遙感數(shù)字圖像處理課程實(shí)驗(yàn)綜述

劉麗娜　張躍

【摘 要】遙感數(shù)字圖像處理是地理信息系統(tǒng)專業(yè)的一門必修課程，該課程的學(xué)習(xí)效果對于掌握遙感技術(shù)的基本原理和方法具有十分重要的意義。幾何精糾正是遙感圖像處理之前一定要進(jìn)行的工作。針對當(dāng)前遙感數(shù)字圖像處理課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，利用遙感圖像處理軟件ENVI對遙感圖像進(jìn)行幾何精糾正是非常重要的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

【關(guān)鍵詞】遙感影像；ENVI；圖像處理；糾正

Experimental Course of Remote Sensing Digital Image Processing

LIU Li-na ZHANG Yu

（Anhui University of Science and Technology School of Institute of Geodesy and Geomatics， Huainan Anhui 232001， China）

【Abstract】Remote sensing digital image processing is a required course in the geographic information system specialty. The results of learning this course has very important significance to grasp the basic principles and methods of remote sensing technology.The Geometric exact correction should be treatment before the remote sensing image processing.According to the experimental teaching of remote sensing image processing ，the geometric exact correction using remote sensing image processing software ENVI was a very important experimental content.

【Key words】Remote sensing image； Envi； Image processing； Correct

1 課程意義

目前，隨著遙感技術(shù)的快速發(fā)展以及遙感和GIS的一體化在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用，遙感已經(jīng)走向全面應(yīng)用的階段[1]?，F(xiàn)在，好多高校都建立了遙感專業(yè)，遙感數(shù)字圖像處理是學(xué)習(xí)遙感軟件應(yīng)用的一門基礎(chǔ)課[2]。這門課包含了課內(nèi)實(shí)驗(yàn)，通過課內(nèi)實(shí)驗(yàn)學(xué)生可以使學(xué)生對課上講的理論知識(shí)有更深的理解并且可以掌握一種遙感軟件的操作方法，為以后的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。因此，探討該課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)對提高遙感數(shù)字圖像的處理水平有十分重要的意義[3-4]。

ENVI（The Environment for Visualizing Images）是美國ITT公司生產(chǎn)的一套系統(tǒng)軟件，包含了遙感數(shù)字圖像處理的所有功能，并且支持多種操作系統(tǒng)[5]，并且它可以和ArcGIS10和ArcGIS9.3完全兼容。用戶在ArcGIS Toolbox中可以直接使用ENVI功能。所以很多高校都選擇ENVI作為遙感數(shù)字圖像處理實(shí)驗(yàn)課程的軟件。

2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

2.1 遙感圖像的幾何精校正

遙感圖像的幾何校正包括系統(tǒng)幾何糾正、投影變形糾正和幾何精糾正，系統(tǒng)幾何糾正和投影變形糾正一般不需要用戶進(jìn)行，而幾何精糾正一般由用戶根據(jù)不同的精度要求來完成。遙感圖像的幾何精糾正主要解決遙感圖像和地圖投影之間的匹配，只有進(jìn)行圖像之間的空間匹配，才能保證不同圖像之間的幾何一致性[6]。遙感圖像在進(jìn)行糾正后才能對圖像進(jìn)行分析并制作出滿足要求的各類遙感專題圖。

2.2 實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和步驟

在本實(shí)驗(yàn)中，一幅非校正遙感影像的糾正工作是利用已經(jīng)過精糾正后的遙感影像來完成的。例如，我們可以用已經(jīng)糾正過得SPOT圖像來對Landsat TM圖像進(jìn)行校正。

在進(jìn)行校正時(shí)，首先打開需要進(jìn)行糾正的遙感圖像--Landsat TM圖像。圖像配準(zhǔn)使用Image to Image對話框。在對話框中，把SPOT影像作為基準(zhǔn)影像。把TM影像作為需要糾正的影像， 在進(jìn)行地面的控制點(diǎn)選擇時(shí)，需要選擇的控制點(diǎn)需在兩張圖上都存在。為了提高精度，控制點(diǎn)一般選擇河流和道路的交叉點(diǎn)或者建筑物的拐角點(diǎn)。在兩張圖上找到同名地物點(diǎn)，把找到的同名地物點(diǎn)即地面控制點(diǎn)添加到列表。影像配準(zhǔn)中所用到的Image to Image GCP List對話框如圖1所示。選擇的地面控制點(diǎn)在超過4個(gè)時(shí)就會(huì)顯示RMS誤差。如果在選擇的控制點(diǎn)中，某點(diǎn)的誤差很大，可以刪除該點(diǎn)并重新進(jìn)行添加。如果選擇的地面控制點(diǎn)符合要求，則對控制點(diǎn)信息進(jìn)行保存并配準(zhǔn)。

配準(zhǔn)完成后，就可以對TM影像中的所有波段進(jìn)行糾正。在Ground Control Points Selection對話框中，選擇Options →Warp Displayed Band，輸入要糾正的波段。ENVI提供了三種幾何糾正模型：RST（仿射變換）、Polynomial（多項(xiàng)式）和Delaunay Triangulation（局部三角網(wǎng)）。重采樣方法（Resampling）有三種：Nearest Neighbor（最鄰近法）、Bilinear interpolation（雙線性內(nèi)插法）、Cubic Convolution（三次卷積法）。在Registration Parameters（參數(shù)配準(zhǔn)）對話框中的Warp Method（糾正模型）按鈕菜單中選擇幾何糾正模型，在Resampling（重采樣方法）的按鈕菜單中選擇要用到的重采樣法，即可對所選的波段進(jìn)行糾正，如圖2所示。對波段的糾正可以選擇采用不同的糾正模型和不同的重采樣方法進(jìn)行糾正。

圖1 Image to Image GCP List對話框

圖2 Registration Parameters對話框

3 小結(jié)

通過遙感圖像的幾何精糾正實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，加強(qiáng)了學(xué)生運(yùn)用ENVI軟件的動(dòng)手能力和解決實(shí)際問題的能力。通過本實(shí)驗(yàn)學(xué)生對圖像幾何精糾正的含義有了更深的了解，熟練掌握了運(yùn)用幾種常用的幾何糾正模型和重采樣對遙感波段進(jìn)行幾何糾正，為學(xué)生今后對軟件的深入學(xué)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]陳鋒銳，喬家君，閏衛(wèi)陽，張喜旺，楊玲.“遙感數(shù)字圖像處理”教學(xué)改革初探[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2013（6）：67-68.

[2]劉春國，韓瑞梅，盧曉峰.遙感專業(yè)《數(shù)字圖像處理》課程教學(xué)探討[J].地理空間信息，2012（3）：180-182.

[3]賀東霞，李竹林，王靜.淺談數(shù)字圖像處理的應(yīng)用與發(fā)展趨勢[J].延安大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013（4）：18-21.

[4]戚鵬程，郭廣猛，潘竟虎.遙感數(shù)字圖像處理課程教學(xué)模式的構(gòu)建[J].測繪科學(xué)，2012（3）：194-196.

[5]武藝，文先華.利用ENVI軟件處理遙感影像[J].科技信息，2011（16）：772-773.

[6]韋玉春，等.遙感數(shù)字圖像處理教程[M]科學(xué)出版社出版.

[責(zé)任編輯：湯靜]