地理信息系统-操作指南-PIE-Basic示例数据

1PIE-Basic操作说明PIE-Basic具备全流程的数据处理能力，这里以GF1数据预处理为例，介绍软件业务化生产能力。本次操作可分为三部分，GF1数据预处理、监督分类、专题制图。1GF1数据预处理1.1数据处理流程介绍图1-1数据处理流程21.2数据介绍示例数据采用一景廊坊地区GF1影像，对影像进行辐射定标处理后，再对整景影像进行正射校正和融合处理。详细数据列表如下：表1影像数据列表数据类型波段数分辨率(m)坐标系备注GF1原始影像多光谱（4波段）8无坐标全色（单波段）2无坐标基准底图多光谱（3波段）2WGS-84地理坐标DEM单波段90WGS-84地理坐标全球公开图1-2数据视图3图1-3数据覆盖区域1.3辐射定标辐射定标是使用大气纠正技术将影像数据的灰度值转化为表观辐亮度、表观反射率等物理量的过程，以纠正传感器本身产生的误差。按照流程分别对原始影像的全色影像和多光谱影像进行辐射定标处理。选择【图像预处理】模块下的“辐射校正”组，点击【辐射定标】，弹出辐射定标对话框，如下图所示：4输入文件：输入待处理的卫星影像数据；元数据文件：默认自动读取该影像对应的元数据（.xml）文件，也可以用户自定义（国产卫星数据元数据文件一般和数据是存放在一起的，软件会自动读取，Landsat系列数据元数据文件是MTL.txt）；定标类型：选择定标为表观辐亮度或者表观反射率，默认选项是表观反射率/亮温；输出文件：设置输出结果保存路径及文件名。所有参数设置完毕后，点击【确定】按钮，输出辐射定标处理结果。51.4大气校正大气校正的目的消除大气对太阳和来自目标的辐射产生吸收和散射作用的影响，从而获得目标反射率、辐射率、地表温度等真实物理模型参数。大多数情况下，大气校正同时也是反演地物真实反射率的过程。对多光谱辐射定标结果进行大气校正处理。选择【图像预处理】模块下的“辐射校正”组，点击【大气校正】，弹出大气校正对话框，如下图所示：6输入信息：数据类型：设置待处理影像的数据类型，要与输入的文件保持一致，支持DN值、表观辐亮度和表观反射率三种数据类型；DN值类型是没有经过辐射定标的原始影像数据，表观辐亮度和表观反射率类型是辐射定标输出的结果文件。输入文件：输入待处理的影像数据；元数据文件：默认自动输入该影像对应的元数据（.xml）文件，也可以用户自定义，一般都是系统自己读取的；参数设置：大气模式：选择大气模式，支持系统自动选择和手动选择两种方式；手动选择的模式有热带、中纬度夏季、中纬度冬季、副极地夏季、7副极地冬季、美国62标准大气6种，根据影像的实际位置来选择；气溶胶类型：选择气溶胶类型，支持的气溶胶类型有大陆型、海洋型、城市型、沙尘型、煤烟型、平流层型，根据影像的下垫面类型进行选择；设置初始能见度：可以自定义设置，也可以选择系统默认值；选择是否逐像元反演气溶胶：PIE内置了反演气溶胶光学厚度的程序，选择“是”，则表示进行气溶胶光学厚度的反演处理；选择“否”，则不做反演，而是直接使用初始能见度转换的AOD值赋给影像的每个像元，作为每个像元的初始气溶胶光学厚度；输出文件：设置生成的地表反射率影像的保存路径及文件名。所有参数设置完毕后，点击【确定】按钮即可对多光谱辐射定标数据进行大气校正。1.5图像配准按照流程，先以基准影像对全色辐射定标影像做配准，然后再以正射处理后的全色影像为基准对多光谱大气校正影像进行校正。（1）在“图像预处理”标签下的“几何校正”组，单击【影像配准】按钮，打开“影像配准”对话框，如下图所示：8图1-4影像配准对话框（2）设置待配准影像和基准数据。待配准影像：在左侧视图点击按钮，添加全色辐射定标数据；基准数据：在右侧视图点击按钮，添加案例数据中的基准影像。9图1-5设置待配准影像和基准影像（3）匹配控制点这里采用自动匹配控制点，点击图像配准界面上的【匹配】按钮，弹出“控制点匹配”对话框，如下图所示：图1-6控制点匹配参数设置对话框PRC文件：自动读取待校正影像的PRC文件；DEM文件：输入该区域的DEM数据；相关系数：这里默认为0.7；特征点数：设置自动匹配控制点的个数，这里默认3000；粗差剔除阈值：设置粗差阈值控制匹配点的误差，默认为3个像素。