【遙感數字圖像處理】實驗：遙感圖像顯示與數據輸入/輸出（Erdas版）

一、實驗平臺：Erdas 9.1

二、實驗內容：視窗功能簡介、圖形和圖像顯示操作、實用菜單操作、顯示操作、AOI菜單操作、矢量和柵格菜單、數據的輸入輸出等。

三、實驗目的：初步了解Erdas的主要功能模塊，在此基礎上，掌握視窗操作模塊的功能和操作技能，為遙感圖像處理的后續實習打基礎。

四、實驗步驟：

1圖像、圖形顯示操作

二維視窗是顯示柵格圖像、矢量圖形、注記文件、AOI等數據層的主要窗口。

1.1圖像顯示操作

啟動程序，在視窗菜單中點擊File,選擇Open，點擊Raster Player，打開Select Layer To Add對話框（也可點擊視窗上的工具打開），如下圖1-1所示：

選擇要顯示的圖像lanier.ing，點擊Raster Options，對話框中，Display as：True Color真彩色，但這里實際上是假彩色；選中Clear Display：清除視窗已有圖像；選中Fit to Frame：按視窗大小匹配圖像顯示，如圖1-2所示，完成設置后點擊OK,圖像被加載到視窗中去，如下圖1-3所示。

1.2圖形顯示操作

在視窗菜單中點擊File,選擇Open，點擊Vector Player，如圖1-4所示，選擇要顯示的圖形數據，然后選中Vector Option，解釋如下：Use Symbology：定義是否使用符號文件；Clear Display:清除已有信息，如圖1-6所示。完成后點擊OK，顯示的圖形如圖1-4所示。

2 實用菜單操作

2.1 光標查詢功能（Inquiry Cursor Function）

在視窗中點擊Utility,選擇Inquiry Cursor,打開對話框，如圖1-7所示，在視窗中任意移動十字光標，即可顯示出該像素處的信息：坐標、投影、波段灰度值、像元大小直方圖等信息。

2.2量測功能（Measurement Cursor Function）

在視窗菜單條中點擊Utility，點擊Measure,打開Measurement Tool（圖1-8），首先在視窗中設定量測單位和地圖單位，然后點擊左側圖標（如量測任意一條拆線的長度），可相應量測任意一點，拆線、多邊形、矩形等的長度、面積、周長等，也可繪制相應感興趣圖形，保存到文件中。

2.3 數據疊加顯示

2.3.1 疊加數據準備

在同一視窗中顯示兩層數據，下層為lanier.img，上層為inlandc.img，注意在添加上層數據時要將Clear Display前面的勾去掉，加載結果如圖1-9所示。

2.3.2 混合顯示工具

在視窗中點擊Utility，選擇Blend，打開如圖1-10所示對話框，用戶既可以通過設置Blend/Fade Percentage達到混合顯示效果，也可以通過定義Speed和選擇Auto Mode混合顯示效果。

2.3.3 卷簾顯示工具（Swipe Tool）

在視窗中點擊Utility，選擇Swipe，打開如圖1-12所示對話框，可以設置手動和自動兩種方式，混合結果如圖1-10所示。

2.3.4 閃爍顯示工具

在視窗中點擊Utility，選擇Flicker Tool，同樣可設置手動和自動閃爍兩種方式。

3 文件信息操作

3.1 圖像信息顯示

在視窗中點擊Utility，選擇Layer Info，打開如圖1-13ImageInfo對話框，在General信息欄反映了該圖像文件的一般信息，如文件信息（文件名，波段數等）、數據層信息、統計信息、投影信息等。向右依次為投影欄、直方圖欄和像素灰度值欄。

3.2 圖像信息編輯

可用ImageInfo對話框中的Edit菜單命令對圖像信息進行編輯，修改或增加。其中的Add/Change Projection命令用于增加或改變投影信息，如圖1-14所示。

4 三維圖像操作

圖像與dem疊加可以生成三維透視圖，在此基礎上可進行多種空間操作。在同一視窗中打開eldodem.img（下層dem）和eldoatm.img（上層圖像），顯示效果如圖1-15所示。

4.1 三維顯示參數設置

在視窗中點擊Utility，點擊Image Drape,在Image Drape中點擊Utility，選擇Option打開Options對話框。可對其中的dem參數、霧氣參數和背景進行設置（圖1-16）。

