 图像匹配 207

6.3.8 第二次像元降级处理 209

6.3.9 生成DEM 209

6.4 利用雷达干涉测量方法生成DEM 212

6.4.1 创建IMAG INE1FSAR DEM工程 212

6.4.2 输入设置 213

6.4.3 图像配准 214

6.4.4 Interfere操作 223

6.4.5 相位解缠操作 226

6.4.6 高程生成操作 227

第七章 空间分析 231

7.l 地形分析 231

7.1.1 坡度 231

7.1.2 坡向 232

7.1.3 高程分带 233

7.1.4 地形阴影 234

7.1.5 地形渲染图 236

7.1.6 地形校正 237

7.1.7 等高线生成 238

7.1.8 可视域分析 239

7.1.9 DEM高程单位转换 240

7.l.10 浮雕生成工具 241

7.2 GIS分析 242

7.2.1 邻域分析 242

7.2.2 叠加分析 243

7.2.3 指标分析 245

7.2.4 查找分析 247

7.2.5 矩阵分析 247

7.2.6 归纳分析 249

7.2.7 区域统计 251

7.2.8 重编码 251

7.3 实用工具 252

7.3.1 变化检测 252

7.3.2 图像掩膜 254

7.3.3 提取子集 255

7.3.4 函数分析 256

7.3.5 代数运算 257

7.3.6 色彩聚类 258

7.3.7 数值调整 258

7.3.8 图层组合 259

7.3.9 重投影 259

7.3.10 矢量栅格转换 260

7.4 实例与练习 261

7.4.1 提取山顶点 261

7.4.2 计算退耕还林还草面积 263

第八章 光谱分析 267

8.1 光谱分析基本理论 267

8.2 光谱分析工作站 269

8.3 异常检测 272

8.3.1 简单异常检测 272

8.3.2 坏波段检测 274

8.4 目标探测 276

8.4.1 简单目标探测 277

8.4.2 使用光谱库信号的目标探测 278

8.4.3 光谱子集 283

8.5 物质识别 286

8.5.1 简单物质识别 286

8.5.2 使用光谱子集工具 290

8.6 最小噪声比率变换 293

8.6.1 自动模式 294

8.6.2 交互模式 297

8.7 大气校正 300

8.7.1 IARR工具 300

8.7.2 编辑平场 303

8.7.3 经验线性法 306

8.7.4 估算结果 310

第九章 空间建模及批处理 317

9.1 空间建模的基本概念 317

9.1.1 ERDAS IMAGINE 9.1空间建模工具组成 317

9.1.2 图形模型的基本类型及形成过程 318

9.1.3 图形模型的形成过程 319

9.2 模型生成器 319

9.2.1 启动ERDAS IMAGINE 9.1空间建模模块 319

9.2.2 模型生成器 320

9.3 实例与练习 328

9.3.1 建模思路 328

9.3.2 操作流程图 328

9.3.3 具体操作 328

9.4 批处理操作 334

9.4.1 批处理功能介绍 334

9.4.2 批处理操作过程 335

第十章 立体分析 344

10.1 基础理论 344

10.1.1 立体分析概述 344

10.1.2 坐标系统 347

10.1.3 内定向 348

10.1.4 外定向 349

10.1.5 共线方程 350

10.1.6 空间前方交会 350

10.l.7 立体模型和视差 351

10.1.8 三维浮动光标和要素采集 353

10.2 建立DSM表面 355

10.2.1 概述 355

10.2.2 环境设置 356

10.2.3 加载立体分析数据 356

10.2.4 打开左航片 356

10.2.5 添加第二张影像 357

10.3 三维信息测量 364

10.3.1 环境设置 364

10.3.2 打开块文件 364

10.3.3 打开立体像对选择器 366

10.3.4 进行三维测量 367

10.3.5 保存测量结果 376

10.4 实例与练习：三维环境下的立体测量 377

10.4.1 问题描述 377

10.4.2 环境设置 377

10.4.3 创建新的要素项目 378

10.4.4 采集建筑要素 382

第十一章 虚拟GIS 392

11.1 虚拟GIS简介 392

11.2 虚拟GIS工程 393

11.2.1 创建虚拟GIS工程 393

11.2.2 编辑VirtualGIS视景 396

11.2.3 叠加GIS要素层 402

11.3 虚拟GIS导航 415

11.3.1 设置导航模式 415

11.3.2 虚拟GIS漫游 416

11.4 虚拟GIS飞行 417

11.5 三维动画制作 423

11.5.1 二维飞行记录 423

11.5.2 三维动画工具 424

11.6 空间视域分析 425

11.6.1 视域分析数据准备 425

11.6.2 生成多层视域数据 427

11.6.3 虚拟世界视域分析 430

11.7 实例与练习：三维场景制作 433

第十二章 矢量功能及专题地图制作 437

12.1 矢量显示 437

12.1.1 图形显示操作 437

12.1.2 矢量要素符号化显示 438

12.2 特征选取与查询 439

I2.2.1 查看选择特征属性 439

12.2.2 特征选取 440

12.3 矢量数据编辑 442

12.3.1 建立矢量要素 442

12.3.2 修改矢量数据 442

12.3.3 删除矢量要素 443

12.4 矢量图层生成与编辑 443

12.4.1 生成矢量图层 444

12.4.2 由ASCII文件生成点图层 447

12.4.3 镶嵌多边形矢量图层 447

12.4.4 生成矢量图层的子集 448

12.4.5 创建拓扑 449

12.5 矢量图层管理 451

12.5.1 图层管理 451

12.5.2 矢栅转换 453

12.6 专题地图编辑 456

12.6.1 专题地图编辑器功能 456

12.6.2 专题地图编辑过程 456

12.7 系列地图编辑工具 462

12.7.1 系列地图编辑功能 462

12.7.2 系列地图输出编辑与保存 463

12.8 专题地图输出 464

12.9 实例与练习：某区域遥感专题地图制作 465

主要参考文献 471