實驗十遙感影像比值假彩色合成處理

2021-05-29 10:04:24 字數 5558 閱讀 1182

1樓:中地數媒

一、實驗目的

通過對影象進行組合比值運算實驗,掌握運用envi的ratio功能對多波段遙感影象進行比值綜合資訊增強與提取的操作技術,擴充套件envi的ratio增強功能在地質學上的應用。

二、實驗內容

①分子和分母都是單波段影象的比值假彩色合成;②分子和分母都是或者其中之一是單波段影象線性組合的比值假彩色合成;③比值假彩色合成影象對地質資訊增強效果分析。

三、實驗要求

用envi軟體的影象除法運算處理功能和假彩色合成功能,對山西曲垣縣的etm+影像作增強處理,完成老師指定的比值假彩色合成方案中的分組處理,比較各種比值增強影象的資訊反映特徵,分析比值增強處理的影象增強效果。將處理結果輸出存檔。編寫實驗報告。

四、技術條件

①微型計算機;②山西曲垣縣的etm+影像(國際分幅:125-36);③envi軟體;④photoshop軟體(ver.6.

0以上)和acdsee軟體(ver.4.0以上)。

五、實驗步驟

(1)計算方法之一:基於band ratios功能的比值假彩色合成增強處理。

1)在envi主選單欄中選擇「file>open image file」,出現檔案目錄視窗,將山西曲垣縣的etm+影像7個波段資料調入「available bands list」視窗。

2)在主選單欄中用滑鼠選擇「transform」命令,出現下拉選單,如圖10-1所示。

3)從圖10-1的下拉選單中,選擇第二項,出現「band ratios input bands」對話方塊,如圖10-2所示。在該對話方塊中,上面的大框內是已開啟的「available bands list」;中間兩行的上面一行是用於作比值運算分子的影象名稱,下面一行是用作比值運算分母的影象名稱。分別將滑鼠選中被設為分子和分母的波段資料檔案tm x1和tm x2,則tm x1和tm x2的檔名稱分別出現在這中間的兩行視窗內。

圖10-1 開啟總選單中的變換處理功能下拉選單

4)在圖10-2中點選【enter pair】按鈕,在其下出現「selected bands pairs」框,其中顯示所有設計的波段比值公式。核對無誤後點選【ok】按鈕,出現波段比值引數的視窗「bands ratio parameters」(圖10-3),則執行tm x1/tm x2的比值計算,並通過該視窗內的操作將比值結果影象輸出到儲存器中暫時儲存。

圖10-2 開啟影象比值運算處理功能選單

圖10-3 輸出比值運算處理影象視窗

5)按照給定的比值合成方案組合,繼續按照步驟3)和步驟4)的操作完成其他兩組比值的操作。因此,在envi的儲存器中,有三對波段比值結果。

6)按照假彩色合成處理的操作,將上述三對波段比值結果影象,分別進行紅、綠、藍變換,並進行假彩色合成,即得到本實驗目標的遙感影象假彩色。

圖10-4 波段運算對話方塊

(2)計算方法之二:基於波段運算函式的比值假彩色合成增強處理。

1)在envi主選單欄中選擇「file>open image file」,出現檔案目錄視窗,將山西曲垣縣的etm+影像7個波段資料調入「available bands list 」視窗。

2)開啟所需要進行波段運算的多波段影像,在envl主選單欄中選擇「basic tools>band math」命令,出現「band math」對話方塊,如圖10-4所示。

3)在「band math」對話方塊內的「enter an expression」文字框中輸入變數名和所需要的數**算符,變數名必須以字元「b」或「b」開頭,後面跟著5個以內的數字字元,如:67/65或者(b7-65)/(67+b5),常用波段運算函式見表10-1。

表10-1 常用的波段運算函式

表示式輸入完成後,點選【add to list】按鈕,則輸入的表示式會自動顯示在「band math」對話方塊內「previous band math expressions」文字框中,確定無誤後點選【ok】按鈕,出現「variables to bands pairings」對話方塊,如圖10-5所示。