4.2 三維視窗信息轉儲

Image Drape中點擊Utility，選擇Dump Contents to Viewer打開一個二維視窗，該視窗中包含有生成三維圖像所應用的下層dem與上層圖像文件以及定位工具，由Eye和Target組成，可以通過調整Eye與Target，視角等來達到調整三維圖像的目的。

4.3 觀測位置參數設置

在Image Drape中點擊Position菜單，選擇Current Position打開Position Parameters對話框（圖1-17），

其中Position可設置觀測點的X,Y坐標及單位、觀測點距平面的高度AGL和距海平面的高度ASL；Direction可以設置視場角FOA、俯視角Pitch、方位角Azimuth和旋轉角Roll。

5 顯示菜單操作

5.1 文件順序顯示（Arrange Layers）

同一個視窗中可打開多個文件，如圖像文件、圖形文件、AOI文件、注記文件等。如在視窗中依次打開lanier.img、inlandc.img、indem.img、inlakes.img，注意在打開一個圖層時不要清除原有的圖層。在視窗中點擊View菜單，點擊Arrange Viewers打開Arrange Layer Viewer對話框，如圖1-18所示，可通過拖動對話框中數據層的順序來實現視窗中數據的上移動。

5.2 顯示比例尺（Display Scale）

在視窗中點擊View，選擇Scale，其中：Image to window（按視窗大小調整視窗顯示比例），Window to image（按照文件大小調整視窗尺寸），Extent（顯示文件整體范圍），Scale tool（通過比例工具定義顯示比例）。

5.3 顯示變換操作（Rotate/Flip/Stretch）

實質是對圖像進行仿射變換，介只是顯示，并非對文件數據進行操作，變換操作可現時時行縮放、平移、拉伸、旋轉等線性變換。在視窗中點擊View，選擇Rotate/Flip/Stretch，打開如圖1-19所示對話框。比例縮放Scale、平移參數Offset、旋轉角Rotate angle、旋轉方向positive rotate direction等。可根據具體需要進行相應的變換操作。

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6 AOI菜單操作

AOI（感興趣區）是用戶自定義的區域，可以保存為一個文件（.aoi格式）以便以后使用，經常用于監督分類中。一個視窗中只能打開一個AOI，面一個AOI中可以包含若干相AOI。

6.1 AOI工具

在視窗中點擊菜單欄中的AIO，選擇Tool打開如圖1-20所示的AIO工具面板。

6.2 定義AOI顯示特性

在視窗AOI中選擇style，打開如圖1-21所示的AOI styles對話框，可設置前景、背景、填充顏色等。

6.3 定義AOI種子特性

在視窗中AOI中點擊seed properties，打開如圖1-22所示的對話框，其中種子增長方式Neighborhood有四鄰域和八鄰域，地理約束包括面積約束area和距離distance約束，光譜歐氏距離spectral Euclidean distance，以查詢光標為種子增長grow at inquire。點擊AOI區域為約束條件set constraint AOI，出現如圖1-23所示的對話框，可選擇None、Viewer和AOI File。

7 柵格菜單操作

7.1 圖像對比度調整

7.1.1局部線性拉伸（Piecewise Linear Stretch）

用于對圖像局部區域通過分割LUT表進行增強，通常將LUT表分為低、中、高三段，然后分段調整其亮度和對比度，可增強陰影區域等。

在視窗菜單條中點擊Raster，選擇Contrast，點擊Piecewise Contrast，打開如圖1-24所示的對話框，可對其屬性進行相應的調整。

7.1.2 直方圖斷點操作

在視窗菜單條中點擊Raster，選擇Contrast，點擊Breakpoints，打開如圖1-25所示的對話框，可對其屬性進行相應的調整。

7.2柵格屬性編輯

在視窗中打開兩幅具有相同投影坐標系統的圖像lanier.img和insoils.img，點擊菜單欄中的Raster，選擇Attributes，打開如圖1-26所示的對話框。可以點擊Color欄改變顏色，點擊File\new，來增加新的屬性欄，點擊Opacity來改變圖像的透明度等等。

