ERDAS平臺遙感專題信息提取及專題圖制作

于凱

摘 要：對遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行專題信息提取和制作專題圖是遙感圖像處理的一個(gè)重要的內(nèi)容。本文基于ERDAS IMAGINE操作平臺，介紹對遙感專題信息的提取過程和專題圖的制作流程。

關(guān)鍵詞：ERDAS IMAGINE 遙感專題信息 專題圖

中圖分類號：TP79 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）05（b）-0033-01

1 影像數(shù)據(jù)

本文數(shù)據(jù)為兩幅湖北省宜昌地區(qū)TIFF格式影像和一幅SPOT影像。每張影像包含六個(gè)波段TM影。TM1、3、4、5、7波段影像，空間分辨率為30 m，TM6波段影像，空間分辨率為120 m。SPOT影像為參考影像，分辨率10 m，含投影信息和大地坐標(biāo)文件，為TXT格式。采用UTM投影，投影帶號為49。

2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

ERDAS軟件所處理的圖像格式為 .IMG，圖像預(yù)處理首先需要將TM各波段及SPOT影像統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為.IMG格式。

由于TM影像沒有進(jìn)行幾何糾正，因此，要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的參考影像，即根據(jù)SOPT影像的坐標(biāo)參數(shù)，利用投影信息和大地坐標(biāo)文件設(shè)置影像的分辨率信息和投影方式等。

充分利用多波段影像包含的信息量，有利于后續(xù)處理，因此，要將6個(gè)單波段影像進(jìn)行疊加，合成兩張多波段影像。

3 幾何糾正

在影像處理中，需要對其進(jìn)行幾何糾正來滿足精度要求。針對遙感圖像通常采用多項(xiàng)式法進(jìn)行糾正。在采用多項(xiàng)式模型時(shí)，首先需要根據(jù)測區(qū)情況確定多項(xiàng)式擬合次數(shù)，一般采用三次以下多項(xiàng)式，對于較平坦區(qū)域采用一次多項(xiàng)式進(jìn)行擬合可減少計(jì)算量；最少控制點(diǎn)數(shù)的計(jì)算公式為（t+1）×（t+2）/2，其中t為次方數(shù)。通過觀察數(shù)據(jù)地形特點(diǎn)，選擇2次多項(xiàng)式，至少需要6個(gè)控制點(diǎn)。

首先在影像中采集控制點(diǎn)，尋找特征明顯的地物點(diǎn)輸入，一般選擇道路交叉點(diǎn)、路標(biāo)等易識別的同名地物點(diǎn)。且要盡量均勻地覆蓋整個(gè)區(qū)域，不能形成線性；進(jìn)行精度評價(jià)，要求所有檢查點(diǎn)的誤差小于一個(gè)閾值，如果超限則對控制點(diǎn)位進(jìn)行調(diào)整，使其滿足精度要求；在建立好模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行影像重采樣，可選擇最鄰近采樣方法；最后對幾何糾正的結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)校正。

4 影像拼接

在幾何糾正完成后，需要將左右兩幅影像拼接成完整影像。同時(shí)需要定義輸出參數(shù)，主要是輸出圖像區(qū)域、像元大小、數(shù)據(jù)類型等參數(shù)的設(shè)置。

5 影像增強(qiáng)

將遙感圖像從RGB的彩色空間轉(zhuǎn)換到IHS作為定位參數(shù)的彩色空間，以改善圖像質(zhì)量，達(dá)到增強(qiáng)目的。色彩變換要求確定參與變換的3個(gè)波段。

將分辨率高的波段信息加載到分辨率低的彩色影像中，在提高其分辨率的同時(shí)又保持影像的彩色效果。基于HIS變換的影像融合優(yōu)勢在于HIS變換把圖像的亮度、色調(diào)、飽和度分開來，圖像融合只在亮度通道上進(jìn)行，圖像的色調(diào)和飽和度不變。用SPOT影像的I分量代替多光譜影像的亮度分量。

將融合之后的影像轉(zhuǎn)換成RGB形式，為避免對背景進(jìn)行分類的情況，需要事先對增強(qiáng)影像進(jìn)行裁減。

6 影像分類

根據(jù)遙感影像上不同地物具有各自的灰度和大小特性，可將一幅圖像分成若干個(gè)類別。遙感圖像的分類有監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。

6.1 非監(jiān)督分類

非監(jiān)督分類是以影像中不同地物在特征空間中類別特征的差異為依據(jù)，即在不需要先驗(yàn)知識的情況，依靠影像本身特征進(jìn)行特征提取。在ERDAS中是用自組織數(shù)據(jù)分析（ISODATA）算法來實(shí)現(xiàn)的。通過改變其參數(shù)，比較非監(jiān)督分類的結(jié)果，從中得到分類相對最好的圖像。

6.2 監(jiān)督分類

監(jiān)督分類需要掌握一定先驗(yàn)知識，以建立統(tǒng)計(jì)識別函數(shù)為理論依據(jù)，根據(jù)訓(xùn)練樣本特征參數(shù)對待分類樣本進(jìn)行分類。訓(xùn)練樣本的不同會帶來分類結(jié)果的差異，因此，訓(xùn)練區(qū)域要具有典型性和代表性。

6.3 分類精度評價(jià)

對于非監(jiān)督分類影像，可通過將原始影像和分類后影像疊加顯示的方法觀察分類前后的效果，從而評估分類精度。對于監(jiān)督分類影像，有多種分類評價(jià)方法，如分類疊加、定義閾值、精度評估。

7 專題信息提取和專題制圖

分類重編碼。因?yàn)榉诸悤r(shí)光譜類和實(shí)際地物類并不一一對應(yīng)，出現(xiàn)錯(cuò)分現(xiàn)象，所以需要進(jìn)行二次監(jiān)督分類。

專題地圖編輯。根據(jù)研究的需要和制圖區(qū)域的特征設(shè)置圖層、文本、比例尺、圖例、格網(wǎng)、指北針、專題圖名稱、注記等整飾內(nèi)容，生成制圖。

完善專題圖。調(diào)整專題圖的負(fù)載信息量與地圖大小相適應(yīng)，并對完善后的專題圖進(jìn)行輸出保存。

8 結(jié)果分析與評價(jià)

對過程中的每一步進(jìn)行分析和評價(jià)，多波段疊加時(shí)，由于各個(gè)波段反應(yīng)的特性不同，可以根據(jù)研究的側(cè)重點(diǎn)及要求，合理的選擇波段進(jìn)行疊加從而提高分類效果。

幾何糾正中，選取控制點(diǎn)盡量均勻分布于影像。若控制點(diǎn)集中在影像中間則邊緣部分的糾正效果較差。選取的控制點(diǎn)可在城區(qū)，橋梁，公路交叉口地帶等。

影像非監(jiān)督分類中，調(diào)整閾值及迭代次數(shù)可以繼續(xù)改善分類效果，不停嘗試找到比較好的分類系數(shù)。

影像監(jiān)督分類中，訓(xùn)練樣本至關(guān)重要，事先要對影響有一定的認(rèn)識，憑借一定的專業(yè)知識來選擇。

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