基于高分影像城市绿地提取111

基于高分影像城市绿地提取1基于高分影像城市绿地信息提取基于高分影像城市绿地提取2目录1问题阐述...........................................................................................................32工作方案...........................................................................................................33影像处理...........................................................................................................43.1基本原理................................................................................................43.1.1裁剪.............................................................................................43.1.2融合.............................................................................................43.1.3正射校正.....................................................................................43.1.4大气校正.....................................................................................43.2具体步骤................................................................................................43.2.1裁剪.............................................................................................43.2.2融合.............................................................................................73.2.3定义坐标系.................................................................................83.2.5正射校正.....................................................................................93.2.5大气校正...................................................................................113.3小结......................................................................................................124绿地信息提取.................................................................................................134.1基本原理..............................................................................................134.2具体步骤..............................................................................................134.3小结......................................................................................................185总结.................................................................................................................18致谢.....................................................................................................................18基于高分影像城市绿地提取31问题阐述利用题中提供WorldView多光谱影像与SPOT全色影像经过融合处理、校正后提取出绿地信息。2工作方案在ENVI主菜单中选择FilePreference，设置工作空间。先对全色数据与多光谱数据进行裁剪，得到研究区域，对裁剪后的数据融合，经过校正导入流程化工具，用基于规则的特征提取方法提取出城市绿地信息，绘制专题图，流程图如图2-1所示。图2-1流程图多光谱数据全色数据图像裁剪图像融合定义坐标系正射校正QUAC大气校正面向对象特征提取矢量化专题图绘制基于高分影像城市绿地提取43影像处理3.1基本原理3.1.1裁剪图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除，我们采用不规则分幅裁剪，根据已知矢量文件生成感兴趣区，进行裁剪。3.1.2融合将低空间分辨率的多光谱影像和高空间分辨率的全色影像进行重采样，生成一幅具有高分辨率多光谱影像，使处理后的图像既具有高分辨率，又具有多光谱特征。融合关键是两幅图像的精确配准以及处理过程中融合算法的选择。在此我们选择Gram-SchmidtSpectralSharpening融合方法。3.1.3正射校正正射校正是对图像空间和几何畸变进行校正生成多中心投影平面正射图像的处理过程，它除了能纠正一般系统因素产生的几何畸变外，还可以消除地形引起的几何畸变。采用少量地面控制点与相机或卫星模型结合，确立星际、图像和地面三个平台简单关系，建立正确的校正公式，产生精确的正射影像。3.1.4大气校正由于当电磁波穿过大气的时候，对大气产生折射、反射、散射、吸收等影响，使得地物反射率、辐射率、地表温度等和实际发生偏差。大气校正目的是消除大气和光照等因素对地物反射的影响，是反演地表真实反射率的过程。3.2具体步骤3.2.1裁剪（1）在ENVI主菜单选择FileSaveFileAsENVIStandard，在弹出对话框上选择Import，输入要进行裁剪的影像，如图3-1所示。基于高分影像城市绿地提取5图3-1输入裁剪影像（2）在SelectSpatialSubset对话框中选择Map，在弹出的对话中输入要裁剪的坐标范围，如图3-2所示。点击ok，在NewFileBuilder对话框中设置存储路径点击ok完成裁剪，设置如图3-3所示，结果如图3-4所示。图3-2坐标范围设置基于高分影像城市绿地提取6图3-3裁剪参数设置基于高分影像城市绿地提取7图3-4全色影像裁剪结果（3）用同样方法对另一幅影像进行裁剪，结果如图3-5所示。图3-5多光谱影像裁剪结果3.2.2融合（1）在ENVI5.2中打开全色影像与多光谱影像，在Toolbox中选择ImageSharpeningNNDiffusePanSharpening工具进行融合，设置如图3-6所示，结果如图3-7所示，是融合后的影像既具有多光谱影像的色彩及信息，又具有全色影像的高分辨率。基于高分影像城市绿地提取8图3-6融合设置图3-7融合结果3.2.3定义坐标系（1）在ENVI主菜单中，选择MapCustomizeMapProjections，输入高分影像，。基于高分影像城市绿地提取93.2.5正射校正（1）在ENVI主菜单中选择MapOrthorectificationOrthorectifywithGroundControl，在GroundControlPointsSelection面板中添加控制点，控制点选择结果如图3-8所示，我们选取了7个控制点，误差结果为3.5个像元，符合校正精度。误差如图3-9所示。图3-8选择控制点图3-9控制点误差（2）选择OptionsOthorectifyFile…选择孩子能射矫正的文件，如图3-10所示，参数设置如图3-11所示，结果如图3-12所示。基于高分影像城市绿地提取10图3-10选择正射校正影像图3-11校正参数设置基于高分影像城市绿地提取11图3-12正射校正结果3.2.5大气校正在ENVI主菜单中选择SpectralQuickAtmosphericCorrection，输入融合后的数据，设置如图3-13所示，结果如图3-14所示。波谱曲线变化如图3-15所示。从两个曲线中可以看出消除了大气吸收的影响。图3-13大气校正参数设置基于高分影像城市绿地提取12图3-14大气校正结果图3-15校正前后波普曲线对比3.3小结在此部分，先对两幅影像进行裁剪，再融合，减少了融合的计算量，提高了工作效率；然后对数据进行定义投影、几何校正、正射校正以及大气校正等操作，使影像能够正确反应地表真实信息，符合下一步提取绿地的需要。基于高分影像城市绿地提取134绿地信息提取4.1基本原理集合临近像元为对象用来识别感兴趣的光谱要素，充分利用高分辨率的全色和多光谱数据的空间、纹理和光谱信息对图像分割和分类，以高精度的分类结果或者矢量输出。它分成两个过程:图形对象的构建和对象的分类。4.2具体步骤（1）在ENVI5.2中，打开大气校正后的数据。（2）在Toolbox中选择FeatureExtractionRuleBasedFeatureExtractionWorkflow工具，输入大气校正后的影像，如图4-1所示。图4-1数据加载（3）植被归一化处理：因为植被归一化指数公式为：（NIR-R）/(NIR+R)，所以选取第五波段和第七波段对植被进行归一化处理，设置如图4-2所示。基于高分影像城市绿地提取14图4-2植被归一化处理（4）点击Next，设置分割与合并参数，在图4-3所示控制面板上调整分割等级和合并等级，观察图像变化，选择一个合理的值，最后设置如图4-3所示。图4-3分割与合并参数设置（5）新建规则，打开预览，我们发现图4-4中红色房顶被识别为植被，所以要建立第二个规则，区别房顶。基于高分影像城市绿地提取15图4-4第一个规则执行对比（6）添加第二个规则，规则如图4-5所示，打开预览，我们可以看到房屋和植被可以很好地区分，对比图如图4-6所示，规则结果如图4-7所示。图4-5添加的规则图4-6提取植被前后对比基于高分影像城市绿地提取16图4-7添加的规则（7）完成规则输入后进行输出设置，矢量输出如图4-8所示，栅格输出设置如图4-9所示，规则输出设置如图4-10所示，绿地提取结果如图4-11所示。图4-8矢量输出设置基于高分影像城市绿地提取17图4-9栅格输出设置图4-10规则输出设置基于高分影像城市绿地提取18图4-11绿地提取结果4.3小结在此部分，我们利用ENVI中的流程化工具提取绿地信息，选择的是基于规则的特征提取方法，得到的绿地信息，基本符合实际情况，结果合理。5总结首先对影像进行基本处理，裁剪后进行融合处