8圖像剖面工具

8.1光譜剖面曲線

光譜剖面曲線是分析高光譜數據的基礎，通過分析光譜剖面曲線有有助于估計像元內地物的化學組成。在視窗中打開一幅高光譜圖像Hyperspectral.img，在視窗中點擊raster，點擊Profile tools，打開Select Profile Tool對話框（圖片-27），選擇Spectral點擊OK，打開Spectral Profile視窗（圖1-28），點擊該視窗中的，在圖像視窗中任意位置點擊即可顯示出該像素處的光譜網線（圖1-28）。

8.2 空間剖面曲線

點擊Select Profile Tool對話框中的spatial，打開如圖1-30所示的空間曲線光譜視窗，選中該視窗上的按鈕，在圖像視窗中任意位置畫曲線即可顯示像素點間的空間剖面曲線（圖1-31）。

8.3 三維空間剖面

點擊Select Profile Tool對話框中的surface，打開如圖31所示的surface profile視窗，點擊該視窗中的按鈕，在圖像視窗中畫方框，即可 ???

9 矢量菜單操作

9.1 矢量工具面板

在視窗中加載一矢量文件，點擊視窗中的vector\tools，打開如圖1-33所示的矢量工具面板，該面板中包含了矢量菜單操作命令和矢量要素編輯命令。

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9.2 矢量文件生成與編輯

9.2.1創建圖形文件

打開數據xs_truecolor_sub.img，在視窗中點擊File\new\Vector Layer，打開Create a new layer對話框（圖片-34），確定文件名：shiliang，類型：Arc Coverage，點擊OK，打開New Arc Coverage layer option對話框（圖1-35），選擇單精度：single precision，點擊OK完成圖形文件創建，如圖1-36所示。

9.2.2 繪制圖形要素

點擊矢量工具面板中的圖標，如、、，在視窗中繪制矢量要素，如圖1-37。點擊vector\reshape，點擊工具面板中的選中要編輯的矢量要素，選中的要素呈高亮度顯示，然后調整矢量要素；在視窗中點擊file\save\AOI layers as保存矢量文件。

9.2.3 編輯矢量屬性特征

在視窗菜單條中點擊vector\attributes，打開attributes for視窗（圖-38）點擊edit\column attributes\new用來增加字段，設置相應的項即可，還可點擊column欄下的delete來刪除字段，如圖1-39所示。

9.3 數據輸出

在erdas圖標面板上點擊main\import/export（也可直接點擊面板上的import/export圖板）打開如圖1-40的對話框。

10.二進制圖像輸入

10.1 輸入單波段數據

在Erdas圖標面板上點擊main\import/export，輸入二進制文件band1.bat，輸出為band1.img，點擊OK。出現如圖1-42的對話框，選擇數據格式BSQ，數據類型：unsigned 8 bit，行數rows：5728，列數cols：6527,文件波段數1，點擊save options，打開如圖1-44所示對話框，輸入文件名13333.gen，點擊OK，再點擊圖1-42中的preview，可看到如圖1-44的效果，最后點擊OK完成圖像的輸入過程，在視窗中顯示輸入的單波段數據（圖1-45）。用兩樣的方法輸入7個波段的數據。

10.2 組合多波段數據（Layer stack）

點擊圖標面板上的Interpreter\Utilities\Layer stack，打開如圖1-46所示的對話框，輸入一個單波段數據，點擊add,同樣的方法輸入其它波段，點擊OK打開modeler進程狀態條，完成后點擊OK即可實現對波段的組合。

11 TM數據的快速導入

TM的7個波段可以實現一次性的快速導入，并生成多波段數據。點擊圖標Impot/Export，在彈出的對話框中選擇數據類型：TM Landsat Acres Fast Format；選擇輸入的文件數據band1.dat點擊OK，系統會自動搜索并加載導入所需信息，在確定無誤后點擊圖1-47的OK完成數據的快速導入。

五、學習心得

通過這段時間的學習，我對強大功能的遙感數字圖像處理軟件Erdas Imagine有了一定的認識與理解，并找到了一些學習遙感數字圖像處理這門課程的學習方法。本課程分理論課與上機實習課，我覺得要學好這門課，必須將這兩方面緊緊的結合起來。多看書，徹底掌握遙感數據圖像的理論基礎知識，為上機操作軟件提供理論指導；多操作，熟練掌握軟件的操作步驟，并從中找到一些技巧，達到真正意義上的學以致用的目的。在學習Erdas Imagine的同時，有意識地與另一功能加大的軟件Envi相結合，嘗試用兩種軟件解決同一問題，實現互補。