4)在該對話方塊中的「variables used in expression」欄中利用實際需要進行運算的波段替換表示式中的變數(如67、65等)。首先在「variables used in expression」欄中點選其要替換的變數,然後在「available bands list」欄中將需要進行運算的波段選中,即可完成替換。

5)在【output result to】單選按鈕中選擇結果輸出到檔案(filc)或記憶體(memory)。如果選擇結果輸出到檔案,則點選【choose】按鈕選擇輸出檔案路徑。

6)點選【ok】按鈕,執行波段運算。

7)選擇不同的方案進行比值假彩色合成增強處理,檔案存檔名稱必須反映處理方法。因此,對於假彩色合成,檔案存檔名稱直接採用合成波段編號,如tr⊕ tg|tm5 }⊕tr| tm4}合成,存檔名稱就為754.jpg。

但對於比值假彩色合成,可用「-」表示比值的除號,如tr|tm7/tm5}⊕tg⊕tb|)tm3/tm2}處理,存檔名稱可為7-5 4-3 3-2.jpg。

8)簡單的地質解譯。選擇一幅理想的處理結果影象,用photoshop開啟,採用畫筆工具及顯著的色彩線條,將影像上有礦產地質指示意義的色彩區域勾畫出來,這就是遙感波譜異常區。對勾出的每一個區都編號,如c1。

根據解譯出的波譜異常區的地質背景,分析該波譜異常可能的找礦指示意義。

圖10-5 變數與波段匹配對話方塊

比值假彩色合成方案

根據式(9-1),設計瞭如下比值假彩色合成方案:

方案1:

,簡寫為

b(7/2),餘同。

方案2: r(4/3)⊕g(5/1)⊕b(3/7)

方案3: r(5/7)⊕g(3/1)⊕b(2/5)

方案4: r(7/2)⊕g(5/4)⊕b(3/2)

方案5: r(1/5)⊕g(2/3)⊕b(5/7)

方案6: r(5/7)⊕g(4/3)⊕b(1/4)

方案7: r(3/7)⊕g(2/4)⊕b(5/1)

方案8: r(3/4)⊕g(4/5)⊕b(5/7)

方案9: r(3/7)⊕g(2/1)⊕b(7/4)

方案10: r(5/3)⊕g(7/5)⊕b(2/4)

方案11: r(1/4)⊕g(3/5)⊕b(7/4)

方案12: r(2/3)⊕g(5/7)⊕b(4/1)

方案13: r(4/5)⊕g(7/2)⊕b(3/1)

方案14: r(7/5)⊕g(1/7)⊕b(5/2)

六、實驗報告

(1)簡述實驗過程。

(2)回答問題:①不計及調入影像資料到available bands window的操作,完成一次比值假彩色合成處理有多少個操作步驟?②tm 影像有7個波段,各種比值計算可以產生巨大數量的比值計算結果,而不同的比值假彩色合成組合也可以產生巨大數量的比值假彩色合成組合結果。

兩者結合就有巨量的比值假彩色合成方案。顯然實際運用不可能用所有的合成方案來選擇結果。那麼,應該如何設計合成方案可以達到少而精的效果?

③比值假彩色合成處理在遙感地質學中有哪些可能的應用?

實驗報告格式見附錄一。

實驗九 遙感影象假彩色合成處理

2樓:中地數媒

一、實驗目的

掌握envi假彩色增強處理命令使用,包括引數設定和實施操作步驟,獲得將黑白單波段tm 影象轉變為彩色影象的直觀感性認識,從而加深對假彩色合成處理基本原理及其在遙感地質解譯中作用的理解。

二、實驗內容

①桂林市tm 1~7波段資料假彩色合成波段組合方案設計;②tm 1~7波段資料調入envi的available bands list視窗操作;③r(紅)、g(綠)和b(藍)變換操作及假彩色合成變換結果顯示;④不同假彩色合成變換方案結果的對比分析。

