任務(wù)3.3 遙感影像的光譜增強

項目3遙感影像增強任務(wù)3-3遙感影像的光譜增強遙感影像的增強

遙感影像的增強遙感影像的增強：遙感影像在獲取的過程中由于受到大氣的散射、反射、折射或者天氣等的影響，致使獲得的遙感影像對比度不夠、遙感影像模糊，所需信息不夠突出，或者遙感影像的波段較多，數(shù)據(jù)較大。

因此，要求對遙感影像進行增強處理，以改善遙感影像質(zhì)量，突出所需信息，增加遙感影像可辨識度、可讀性，壓縮數(shù)據(jù)。遙感影像增強方法主要有輻射增強、空間增強和光譜增強等。遙感影像的光譜增強的操作步驟

遙感影像的光譜增強的概念、方法目錄

CONTENT任務(wù)3-3遙感影像的光譜增強遙感影像的光譜增強的概念、方法/01

1.遙感影像的光譜增強—概念、方法遙感影像的光譜增強：遙感影像的光譜增強是基于多波段的遙感數(shù)據(jù)對波段進行變換以達到遙感影像增強處理的目的。遙感影像光譜增強的主要方法：主成分變換、色彩空間變換、纓帽變換、代數(shù)運算、色彩增強等。

1.1主成分變換主成分變換（PrincipalComponentAnalysis），又稱為K-L變換，是一種線性變換方法，主要用于數(shù)據(jù)的壓縮和信息的增強。主成分分析是將一個遙感影像分解為一組主要成分的和，計算每個主成分占總量的百分數(shù)，百分數(shù)的大小反應(yīng)了圖中不同部分的相關(guān)性，按百分數(shù)的大小排序，選取最大的一個或者幾個主成分，則恢復(fù)后的遙感影像相關(guān)性好；如果選取最小的一個或者幾個主成分，則遙感影像恢復(fù)后相關(guān)性差。

1.2歸一化植被指數(shù)不同綠色植物對不同波長的吸收率不同，光線照射在植被上的時候，近紅外波段的光大部分被植被反射，而可見光波段的光則大部分被植物吸收，以地表覆被對不同波段光譜的吸收及反射差異來反映土地覆被的“綠度”，植被指數(shù)是遙感測定地面植被生長和分布的一種方法，常用的為標(biāo)準(zhǔn)差植被指數(shù)，又叫歸一化植被指數(shù)（NormalizedDifferenceVegetationIndex，NDVI）。歸一化植被指數(shù)定義為：NDVI=(IR-R)/(IR+R)其中，IR為多波段遙感遙感影像中的近紅外（infrared）波段，R為紅波段。

1.3纓帽變換纓帽變換是一種線性變換的方法，纓帽轉(zhuǎn)換旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的空間，旋轉(zhuǎn)之后的坐標(biāo)所指的方向與地物有密切的關(guān)系，特別是與植物生長和土壤有關(guān)。纓帽變換既可以實現(xiàn)信息的壓縮，又可以幫助解譯分析農(nóng)作物的特征，具有實際應(yīng)用的意義。目前，纓帽變換主要用于MSS和TM等的遙感影像的變換。

1.4色彩變換將圖像從紅（R）綠（G）藍（B）彩色空間轉(zhuǎn)換到亮度（I）、色度（H）、飽和度（S）彩色空間。遙感影像的光譜增強的操作步驟/02通過對遙感影像進行光譜增強處理，引導(dǎo)學(xué)生熟練掌握利用ERDASIMAGINE進行卷積增強、銳化增強、非定向邊緣增強、紋理分析、自適應(yīng)濾波等空間增強方法，有目的地突出、或者去除遙感影像上某些特征，便于對遙感影像的分析解譯。

2.遙感影像的光譜增強實施（一）打開主成分變換對話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點擊【SpectralEnhancement】→【PrincipalComponents】，如圖3.33所示。（二）輸入輸出設(shè)置打開【PrincipalComponents】對話框，如圖3.34所示。輸入文件（InputFile）：輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\shanxi.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\任務(wù)實施3-3\results\principal.img”

