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TM遥感影像解译技术手册


TM 遥感影像解译技术手册 1、TM 遥感影像的数据类型为 DAT,我们拿到的一景影像中的原始 数据有三个文件,一个是 SCENE01 文件夹,其中包括 TM 影像的 7 个波段,band1 到 band7,还包括一个 header.dat 的头文件,共 8 个数 据,另外的两个是 LBL 和 SELF 文件,可以用记事本打开,记录这 景 TM 影像的一些基本信息,如时间、经纬度

、像元的行列数等。 2、TM 影像的打开 我们要打开这些 TM 影像有两个方法,一是用 ERDAS 打开,二 是用 ENVI 打开,首先我们用 ERDAS 打开,因为 TM 原始数据为二 进制 DAT 数据,首先将 band1 到 band7TM 的 7 个波段通过 ERDAS 的 import 模块将其转成 ERDAS 可以用的 IMG 格式文件,首先点击 菜单条上的 import 然后在 type(类型)中选择 Generic Binary 二进制) ( , 在 media 里选择 file,imput 里选择我们要选择的 TM 影像波段,如 band1,存出一个路径,点击 OK 按钮,我们转出的格式为 ERDAS 可以打开的 IMG 格式,只是在现在是单波影像,分为 7 个单独的文 件, 不利于我们以后的解译工作, 需要将这 7 个波段组合成一个文件, 点击菜单条上的 interpreter 模块,然后点击 Utilities,在弹出的菜单条 中选择 layer stack,在弹出的窗口中选择需要合成的单波段文件,然后 点击 add 按钮,重复的将需要合成的 7 个单波段加入到对话框中,在 output file 中写入文件名和调整输出路径,输出数据类型为 unsignde8 bit,波段组合选择 union,然后选中 Ignore Zero In Stats 复选框(统计 忽略 0 值) 点击 OK 按钮, , 执行波段组合。 这样我们就可以从 ERDAS

打开我们组合完成的 IMG 格式 TM 影像,包括 7 个波段。 现在利用 ENVI 打开 TM 影像的原始文件, 打开 TM 影像的路径 为, file→open external file→land sat→fast,打开头文件 header.dat 文件, 在弹出的对话框中选择 RGB color,然后分别选择 4、5、3 三个波段, 点击 load band 就可以打开 TM 影像,这种方式打开的 TM 影像是直 接有经纬度的, 只是由于投影和椭球体的原因使得经纬度与我们需要 利用的有些偏差,需要下一步的将其校正,更改其投影和椭球体。 3、TM 影像的校正 TM 影像的校正同样也有两种方法, 一是利用 ERDAS 软件功能对 其进行校正,再一个就是利用 ENVI 软件对其进行的校正,首先介绍 利用 ERDAS 软件进行的校正, 第一步: 同时打开两个 viewer,viewer1 中打开需要校正的 TM 影像,viewer2 中打开具有地理参考的校正过 的影像,并将两个 viewer 平铺放置, (单击 Session→Tile Viewers 命令) 。第二步:启动几何校正模块,在 Viewer #1 中单击 Raster→ Geometric Correction,打开对话框选择 Polynomial,单击 OK。弹出 Polynomial Model Properties 对话框,在 Polynomial Order 选择 2, 单击 Close,弹出 GCP 对话框→Existing viewer→OK,单击参考图象 →OK。 第三步: 采集地面控制点, 可以看见 GCP 工具对话框 (GCP Tool) , 利用配准图象校正 TM 原始影像,选取具有代表性地物作为控制点 (GCP) ,如山顶点,公路交叉口,城市道路等,选取 6 个控制点后计 算机将根据前 6 个点来自动选取第 7 个点, 这个时候一般是不准确的, 误差很大,需要手动继续调整,一景 TM 影像一般选取 20 个 GCP 点就

