遙感專題信息提取與專題圖制作

盧穎

【摘 要】運用ERDAS軟件進行專題地圖的制作。通過對宜昌地區TM1、3、4、5、6、7波段影像、SPOT影像以及相應說明文件的處理與運用來進行專題地圖的制作，對ERDAS軟件進行了一定的介紹，并對遙感影像的圖像處理過程有一個較為系統的介紹。

【關鍵詞】遙感影像專題圖制作； 影像融合； 影像裁剪； 影像分類

【中圖分類號】G4【文獻標識碼】A【文章編號】1672-5158（2013）07-0357-01

一、整體思路

首先，縱觀所有的數據，有分辨率為30M與120M的六個波段TIFF格式數據，還有一張10M分辨率的SPOT的影像，它包含影像投影信息，大地坐標和分辨率。確定專題圖課題為制作地物分類專題圖。

專題地圖是突出反映一種或幾種主體要素的地圖，這些主體要素多是根據專門用途的需要確定的，它們應表達得很詳細，其它的地理要素則根據表達主體的需要作為地理基礎迭繪。

由于所給數據各波段的數據時分開的，但是要進行地物分類需對各波段的數據進行綜合判斷。所以第一步應該將各個波段的圖像數據分為左右片，分別進行疊加處理，得到地物區分較為明顯的彩色圖像。

而在ERDAS在實現數據處理時，對于TIFF格式文件的處理較不完善，故在各單波段數據疊加后形成疊加影像輸出時，應更改數據格式為IMG格式，以方便數據的處理。

我們又可以看到所給數據是包含左右片的，而且左右片相對于基準的SPOT影像是不完整的，所以要進行地物分類便應事先將左右片進行拼接。然而拼接工作進行時，由于左右片在形成時有一定的畸變，拼接過程的直接進行可能較為困難。所以，在拼接工作進行以前，應先進行左右片進行糾偏工作，這里是將SPOT衛星影像作為基準片對疊加后的左右片進行幾何糾正。將糾正后的左右片進行拼接，便能得到完整的彩色地區影像。

由于拼接以后得到的影像可能在接邊處會有不規則出現，故在拼接完成后應對影像進行裁剪，形成較為規則的影像。

在上述前期工作完成后，便可以進行分類的工作了。這里有兩種分類，一種是監督分類，另一種是非監督分類。對地物進行監督分類，可粗略的分為兩步：一、分類模板的采樣；二、影像分類。在模板的采集過程中，盡量找具有代表性的地物特征，并在圖像分類完成后運用卷簾等觀察分類情況，若不理想可以更改分類模板從新進行分類，直到得到符合要求的分類圖像為止。非監督分類就是運用一定的算子對圖像進行統計分類，由系統自動完成分類工作，不需要人工制作分類模板。

進行分類工作的原因是，衛星影響上的信息量過于雜亂，我們只需要了解一些感興趣的部分時，便可以將衛星影像中感興趣的信息分為幾類，然后運用監督分類或非監督分類將衛星影像簡約成較為直接明了的地圖。

分類完成后，工作就要接近尾聲了。接下來就是要進行專題圖的優化補充了，設定邊框，增加比例尺、圖例、指南針、標題等以后，一幅較為粗略的專題圖便完成了。

二、地圖制作的過程

（一）準備階段

準備階段主要是要進行分類的數據準備完全，實習所給的數據只有6個波段的數據以及一幅SPOT影像。由于分類過程中是針對每個波段來考慮的，所以，第一步應該是將這六個波段的圖像疊加起來。得到兩幅彩色的衛星左右片影像。并影像進行疊加完成后應注意將數據的輸出形式轉為image格式。

由于衛星影像在成像過程中，相對于地面是有偏差的，而SPOT衛星影像較為準確，所以需要運用Spot影像進行幾何校正處理。

幾何校正初期，由于所給SPOT影像是沒有賦予坐標以及投影信息的，要將兩幅圖聯系起來，則應先給SPOT影像賦予投影信息后，再進行幾何校正處理。

得到左右片的校正影響后，專題圖不可能是兩幅圖，為了將成圖做到最大的范圍，就必須將兩幅圖拼接起來。在拼接完成后，由于TM影像的幾何精度相較于SPOT影像是不夠精確的，故可以在成圖后將拼接后的圖像與SPOT影像進行融合處理，得到精度較高的圖像。并在一下的分類環節武將融合后與未經融合的TM影像均進行分類處理，得到將得到的結果進行比較，并分析差異性。

而且，得到的圖像是不規則的，故在融合完成后，拼接后影像以及融合后影像均進行裁剪得到規則的矩形圖像。通過比較可知，融合后的影像精度明顯偏高。

（二）分類階段

分類階段主要進行的有兩個方面，一個是監督分類一個是分監督分類。

1.監督分類

監督分類首先要進行的就是分類模板的的獲取，這里采用的是利用AOI繪圖工具在原始圖像獲取分類模板信息。模板獲取以后應對模板進行評價處理，主要是對于模板的可能性矩陣的檢查。

AOI訓練區的像元應絕大部分都落在類別之中（比例不能小于85%）。不斷修改分類模板，直至符合要求即可進行監督分類工作。

分類完成后，需要進行分類精度評估，來評定分類的效果如何，選定至少250個隨機點進行檢查分類的正確與否，并統計出分類的精度百分比。

在模板的形成過程中，由于有類的合并或刪除等操作，會照成影像中有多個0值類的情況，這樣在分類圖像精度評定完成后，應對圖像進行RECODE處理，將不需要的0值類都歸為0，并將有用的類別重新排號，這樣也便于以后專題地圖的制作。RECODE操作也可以對于那些區分不是很明顯的類別進行合并。

在以上的操作完成后，可以看出分類得到的圖中，噪點較多，這時便應進行分類后的處理操作了，分為聚類統計、過濾分析以及去除分析。在處理完成后，可以明顯了解處理后的圖像噪點較少。后續過程中，若對分類結果還是叫不滿意，可以運用填充工具手動將圖像進行修改。

2.非監督分類

非監督分類過程較為簡單，先在ERDAS圖標面板工具條中點擊Classifier，單擊Unsupervised Classification選項，在彈出的對話框中設置相關選項即可。

（三）專題圖制圖階段

專題圖的制圖過程主要運用的是ERDAS中的專題地圖編輯器（Map Composer），其用于產生地圖質量的圖像和演示圖，這種地圖可以包含單個或多個柵格圖像層、GIS專題圖層、矢量圖成和注記層。同時地圖編輯可以允許自動生成文本、圖例、比例尺、符號及其它制圖要素。

這一階段的內容主要是在圖中添加方里網、比例尺、圖例、指南正以及標題。

首先要準備一個空的制圖文件，來進行后去的制圖工作。其次便是運用Annotation中的圖標來確定專題制圖范圍，加入方里網、比例尺、指南針以及標題。

最后得到專題地圖如下圖（這里所用的圖是未融合的分類圖像）：

三、流程圖

以下的流程圖只是涵蓋的監督分類的流程，非監督分類主要就是運用Classifier中的Unsupervised Classification功能，操作較為簡單，這里就沒有具體的繪制流程圖。

參考文獻

[1] 黨安榮，王曉林，陳曉峰，張建寶.ERDAS IMAGINE遙感圖像處理方法[M].北京：清華大學出版社，2009

[2] 抦孫家.遙感原理與應用[M].武漢：武漢大學出版社，2009