2.1主成分變換（三）參數(shù)設(shè)置1.數(shù)據(jù)類型【DataType】顯示主成分變換遙感影像的數(shù)據(jù)類型及設(shè)置主成分變換后輸出遙感影像的數(shù)據(jù)類型，例子中，主成分變換遙感影像的數(shù)據(jù)類型為Unsigned8bit，輸出遙感影像數(shù)據(jù)類型設(shè)置為Unsigned8bit。2.坐標(biāo)類型【CoordinateType】選擇Map，坐標(biāo)類型為地圖類型。3.處理范圍定義【SubsetDefinition】為直方圖均衡化處理的范圍：默認為整幅遙感影像的范圍，也可在ULX、ULY、URX、URY中輸入數(shù)值來設(shè)定直方圖均衡化的范圍，或者用查詢框（InquireBox）設(shè)定處理的范圍。4.數(shù)據(jù)源來自查詢框【FromInquireBox】按鈕用視窗遙感影像中的查詢框（InquireBox）來指定主成分變換的區(qū)域，在不使用該功能時，則默認為整幅圖變換。

2.1主成分變換5.輸出選項【OutputOptions】輸出文件復(fù)選框，選中StretchtoUnsigned8bit表示將數(shù)據(jù)拉伸到0～255，選中【IgnoreZeroinStats】復(fù)選框表示在進行主成分分析的數(shù)據(jù)統(tǒng)計中忽略0值。6.特征矩陣【EigenMatrix】特征矩陣輸出設(shè)置，選中ShowinSessionLog復(fù)選框表示需要在運行日志中顯示。選中Writetofile復(fù)選框表示需要寫入特征矩陣文件中，在對應(yīng)的OutputTextFile中輸入保存特征矩陣文件的路徑和文件名，本例子中命名為principal.img。7.特征數(shù)據(jù)【EigenValue】特征數(shù)據(jù)輸出設(shè)置，選中【ShowinSessionLog】復(fù)選框表示需要在運行日志中顯示；選中【W(wǎng)ritetofile】復(fù)選框表示需要寫入特征矩陣文件中，在對應(yīng)的OutputTextFile中輸入保存特征矩陣文件的路徑和文件名，本例子中默認命名為shanxi。

2.1主成分變換圖3.35主成分變換結(jié)果，原圖（左），處理后（右）8.需要的成分數(shù)量【NumberofComponentsDesired】設(shè)置需要的成分數(shù)量，在下拉菜單中選擇3。9.進行主成分變換：單擊【OK】按鈕，進行主成分變換（PrincipalComponents）處理。主成分變換結(jié)果如圖3.35所示。（一）打開歸一化植被指數(shù)運算對話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點擊【SpectralEnhancement】→【Indices】，如圖3.36所示。（二）輸入輸出設(shè)置打開【Indices】對話框，如圖3.37所示。輸入文件（InputFile）：輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\shanxi.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\任務(wù)實施3-3\results\indices.img”（三）參數(shù)設(shè)置1.傳感器【Sensor】輸入山西林職院試驗林場SPOT遙感影像時，傳感器選項自動選擇為SPOTXS/XI。2.坐標(biāo)類型【CoordinateType】Map，坐標(biāo)類型為地圖類型。

2.2歸一化植被指數(shù)運算

3.處理范圍定義【SubsetDefinition】為歸一化植被指數(shù)運算的范圍：默認為整幅遙感影像的范圍，也可在ULX、ULY、URX、URY中輸入數(shù)值來設(shè)定歸一化植被指數(shù)運算的范圍，或者用查詢框（InquireBox）設(shè)定處理的范圍。4.數(shù)據(jù)源來自查詢框【FromInquireBox按鈕】：用視窗遙感影像中的查詢框（InquireBox）來指定歸一化植被指數(shù)運算的區(qū)域，在不使用該功能時，則默認為整幅圖變換。5.選擇函數(shù)類型【SelectFunction】選擇函數(shù)類型為NDVI。6.數(shù)據(jù)類型【DataType】顯示歸一化植被指數(shù)運算遙感影像的數(shù)據(jù)類型及設(shè)置歸一化植被指數(shù)運算后輸出遙感影像的數(shù)據(jù)類型，例子中，F(xiàn)loatSingle。7.所顯示的SelectFunction為第（5）步所選函數(shù)的NDVI計算方法。