三、實驗要求

假彩色合成是遙感影象處理中最有效和常用的影象增強處理方法,必須熟練掌握。

與單純的數學計算/變換不同,該實驗實質上是用計算機數值模擬三基色光合成二次色光的物理過程和結果,因此,對實驗過程中現象的理解要緊密聯絡光度學和色度學理論。操作時應注意,在「available bands list」視窗中執行rgb變換時,要先用滑鼠點選所需變換顏色通道左端的小圓圈(位於視窗中部),再接著點選所需變換的波段名(位於視窗上部),只有在顏色通道框中確實顯示出需變換的波段名之後,才執行換選另一波段的操作。

另外,要正確認識假彩色合成形成的地物顏色,因為它們並非是地物真實的顏色。如何能通過假彩色合成處理得到接近地物真實顏色,如水體為藍色,樹木植被為深綠色,莊稼植被為淺綠色,山體為灰色,城鎮為褐色等,是一個需要探索的課題,可結合實驗進行探索研究。

總之,通過本實驗要切實掌握彩色三要素、三基色合成二次色和多光譜遙感影像假彩色合成的基本原理和envl的技術實現。

編寫實驗報告。

四、技術條件

①微型計算機;②桂林市tm 1~7波段資料;③envi軟體;④photoshop軟體(ver 6.0以上)和acdsee軟體(ver.4.0以上)。

五、實驗步驟

(1)在envi主選單欄中選擇「file>openimage file」,出現檔案目錄視窗,將桂林市tm 1~7波段資料調入「available bands list」視窗。

(2)假彩色合成增強處理。根據光的三基色合成二次色原理,選擇三個波段的遙感影像bx、by和bz,分別對其作紅變換tr {bx}、綠變換tg {by}和藍變換tb {b2},然後將變換後的影象疊加在一起,就得到了假彩色合成處理影象。這一處理可解析表示為

遙感地質學實驗教程

式中:g為假彩色合成處理輸出影象。實際上,在envi中,三基色的變換是由計算機通過彩色通道分配自動完成的,無需處理者程式設計。上機只需用滑鼠選擇通道即可,具體操作如下。

圖9-1 假彩色合成操作的可用波段列表和r、g、b變換通道選擇對話方塊最下方的「dims」框顯示的是所選擇影象的尺寸大小,即樣(列)數x行數

以tm7、tm5和tm2 三波段的假彩色合成為例,如圖9 -1 所示,在「available bands list」視窗中部,用滑鼠點選「rgb color」,即選擇了假彩色合成處理功能。之後,從「available bands list」視窗中,順序點選選擇tm7、tm5、tm2波段。被點選的波段按順序進入視窗下方顯示的紅(r)、綠(g)、藍(b)通道。

之後,點選【load rgb】按鈕,視窗下方出現一道從左至右逐漸伸長的藍色水平條,示意假彩色合成處理程序。當處理結束時,螢幕上即顯示出處理得到的tm7、tm5、tm2波段假彩色合成影像。將此影象輸出到自己的工作目錄中(存檔採用jpeg 格式)。

檔名直接按假彩色合成的波段序號排列,如:tm7紅變換、tm5綠變換、tm2藍變換,則檔名為752.jpg。

同時,用envi工具欄上的「tools>cursor location value」功能(見實驗六),讀取表9-1中所列出的6種地物的三個波段的亮度值,並記錄於表中。

按此步驟,繼續作另外兩個不同組合的假彩色合成(波段組合方案自定)。結果存入統一的資料夾中。

(3)三種假彩色合成處理方案完成之後,用photoshop的平鋪顯示功能,將三種假彩色合成影象同時並列顯示在螢幕上。觀察不同地物在不同假彩色合成影像上的色彩特徵,並根據表9-1的實驗資料對不同地物的影像特徵差異做出簡單地分析。

表9-1 不同地物在不同假彩色合成方案中的三波段的r、g、b色度配方

六、實驗報告

(1)簡述實驗過程。

(2)回答問題:①假彩色合成處理對參加合成的波段有何要求?為什麼要有此要求?②與黑白遙感影象相比,假彩色合成遙感影象對地質解譯有何優勢?

實驗報告格式見附錄一。

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