影像处理的目的在于增加影像的可读性,向用户提供更多的有用信息。为了提高ER
Mapper处理速度,减低学习困难,ERM公司发展了一套新的影像处理技术,称为“Algorithms”(算法)。因此了解算法的功能,可以帮助用户更快、更有效的使用ER
Mapper。
4.1.1
什麼是算法?
算法可以显示影像处理过程与步骤、影像转换流程、增强影像等。算法可以帮助您在任意时刻对影像进行存取或修改。算法存储影像处理信息包括:
l
影像格式的名称
l
影像处理的形式
l
影像处理的波段
l
影像亮度的对比转换
l
影像滤波器
l
影像或波段输出
l
利用各种顏色模式显示文件
l
矢量文件的叠加
l
定义影像大小。
4.1.2
算法模板
算法将各操作步骤存储成算法文件。您可以将算法视为一个模板,同时ER
Mapper也提供了多种不同功能的模板,包括一般的影像显示技术(RGB或单一波段的灰度显示等)、写入磁盘文件及将算法储存成真实文件等。使用算法模板可以节省工作时间。
算法对话框是一个特殊的对话框,主要显示影像处理的各种命令。具体显示窗口如下:
|
数据结构图板 |
利用分层或树状结构显示所有打开的影像文件。 |
|
Surface(界面) |
栅格文件或矢量文件所在的群组。在一个单一算法中可以打开多种不同影像。 |
|
Layers(图层) |
构成影像界面的元素,不同图层包含不同矢量或栅格文件,可以针对个別图层进行处理。 |
|
View
Mode(显示模式) |
设定不同的显示方式,可显示2D或3D文件。 |
|
Tab
pages(页面列表) |
显示控制影像显示或处理技术的选项列表。 |
|
Process
diagram(处理图板) |
针对所选择图层,处理方法的一些图示。 |
用户可以利用两种方式,在ER
Mapper建立算法:
l
利用算法窗口增加不同的图层,输入影像。
l
使用工具条按扭
打开算法。
通过本练习,主要使您掌握如何建立、保存、重新载入简单影像处理算法,并了解如何以三维方式显示影像。用户可以反复练习打开算法,并了解操作。
注意:本练习只是对算法概念作简单介绍,其他详细内容请参见本书其他章节或参见在线用户手册。
通过练习主要完成以下任务:
l
载入新影像,并选择需要显示的影像波段;
l
使用算法对话框来定义处理算法;
l
改变影像颜色查找表;
l
在算法中增加处理公式;
l
在算法中增加文本标注及注释信息;
l
保存处理算法;
l
重新载入并显示算法;
l
增加高度图层,以三维方式显示影像。
注意:在进行以下练习之前,请确定其它ER
Mapper影像窗口都已经关闭,只打开主菜单窗口。
4.3.1
载入并显示影像
本节目标:学习打开影像窗口和算法窗口,载入影像数据,在显示屏中显示影像。您也将学会显示影像不同波段,改变显示影像的颜色查找表。
打开影像窗口和算法窗口
1、
在View菜单下,选择Algorithm…
在显示屏左上角出现一个新的空影像窗口,而算法窗口在右下角显示出来。
注意:ER
Mapper会自动定位到上一次对话框窗口在显示屏中的显示位置。因此您打开的算法窗口位置可能与上述位置不同。
当打开一个空影像窗口时,在算法对话框左侧显示该算法以单波段查表彩色(Pseudocolor)方式显示,红色箭头表示该图层是活动图层。
在单波段查表彩色图层中载入影像
1、
在算法窗口中点击Load
Dataset(载入数据集)按钮
;
出现Raster
Dataset(栅格数据)文件选择对话框。
2、
在Directories菜单中选择\examples;
显示此目录下各子目录列表。
3、
双击目录名“Shared_Data”;
显示栅格影像列表。注意其中每一个文件都有扩展名.ers,这个扩展名表示该文件是ER
Mapper格式文件。
4、
双击影像Landsat_TM_year_1985.ers载入该影像。
文件选择对话框关闭,该影像载入到单波段查表彩色图层中。
注意:ER
Mapper记住上一次载入的颜色列表。因此也可能不显示上述颜色查找列表。
也应该注意到波段选择下拉菜单中显示标签为“B1:0.485_um”,表示该图层选择的是Landsat波段1。
选择并显示Landsat影像不同波段
Landsat Thematic Mapper (TM)卫星影像通常包括7个光谱波段。您可以在栅格数据图层中选择显示其中的任何一个波段。
1、
在算法窗口中点击Band
Selection
(波段选择)下拉菜单,出现波段列表;
2、
点击波段标签B2:0.56_um,Landsat
波段2的影像显示在影像窗口中;
3、
在波段选择下拉菜单中选择其他波段,则对应波段的列表出现在影像窗口中;
4、
在波段选择下拉菜单中重新选择波段标签B1:0.485_um;
注意:当您操作失误时,点击停止按钮
或者Esc键是很有用的。
点击刷新按钮
可以使处理过程继续进行。
5、
在算法窗口中点击Surface键,并选择其中的Color
Table下拉列表按钮;
在下拉菜单中出现一系列颜色查找表菜单。
6、
点击名字为Green的颜色查找表;
较低的像素值在影像中显示暗绿色,而像素值较高的点在影像中显示亮绿色。
7、
选择名字为brown_green的颜色查找表;
较低的像素值在影像中显示棕色,而像素值较高的点在影像中显示绿色。
8、
选择名字为grayscale的颜色查找表。
较低的像素值在影像中颜色较黑,而像素值较高的点在影像中较白。
4.3.2
处理影像
本节目标:学习使用公式在影像中显示植被信息,以及改变影像显示对比度和亮度信息。
在图层中载入植被指数公式,并调节影像对比度
1、在算法窗口中点击公式编辑按钮


