基于ERDAS的遙感圖像預(yù)處理

馬冰冰　李宏超

摘 要：衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的重要組成部分，以此為基本數(shù)據(jù)源，根據(jù)其屬性信息建立數(shù)據(jù)解譯標(biāo)志，在地理空間數(shù)據(jù)的獲取與更新中發(fā)揮著重要作用。該文在介紹Erdas軟件的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了其作業(yè)過(guò)程當(dāng)中的幾個(gè)主要的技術(shù)環(huán)節(jié)，包括影像幾何校正、影像鑲嵌、影像裁切。

關(guān)鍵詞：Erdas圖像處理軟件；遙感圖像；預(yù)處理

中圖分類(lèi)號(hào) TP751 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2015）20-104-02

1 ERDAS遙感圖像處理軟件簡(jiǎn)介

ERDAS IMAGINE是美國(guó)ERDAS公司開(kāi)發(fā)的遙感圖像處理系統(tǒng)。它以其先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，友好、靈活的用戶(hù)界面和操作方式，面向廣闊應(yīng)用領(lǐng)域的產(chǎn)品模塊，服務(wù)于不同層次用戶(hù)的模型開(kāi)發(fā)工具以及高度的RS/GIS（遙感圖像處理和地理信息系統(tǒng)）集成功能，為遙感及相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的用戶(hù)提供了內(nèi)容豐富且功能強(qiáng)大的圖像處理工具。目前，ERDAS IMAGINE軟件已經(jīng)成為世界上市場(chǎng)份額最大的專(zhuān)業(yè)遙感圖像處理軟件。

2 基于ERDAS的遙感圖像預(yù)處理

在遙感影像處理與分析中，預(yù)處理（Preprocessing）是最初也是最基本的影像操作。圖像校正是從具有畸變的圖像中消除畸變的處理過(guò)程，消除幾何畸變的過(guò)程稱(chēng)為幾何校正（Geometric Correction）；另外，為了能更好地分析和使用遙感數(shù)字圖像，還需要對(duì)遙感圖像增強(qiáng)、濾波、變換和特征提取等處理，從而能更準(zhǔn)確地獲取和提取到所需的信息。

2.1 資料準(zhǔn)備 一幅遙感數(shù)據(jù)拿到手后，首先要做的常常是賦予遙感圖像的地理坐標(biāo)系統(tǒng)，搜集與分析有關(guān)資料、選擇合適波段與恰當(dāng)時(shí)相的遙感圖像，不同的遙感圖像可滿足不同分類(lèi)的精度要求。（1）軟件ERDAS8.5版本以上，（2）系統(tǒng)樣例數(shù)，需要校正的Landsat TM圖像：tmAtlanta.img；作為地理參考的校正過(guò)的SPOT：PanAtlanta.img；用于拼接處理的圖像wasia1_mss.img、wasia2_mss.img。

2.2 正射影像的幾何糾正 首先在Erdas圖像件中轉(zhuǎn)換影像格式，把.tif格式轉(zhuǎn)為.img格式。同時(shí)也可以將糾正好的影像用Import中的Export進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，輸出.tif，用Import轉(zhuǎn)換影像格式。轉(zhuǎn)換完成后在Erdas中用Viewer打開(kāi)所要糾正的影像，用Raster中的Geometric correction的Polynomial模型進(jìn)行糾正，Polynomial Order選取3次項(xiàng)。Projection中Add/change Projection→下分別選取Transverse Mercation投影和Krasovsky橢球體，如果有中央經(jīng)線的需加上，點(diǎn)擊OK。

→Apply→Close→選中Image layer（new viewer）→點(diǎn)擊OK→在文件夾找到已糾正過(guò)有坐標(biāo)的影像點(diǎn)擊OK出現(xiàn)。

在左右影像中分別放大均勻選取10個(gè)同名準(zhǔn)確點(diǎn)位，這10個(gè)點(diǎn)位是影像糾正中的控制點(diǎn)位，一定要準(zhǔn)確無(wú)誤、均勻分布。選取時(shí)應(yīng)仔細(xì)對(duì)比左右兩景影像，選擇沒(méi)有發(fā)生變化固定的點(diǎn)位，例如道路交叉點(diǎn)，街道交叉點(diǎn)等、橋梁點(diǎn)、水庫(kù)大壩點(diǎn)等，一般情況下由于水系隨季節(jié)、時(shí)令變化較大，選擇時(shí)要慎重考慮。選取10個(gè)控制點(diǎn)后軟件自動(dòng)計(jì)算出中誤差RMS Error的值，大小要控制在3以?xún)?nèi)。如果在以后的選取同名點(diǎn)的過(guò)程中出現(xiàn)超出限差3的點(diǎn)位，要仔細(xì)檢查對(duì)比是否準(zhǔn)確無(wú)誤；如果超限過(guò)大就可把此點(diǎn)刪除，在此點(diǎn)位附近重新選取其它同名點(diǎn)再觀察誤差值，直至在限差以?xún)?nèi)，然后再選取下個(gè)點(diǎn)位。每影像選取約40～50個(gè)均勻分布的控制點(diǎn)；如果影像中包含有城市范圍，就要以城區(qū)作為重點(diǎn)，在城區(qū)范圍內(nèi)多選取控制點(diǎn)，如選取城區(qū)的主要街道交叉點(diǎn)等，在城區(qū)的糾正精度控制好，做到誤差值減到最小。