可以做到校正,但是这些点必须选取均匀,尤其在我们利用的城市周 围及农作物耕作土地上,尽量选取多的控制点,这样就不会引起图象 与实际地区的几何形变,利于我们下一步的工作。第四步:选取控制 点后计算转换模型,单击 Geo Correction Tools 对话框方块图标, 开始计算,弹出 Resample 对话框,写入输出图象文件名,定义输出 像元大小(Output Cell Sizes)X/Y 值都为 30,选中 Ignore Zero in Stats 复选框,单击 OK。这样 TM 影像的校正完成。 下面介绍利用 ENVI 校正 TM 影像过程, File→open External File →landsat→hdf 打开 TM 原始影像中的头文件 header.dat,打开后存成 TIFF 格式文件,我们将以 TIFF 格式文件为校正对象,打开 TIFF 格式文 件后,单击 MAP→Convert Map Projections→选择需要校正的 TIFF 格式文件,单击 OK,弹出 Convert Map Projection Paramerers 对话 框,在 Solect output map projection 列表中选择我们需要的投影类 型 albers,确定输出文件名并选择输出到 File.选择输出文件路径, 点击 OK.校正时间较长,一般 TM 影像需要 1 小时左右,校正后的文件 需要再次存成 TIFF 格式,然后通过 ERDAS 软件 Input 模块转换成 ERDAS 可以利用的 IMG 格式.进行下一步工作.一般情况下,利用 ENVI 软件校正后的影像与真实情况有一定的偏移,需要我们利用 ERDAS 软 件对其进行平移,而且由于 ENVI 和 ERDAS 软件的不通用性,使得 TM 影 像在 TIFF 转成 IMG 格式时,影像的色彩及亮度都有变化,使得 TM 影像 看起来不太清晰,但是不影响栅格文件的灰度值,不影响工作. 4、TM 遥感影像的分类

TM 遥感影像的分类我们只利用 ERDAS 软件,因为 ERDAS 软件 的分类比较准确并且操作简单,第一步,启动非监督分类,Classification →Unsupervised Classification 打开分监督分类对话框,第二步,进 行 非 监 督 分 类 设 置 及 进 行 非 监 督 分 类 , 确 定 输 入 文 件 名 (input raster file),确定输出文件名(output file),取消输出文类模版文 件 (output signature set), 确 定 聚 类 参 数 (initialize from statistics),确定分类数,一般我们需要的 TM 影像分类都为 20 类 (number of classes),定义最大循环次数(maximum iterations)为 24,设置循环收敛阈值(convergence threshold)为 0.95,单击 OK.这 样分类开始,一般只需要十几分钟就可以完成分类.第三步,进行分类 后处理,分类后处理是为了消除计算机的盲目性,包括两步,聚类统计 和 去 处 分 析 , 我 们 先 进 行 聚 类 统 计 , 工 具 条 interpreter → GIS analysis→Clump 命令,确定输入文件,定义输出文件名,确定聚类统 计邻域大小(Connect Neighbors)为 8,单击 OK.聚类统计需要较长时 间,特别当邻域为 8 时,但是聚类为 8 时效果较好,一般由于 TM 影像也 是比较小,所以推荐用 8.聚类统计完成后应用去除分析,工具条 interpreter→GIS analysis→Eliminate 命令,打开对话框,确定输 入 文 件 , 确 定 输 出 文 件 名 , 坐 标 类 型 为 Map, 确 定 最 小 图 斑 大 小 (Minimum)为 16pixels,输出数据类型为 unsigned 4 Bit,单击 OK.这 样就完成了分类图象的后处理. 5、TM 影像的分割,一般情况下都要求对 TM 影像进行分割,一般都是 按照旗县来分割 TM 影像,我们在对 TM 影像分割推荐使用 ERDAS 的

Mask 来对其进行掩模,当然 ENVI 软件也可以对其进行分割,但是分割 后的图像为 HDR 格式文件,还需要进行转换成上交时要求的 IMG 格 式,在转换的过程中会出现一些图象显示上的错误.所以我们推荐使用 ERDAS 软件进行下一步工作.首先我们把各个旗县的 SHP 格式文件 转换成 COVERAGE 格式,因为 ERDAS 软件只支持矢量的 coverage 格式文件,由于不知道的原因,在转换成 coverage 格式后,矢量文件缺失 椭球文件,所有转换完成后需要在属性表里手动加入托球体文件.开始 进行分割,工具条 interpreter→utilities→mask,弹出对话框,确定输 入文件,确定掩模文件,确定输出文件,我们不对其进行设置,默认情 况下就可以对其进行掩模了. 6、面积的提取 按照旗县切割完的图象利用光标查询就可以了解分类完成后的 像元数目,因为 TM 影像的空间分辨率为 30,通过像元数就可以乘以 30m2 来计算我们需要的农作物面积,如果分类为 20 类,那么第 8 或者 第 9 类就为我们需要的作物,如果分类为 10 类,那么一般情况下是第 2 类为农作物.通过光标查询就可以看到我们需要的像元数目,我们一般 是通过地面调查的样地来进行分类,通过 ARCVIEW 软件来进行观察, 看分类后哪种类型为我们需要的农作物面积.之后把我们需要的通过 EXCEL 表格来进行统计后就可以知道我们需要的面积.这样,我们的 工作就完成了.


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