《遥感导论》实验指导书

目 录 实验一 ENVI窗口的基本操作………………………………….1 实验二 认识遥感影像……………………………………7 实验三 图像的彩色增强与色彩变换……………………………8 实验四 遥感影像的目视解译与制图……………………………13 实验五 遥感影像的计算机解译…………………………………17 1

实验一 ENVI窗口的基本操作 一、实验目的 熟悉ENVI软件的窗口操作方法，掌握影像信息、像元信息浏方法，影像上距离和面积量算方法。 二、实验内容 1、熟悉遥感图像处理软件ENVI的窗口基本操作。 2、查看影像信息和像元信息。 3、距离测量与面积测量。 三、实验条件 电脑、ENVI4.5软件，厦门市TM遥感影像。 四、实验步骤 1、启动ENVI软件，界面如图1。

图1 ENVI软件界面 2、打开遥感影像，File → Open Image File，界面如图2。在打开文件对话框中，定位到存放影像数据的文件夹（如：预先下载的厦门市TM影像），打开遥感影像数据。

图2 打开影像文件 3、在自动打开的可用波段列表中，用“Load Band” 装载影像数据，显示三个影像窗口，如图3。 主图像窗口：主图像窗口由一幅以全分辨率显示的图像的一部分组成。该窗口在你第一次载入一幅图像时自动显示。窗口的原始大小由配置文件中（envi.cfg）的参数设置，窗口大小能动态缩放和调整。在主图像窗口中的功能 2

菜单条包括5 个下拉菜单，控制所有的ENVI 交互显示功能。 滚动窗口：滚动窗口是显示整幅影像的显示窗口，当显示的图像比主图像窗口以全分辨率能显示的图像大时出现滚动窗口，滚动窗口控制着显示在主图像窗口的图像部分。滚动窗口位置和大小初始值在envi.cfg 文件中设置并且可以被修改，也可以动态缩放。 缩放窗口：缩放窗口是一个小的图像显示窗口，显示主图像窗口的一部分。缩放窗口提供无限缩放能力，缩放系数出现在窗口标题栏的括号中。缩放窗口大小能动态地调整，其大小和默认的缩放系数同样在envi.cfg 文件进行设置。 3 图3 ENVI的影像窗口 3窗口缩放与影像漫游 在窗口的四角用鼠标拖动即可任意放大或缩小窗口大小，在缩放窗口中用鼠标点击“+”、“-” 放大、缩小影像；在主图像窗口或滚动窗口用鼠标拖动红色矩形框，即可察看整幅影像信息。 4查看影像信息 在可用波段列表中，展开影像信息（Map Info）即可查看影像的分辨率、投影、坐标系及位置信息，如图4。

图4 可用波段列表中的影像信息 5查看像元信息 在在主图像窗口任意位置双击鼠标左键或从主图像窗口工具菜单（Tools）中选“Cursor location/value” 打开像元信息显示窗，移动鼠标到任一位置，像元信息显示窗动态跟踪显示当前像元点的信息，如图6。 4

图6 像元信息 6距离测量 从主图像窗口工具菜单（Tools）中选“Measurement Tool” 打开测量窗口，设置单位（Units）和测量方式（Type），距离测量选“Polyline”,如图7。再选择要量算的窗口，如选主图像窗口，然后在相应窗口内对感兴趣区进行标示，用鼠标左键点击确定其长度范围，到终点结束时点击鼠标右键，如图8。Measurement Tool自动计算出其长度大小，如图9。

图7 设置量测类型和单位 5

图8 在影像上测量距离

图9 距离测量结果显示 7面积量算 从主图像窗口工具菜单（Tools）中选“Measurement Tool” 打开测量窗口，设置单位（Units），面积测量的测量类型（Type）选“Polygon”,选择进行量算的 6

窗口，如选主图像窗口，然后在主图像窗口内用鼠标左键点击标示面积的范围，到终点时点击鼠标右键结束。Measurement Tool自动计算出其面积大小，如图10。

图10 面积测量结果显示 五、作业 以厦门市TM遥感影像为例，按下列要求完成实验报告。 1、厦门市TM影像成像的时间、分辨率，各波段的波长。 2、厦门市TM影像使用的投影类型、投影分带。 3、厦门市TM影像使用的坐标系，图像左上角的地理坐标、公里网坐标。 4、测量并比较厦门岛与金门岛的周长（单位：米）与面积（单位：平方米）的大小。 5、估计厦门岛中心点的坐标。 7