前10個(gè)控制點(diǎn)選取后可點(diǎn)擊GCP Tool下的file→save input as分別取名稱(chēng)把左右點(diǎn)位進(jìn)行保存，可以用來(lái)在重新糾正中再次調(diào)入點(diǎn)位。如果影像范圍內(nèi)包含山區(qū)，且海拔比較高，糾正時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)誤差值較大，這時(shí)就要加入DEM重新糾正。

對(duì)輸出影像起名稱(chēng)在putput file 中保存到相應(yīng)的文件夾中；resample method 中選取biliner interpolayion 雙線性?xún)?nèi)插和選取所要糾正影像的分辨率的值。

等糾正完成后用viewer 先打開(kāi)原有已糾背景影像，再打開(kāi)后糾正的目標(biāo)影像圖，后選viewer→utility→swipe，將兩景影像疊加對(duì)比檢查糾正情況是否有誤差存在，若誤差過(guò)大則要重新對(duì)影像進(jìn)行糾正，重復(fù)此過(guò)程直到合格為止。如果在前面的糾正過(guò)程中選點(diǎn)比較準(zhǔn)確，誤差值控制較好，一般情況下在進(jìn)行重疊檢查時(shí)，兩景影像對(duì)比誤差不會(huì)出現(xiàn)。

2.3 正射影像的鑲嵌 當(dāng)研究區(qū)域在不同的圖像文件上時(shí)，需要將不同的圖像文件拼合在一起形成一幅完整的圖像，這就是圖像的鑲嵌（Mosaic），通過(guò)鑲嵌處理，可以獲得更大范圍的地面圖像。參與鑲嵌的圖像可以是不同時(shí)間同一傳感器獲取，也可以是不同時(shí)間不同傳感器獲取的圖像，但同時(shí)要求鑲嵌的圖像之間要有一定的重疊度，并校正到同一地圖坐標(biāo)系中。也就是說(shuō)，待鑲嵌的圖像要有相同的地理參考。

Erdas中對(duì)糾正好帶有坐標(biāo)值的影像進(jìn)行拼接，在拼接前首先要疊加兩景影像檢查重疊部分，如果拼接處誤差較大，拼接不上，就要對(duì)影像重新糾正，選點(diǎn)時(shí)要著重對(duì)兩景影像重疊部分多加選取同名點(diǎn)進(jìn)行糾正，直到能夠拼接，打開(kāi)Erdas軟件，用DataPrep→mosaic image打開(kāi)后分別添加進(jìn)行已糾正后的兩景影像找到重疊部分用劃線工具將疊加在上部的影像裁掉然后用Mosaic tool→process輸出名稱(chēng)即可。

2.4 正射影像裁切 根據(jù)圖幅規(guī)定的范圍來(lái)裁切正射影像。通過(guò)遙感信息處理軟件的裁切模塊，輸入所需裁切的坐標(biāo)就可以方便快捷的裁切出需要的數(shù)字正射影像，并自動(dòng)生成正射影像的定位附加信息。在Erdas中對(duì)糾正好帶有坐標(biāo)值的影像進(jìn)行裁切，打開(kāi)Erdas軟件，利用DataPrep→subset image后分別輸入要裁切的文件和輸出的文件起名稱(chēng)，在下面輸入裁切的左上角和右下角的X、Y的坐標(biāo)值OK即可。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，遙感影像在我國(guó)的數(shù)據(jù)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，衛(wèi)星遙感技術(shù)的迅速發(fā)展，把人類(lèi)帶入了立體化、多層次、多角度、全方位和全天候的新時(shí)代。

參考文獻(xiàn)

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[3]戴昌達(dá).SPOT和TM圖像的綜合分析與應(yīng)用效果初探[J].北京：測(cè)繪出版社，1989.

（責(zé)編：張宏民）