设置相关的匹配参数后，点击【确定】按钮，即可实现从待配准影像和基准影像中自动提取控制点。10图1-7控制点分布完成后可对控制点进行编辑，修正或者删除误差较大的点位，这里我们直接选择【删除超标点】，将误差大于2个像素的点位删除，其他点位操作和视图操作可参考手册配准部分功能介绍。1.6正射校正控制点选取完毕后，点击【校正】按钮，在下拉菜单中选择【正射校正】，弹出正射校正参数设置界面，设置数字高程、重采样精度等参数，同时系统自动默认读取待校正影像的RPC系数以及选取的控制点，点击【确定】按钮，即可进行正射校正处理。11图1-8正射校正参数设置界面对话框正射校正参数设置：设置DEM：设置待校正影像的高程，可以设置为常值，也可以输入与影像对应的DEM数据文件，这里输入事先准备的DEM数据；参数设置：选择输出影像的采样模式，设置输出影像的X分辨率、Y分辨率，这里默认输出的影像的原始分辨率；输出信息：选择输出结果的保存路径、名称以及投影信息。12图1-9全色影像正射校正结果全色正射校正完成后，用这个结果作为基准用同样的方法对多光谱大气校正影像进行配准和正射校正。13图1-10多光谱影像正射校正结果1.7图像融合在“图像预处理”标签下，单击【图像融合】按钮弹出图像融合菜单，选择【PanSharp融合】，打开“PanSharp融合”参数设置对话框，如下图所示：14图1-10Pansharp融合对话框多光谱影像设置：输入文件：输入正射校正后的多光谱影像；波段设置：默认选择所有波段。高分辨率影像设置：输入文件：输入正射校正后的全色影像；15高分辨率影像设置波段设置：全色影像只有一个波段，这里默认选择。重采样方法：设置重采样方法，默认选择提供最近邻法重采样方法；输出文件：设置输出融合结果的保存路径及文件名。所有参数设置完成后，点击【确定】按钮即可执行Pansharp融合处理。图1-11Pansharp融合输出结果2图像分类这里采用监督分类，先通过ROI工具制作分类样本，在使用监督分类算法进行分类。162.1ROI工具在“图像处理”标签下的“图像分类”组，选择【ROI工具】，打开ROI工具设置界面，如下图所示：图2-1ROI工具设置界面操作流程：点击【增加】按钮，建立一类新样本，在样本列表中设置该样本的名称和颜色，根据地物形状选择【多边形】、【矩形】、【椭圆】中的一种，在影像窗口绘制ROI，绘制完毕后双击鼠标左键，ROI感兴趣区域即添加到训练样区中。重复上述方法，建立多种分类样本。样本序号：填写新建样本的编号；17ROI名称：当创建一个新样本时，样本名称为类别数，单击ROI名称框即可修改新样本的名称；样本颜色：双击样本颜色框，弹出“选择颜色”对话框即可修改该样本的颜色。选择：点击【选择】按钮，在主视图区需要选择的样本上单击鼠标左键，即可选中该样本。再次点击【选择】按钮，取消样本选择功能；增加：点击【增加】按钮即可建立一类新样本；删除：选中待删除的某类ROI样本，点击【删除】按钮，即可删除该类样本；如要删除某个ROI样本，需要通过【选择】按钮选中该样本，然后点击键盘上的【Delete】按钮；确定：点击【确定】按钮，即可完成感兴趣区域的选择。图2-2样本选择结果182.2距离分类样本制作完成后，开始执行监督分类，这里选择距离分类。图2-3图像分类对话框选择文件：选择上一步的裁剪的结果数据；导入文件：如果要进行处理的文件不在文件列表中，可以通过单击【导入文件】，添加需要处理的文件到文件列表中；19选择区域：这里默认对裁剪出来的数据进行全图分类；选择波段：选择需要分类的波段，默认是全部波段参与分类；选择ROI：选择ROI文件，这里会自动读取制作的ROI样本文件；分类器：设置监督分类规则（最小距离或马氏距离）；输出文件：设置输出影像的保存路径和名称。所有参数设置完毕后，点击【确定】按钮，即可进行距离分类，并输出分类结果。图2-4图像分类对话框3专题出图点击软件主视图左下角的“制图视图”，把视图切换到制图视图状态下，此20时专题制图的功能被激活，通过数据操作、视图操作调整数据布局，然后依次可以添加标题、比例尺、指北针等要素，完成后从将专题图导出保存。图3-1专题制图界面