1.图像解译功能简介(Introduction of Image Interpreter)
ERADS IMAGINE的图像解译器(Image Interpreter)包含了50多个用于遥感图像处理的功能模块,这些功能模块在执行过程中都需要通过各种按键或对话框定义参数,多数解译功能都借助模型生成器(Model Maker)建立图形模型算法,很容易调用或编辑。
图像解译器又称Image Interpreter或Interpreter,可以通过两种途径启动:
ERDAS图标面板菜单条:Main→Image Irterpreter→Image Interpreter菜单(图6-1);
图6-1 图像解译器 Image Interpreter 面板
ERDAS图标面板工具条:点击Interpreter图标
从图6-1可以看出,ERDAS图像解译模块包含了9个方面的功能,依次是遥感图像的空间增强(Spatial Enhancement)、辐射增强(Radiometric Enhancement)、光谱增强(Spectral Enhancement)、基本高光谱工具(Basic Hyper SpectralTools)、高级高光谱工具(Advanced Hyper Spectral Tools)、傅里叶变换(Fourier Analysis)、地形分析(Topographic Analysis)、地理信息系统分析(GISAnalysis),以及其他实用功能(Utilities)。每一项功能菜单中又包含若干具体的遥感图像处理功能。
(1)空间增强(Spatial Enhancement)
空间增强技术是利用像元自身及其周围像元的灰度值进行运算,达到增强整个图像之目的。
(2)辐射增强(Radiometric Enhancement)
辐射增强处理是对单个像元的灰度值进行变换运到图像增强的目的。
(3)光谱增强(Spectral Enhancement)
光谱增强处理是基于多波段数据对每个像元的灰度值进行变换,达到图像增强的目的。
(4)基本高光谱工具及高级高光谱工具(Basic Hyper Spectral Tools and Advanced Hyper Spectral Tools)
高光谱工具是通过补偿大气对光谱的混淆来增强图像。
(5)傅里叶变换(Fourier Analysis)
傅里叶变换是首先把遥感图像从空间域转换到频率域,然后在频率域上对图像进行滤波处理,减少或消除周期性噪声,再把图像从频率域转换到空间域,达到增强图像的目的。
(6)地形分析(Topographic Analysis)
地形分析功能主要是在点、线、面高程基础上,对多种地形因素进行分析,并对图像进行地形校正。
(7)地理信息系统分析(GIS Analysis)
地理信息系统分析功能主要是对图像进行各种空间分析,涉及像元之间或专题分类之间的空间关系处理,使处理后的图像更好地表达主要的专题信息。
(8)实用分析功能(Utilities)
实用分析功能包括了基本的图像处理操作。其中常用的图像裁剪和投影变换已经练习过。
2.实习步骤
(1)数据转换
ERDAS→Import图标,具体步骤参照实习四练习2数据的输入/输出简介。
(2)多波段彩色合成
ERDAS图标面板工具条:点击Interpreter图标→Utilities→Layer Stack。
打开Layer Selection and Stacking对话框(图6-2),依次选择并加载(Add)单波段图像:
图6-2 Layer Selection and Stacking对话框
1)输入单波段文件(InputFile:*.img):p123r040_7t20010924_z49_nn10.img→Add。
2)输入单波段文件(InputFile:’img):p123r040_7t20010924_z49_nn20.img→Add。
3)输入单波段文件(InputFile:*.img):p123r040_7t20010924_z49_nn70.img→Add。
注意:不添加ETM+6,其为热红外波段与ETM+1、ETM+2、ETM+3、ETM+4、ETM+5、ETM+7成像原理不同,不能与其余6个波段彩色合成;添加的顺序ETM+1、ETM+2、ETM+3、ETM+4、ETM+5、ETM+7,如改变容易造成真实波段和软件显示波段的混淆。
4)输出多波段文件(OutputFile:*.img):123457.img。
5)输出数据类型(Output Data Type):Unsigned 8 Bit。
6)波段组合选择(OutputOption):Union。
7)输出统计忽略零值:Ignore Zero In Stats。
8)单击OK(关闭Layer Selection and Stacking对话框,执行波段组合,得到一个具有6个波段的多光谱卫星影像)。
(3)变换多波段彩色合成方案
在Viewer窗口中打开步骤(2)彩色合成的图像123457.img。
命令:Viewer→Raster→Band Combinations,打开Set Layer Combinations for窗口(图6-3),通过变换波段的顺序完成不同的彩色合成方案。
图6-3 Set Layer Combinations for窗口
3.实习内容
根据加色法的原理,选择遥感影像的某三个波段,分别赋予红、绿、蓝三种原色,就可以合成彩色影像。多波段图像的彩色合成可以分为两种:一是真彩色合成,二是假彩色合成。真彩色合成是指彩色合成中选择的波段的波长与红绿蓝的波长相同或近似,从而使图像的颜色与真彩色近似。使用真彩色合成的图像的颜色更接近于自然色,与人对地物的视觉感觉相适应,更容易对地物进行识别分析。假彩色合成是指彩色合成中选择的波段的波长与红绿蓝的波段不相同,从而使图像的颜色与真彩色不符合。虽然使用假彩色合成的图像颜色不是地物真实的颜色,但是可以突出某一方面的信息或者显示丰富的地物信息,获得较好的目视效果。
如果将近红外、红、绿波段分别赋予红、绿、蓝颜色合成可得到标准假彩色合成,本文以植被、水体为例,详细分析真、假彩色合成地物色调特征。
(1)标准假彩色合成
标准假彩色合成波段选择原理
标准假彩色合成选择的波段为近红外、红光、绿光,都是由植被的波谱特征来决定的。植被在摄影红外波段如TM4反射率奇高,DN值高,在相应波段的图像上色调浅,混入所赋的某一原色光多,所以,在多波段遥感图像彩色合成时,为此波段图像所赋的原色光的颜色将成为合成图像的主导色。TM3为红光波段植被的反射率低,处在红谷的位置,透光性不好。TM2是绿光波段植被具有绿峰,反射率较高,图像密度较小,透光性较好。大量的红光和少量的蓝光合成为非常偏红的品红色(表6-1,图6-4)。
表6-1 标准假彩色合成（以植被为例，TM数据）
图6-4 洞庭湖TM432标准假彩色合效果图
(2)真彩色合成
模拟真彩色合成波段选择原理
TM3、TM2、TM1分别为红光、绿光、蓝光波段(表6-2),在彩色合成过程中恰好给予红、绿、蓝三原色,则原来是红色的地物还是红色,原来是绿色的地物还是绿色,原来是蓝色的地物还是蓝色,其合成色与地物原有颜色一致。例如,原来是红色的物体,是因为其反射了红光看起来是红色,那么它在TM3红光波段的图像上反射率就会很高,图像色调很浅,透光性很好,给一束红光恰好能透过,地物看起来则为红色,恢复了地物原有的颜色,因此称TM3(R)、TM2(G)、TM1(B)为真彩色,就是进行了色彩还原的真彩色图像,这也是数字彩色摄影的基本原理。
表6-2 模拟真彩色彩色合成（以植被为例，TM数据）
TM1、ETM+1(0.45～0.52μm)能反映岩矿石中铁离子叠加吸收谱带,为褐铁矿、铁帽特征识别谱带,并且矿物在红光波段TM3、ETM+3(0.63～0.69μm)的反射值较大,RGB为7、3、1或5、3、1波段组合有利于突出矿区信息。而据Barry(1983)研究,用7、4、3或7、5、4进行假彩色合成有利于居民地的提取。