2.2歸一化植被指數(shù)運算

（四）進行歸一化植被指數(shù)運算點擊【OK】按鈕，執(zhí)行歸一化植被指數(shù)運算，如圖3.38所示。

2.2歸一化植被指數(shù)運算圖3.38歸一化植被指數(shù)運算結(jié)果，原圖（左），結(jié)果（右）（一）打開纓帽變換對話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點擊【SpectralEnhancement】→【TasseledCap】，如圖3.39所示。（二）輸入輸出設(shè)置打開【TasseledCap】對話框，如圖3.40所示。輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\liuzhou.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\任務(wù)實施3-3\results\tasseled.img（三）參數(shù)設(shè)置1.對landsat7數(shù)據(jù)進行設(shè)置【Processing（L7）】對話框僅對Landsat7數(shù)據(jù)進行設(shè)置。本例中為默認設(shè)置。2.系數(shù)矩陣【TCCoefficients】對話框是進行纓帽變換的遙感影像各個圖層的系數(shù)矩陣，可對系數(shù)進行改變。本例中為默認值。

2.3纓帽變換3.傳感器【Sensor】輸入廣西柳州TM遙感影像，傳感器類型選擇為Landsat5。4.坐標(biāo)類型【CoordinateType】選擇Map，坐標(biāo)類型為地圖類型。5.處理范圍定義【SubsetDefinition】為纓帽變換處理的范圍：默認為整幅遙感影像的范圍，也可在ULX、ULY、URX、URY中輸入數(shù)值來設(shè)定纓帽變換的范圍，或者用查詢框（InquireBox）設(shè)定處理的范圍。6.數(shù)據(jù)源來自查詢框【FromInquireBox】按鈕，用視窗遙感影像中的查詢框（InquireBox）來指定纓帽變換的區(qū)域，在不使用該功能時，則默認為整幅圖變換。

2.3纓帽變換7.數(shù)據(jù)類型【DataType】顯示纓帽變換遙感影像的數(shù)據(jù)類型及設(shè)置纓帽變換后輸出遙感影像的數(shù)據(jù)類型，例子中，Unsigned8Bit。8.輸出選項【OutputOptions】，選中StretchtoUnsigned8bit表示將數(shù)據(jù)拉伸到0～255，選中【IgnoreZeroinStats】復(fù)選框表示在進行纓帽變換的數(shù)據(jù)統(tǒng)計中忽略0值。（四）進行纓帽變換點擊【OK】按鈕，執(zhí)行纓帽變換，結(jié)果如圖3.41所示。

2.3纓帽變換圖3.41纓帽變換結(jié)果，原圖（左），結(jié)果（右）（一）打開色彩變換對話框單擊ERDAS圖標(biāo)面板工具條中的【Interpreter】圖標(biāo)，在下拉菜單中點擊【SpectralEnhancement】→【RGBtoHIS】，如圖3.42所示。（二）輸入輸出設(shè)置打開【RGBtoHIS】對話框，如圖3.43所示。輸入文件（InputFile）：位于“...\prj03\data\liuzhou.img”輸出文件（OutputFile）：位于“...\prj03\任務(wù)實施3-3\results\rgb_ihs.img

2.4色彩變換（三）參數(shù)設(shè)置1.坐標(biāo)類型【CoordinateType】選擇Map，坐標(biāo)類型為地圖類型。2.處理范圍定義【SubsetDefinition】為色彩增強變換處理的范圍：默認為整幅遙感影像的范圍，也可在ULX、ULY、URX、URY中輸入數(shù)值來設(shè)定色彩增強變換的范圍，或者用查詢框（InquireBox）設(shè)定處理的范圍。3.數(shù)據(jù)來源自查詢框【FromInquireBox】按鈕用視窗遙感影像中的查詢框（InquireBox）來指定色彩增強變換的區(qū)域，在不使用該功能時，則默認為整幅圖變換。

2.4色彩變換4.圖層號【No.ofLayers】紅綠藍（RGB）的為默認值：Red為4，Green為3，Blue