实验二 认识遥感影像 一、实验目的 以TM影像为例，理解遥感数字图像的数学表示，像元、地面（空间）分辨率的概念，不同波长电磁辐射的物理含义，反射率与色调（亮度值）关系， TM多波段影像特征与差异。从遥感影像上认识不同的地物，掌握可见光图像、热红外图像色调的物理含义，反射率与图像色调的关系，了解不同波段TM影像地物特征的差异。 二、实验内容 1、遥感影像光谱特征（色调与灰阶）与地物形态。 2、反射率与色调关系。 3、可见光图像与热红外图像的物理意义差异。 4、认识同物异谱现象。 三、实验条件 电脑、ENVI4.5软件。厦门市TM遥感影像 四、实验步骤 1、打开厦门市TM遥感影像，认识影像上的各种地物，包括：山脉、河流、湖泊、海海、植被、城镇、乡村、农田、公路、铁路。 2、比较上述不同地物的影像在色调、形态上的差异。 3、打开不同的显示窗口，分别显示TM1-5各波段的灰度影像（Gray Scale），比较不同波段图像地物色调的差异性，理解反射率与色调的关系。 4、打开TM热红外波段影像（TM6），观察其影像特征，比较与TM1-5波段图像特征的差异及物理意义的不同。 5、用彩色合成（RGB Color）显示影像，从影像缩放窗口将影像放大到4倍、8倍、16倍，到出现明显的玛赛克，观察同一地物不同像元色调（彩）的变化，另从影像上不同位置选择同类地物，观察其色调差异性，理解同物异谱现象。 五、作业 结合上述观察内容，从色调、空间分辨率、反射率的概念，反射率与色调关系，TM多波段影像差异， 围绕“为什么遥感影像上可以识别不同地物”为中心，写一份实习报告（不少于800字）。 8

实验三 遥感影像的彩色增强与色彩变换 一、实验目的 通过实验理解彩色合成、色彩变换的原理，掌握ENVI软件中进行彩色合成、HLS色彩变换的操作方法和技巧，了解图像融合的原理与一般方法。 二、实验内容 1、彩色合成（真彩色与假彩色）。 2、色彩变换（RGB →HLS）。 3、图像融合（可选）。 三、实验条件 电脑、ENVI4.5软件。厦门市TM遥感影像。 四、实验步骤 （一）遥感影像的彩色增强 1、启动ENVI软件，从文件菜单打开影像，File→Open Image File ，用“Open ”对话框定位到存放影像的文件夹，打开图像文件。如果影像数据没有集成到同一个影像文件中，则需重复上述步骤，打开每个波段影像。 2、在同可用波段列表（Available Band List）选择 彩色合成 “RGB Color”，在波段文件中分别选择对应于R、G、B三个通道的波段，点击“Load RGB”装载影像数据合成彩色影像，如图1。 9 图1 影像彩色合成 3、分别用真彩色TM3（R）2（G）1（B），及不同波段组合生成假彩色影像，如：TM4（R）3（G）2（B）、TM5（R）4（G）2（B）、TM7（R）4（G）1（B），比较真彩色影像与假彩色合成影像的差异，如图2，图3。 10

图2 厦门市真彩色影像（TM3（R）2（G）1（B））

图3 厦门市假彩色影像（TM7（R）4（G）1（B）） （二）遥感影像的色彩变换 11

使用Color Transforms 工具可以将3-波段红、绿、蓝图像变换到一个特定的彩色空间，通过对比度拉伸，可以生成一个色彩增强的彩色合成图像。此外，颜色亮度值波段或亮度波段可以被另一个波段（通常具有较高的空间分辨率）代替，生成一幅合成图像（影像融合）。 RGB →HLS 使用RGB to HLS 选项可以将RGB 图像变换到HLS（色度，亮度，饱和度）彩色空间。该变换将产生范围为0~360 度的色度（0 度为红，120 度为绿，240 度为蓝）、亮度和饱和度的范围为0-1（浮点型）。 1、启动ENVI软件，打开一个多波段的影像文件 2、选择“Transforms > Color Transforms > RGB to HLS”。如图4。

图4 ENVI中HLS变换 在RGB to HLS Input 对话框中，选择将要进行变换的三个波段。如图5。 12

图5 RGB to HLS Input 对话框 图6 RGB to HSV Parameters 对话框 在RGB to HSV Parameters 对话框中选择输出到“File”或“Memory”，点击“OK”开始转换。如图6。 3、用RGB 彩色合成方法显示HLS影像，如图7。比较与RGB彩色影像图3的差异。

图7 厦门市H（R）L（G）S（B）合成影像 4、用高分辨影像代替L分量进行HLS→ RGB反变换，完成影像的融合。（可选）。注：反变换之前，先在对低分辨率影像进行重采样，使其分辨率和像元大小与高分辨率影像相同。 5、比较融合后影像与原始相同波段GRB合成影像的差异。（可选）

五、作业 1、以厦门市ETM+影像为例，进行真、假彩色合成。 2、以TM7（R）、4（G）、1（B）组合进行色彩变换，并与TM8全色波段进行影像融合。 3、作业以文件夹名“学号+姓名”保存在电脑中，并作备份以免数据丢失。 4、简述色彩变换的原理及在ENVI中的操作步骤。