,出现公式编辑对话框;
2、
选择Ratios下拉菜单中的Landsat
TM NDVI选项;
出现如上图的公式编辑项,该公式即为植被指数计算公式。其中I1和I2代表的波段可以在下面的Input1和Input2下拉菜单中分别定义。在这里分别选取波段4和波段3。
注意:因为该比值在(-1,1)之间,所以该影像在显示屏中以灰度方式显示时非常暗。可以进行以下处理。
3、
关闭公式编辑对话框;
4、
以上影像为经过NDVI变换后的算法窗口。点击色彩变换
按钮;
出现色彩变换对话框。在对话框底部可以看到实际输入数据范围为(-1,
0.656863),而X轴缺省范围为(0,255),所以影像很暗。
5、
在Limits菜单中选择Limits
to Actual;
在x轴上用变化范围(-1,0.656863)来代替缺省范围(0,255),使影像可以正常显示。

6、
点击Create
autoclip transform按钮
;
下图为进行自动对比增强后的影像,在该图的右下角是经过该过程后显示的直方图。

7、
点击Close关闭色彩变换对话框。
注意:您将在以后的学习中学到更多关于直方图、数据范围、对比增强的知识。
4.3.3
标注并保存算法
本节目标:学习对算法进行标注,并保存算法过程便于以后使用。
对单波段查表彩色图层输入描述信息
1、
在算法窗口数据结构左侧选中并激活标为Pseudo Layer的图层;
鼠标变成插入文字形状
。
2、
键入NDVI。
输入描述信息
1、
在算法窗口数据结构左侧选中并激活[PS]:Default
Surface;
2、
在文本框中键入Surface
1。
对算法输入描述信息
1、在算法窗口中选择Description文本;
2、键入下列文本San
Diego vegetation index。

保存算法
1、
在文件菜单中选择Save
As…
2、
在文件类型中选择ER
Mapper Algorithm(.alg);
3、
在Directories菜单中选择\Examples;
4、
双击文件名Miscellaneous打开该目录;
5、
双击文件名Tutorial打开该目录;
\Examples \Miscellaneous\Tutorial
是ER
Mapper提供专门用于用户练习的文件目录。
6、
输入Landsat-NDVI;
7、
点击应用按钮
保存算法。
4.3.4
重新载入并显示算法
本节目标:学习重新载入并显示刚才生成的算法,然后显示在磁盘中定义算法诸处理步骤的文本文件。
打开另一个影像窗口
1、在标准工具条中点击新建按钮
;
ER Mapper打开新的影像窗口
打开您原来建立的算法
1、
在标准工具条中点击打开按钮
;
2、
在文件打开对话框中选择\Examples\Miscellaneous\Tutorial\Landsat_NDVI,并打开它。
增加评语并查看算法注释
1、
点击Comments按钮;
注意:注释选项不支持中文。
2、
在注释对话框中输入文字信息;
3、
点击OK保存该注释。
4、
在打开对话框中点击Comments按钮,可以查看注释。
4.3.5
以三维方式显示影像
本节目标:学习通过增加高程信息来创建植被指数影像的三维显示效果。
以Brown_Green方式显示植被影像
1、
在算法对话框中选择Surface按钮;
2、
在颜色列表下拉菜单中选择Brown_Green;
3、
在算法对话框中重新选择Layer按钮。
在算法中增加高度层
1、
在算法对话框Edit按钮下选择Add
Raster Layer菜单下的Height。
在高度层中载入数字高程影像
1、在高度图层中选择载入数据集
;
2、
选择\Examples\Share-Data\Digutal_Terrain_Mode.ers并载入该数据。
以三维显示方式查看影像
1、在View
Mode(显示模式)菜单中选择3D
Perspective,显示影像的三维效果。
影像窗口中显示含有地形信息的三维影像。

关闭三维灯光选项
1、
在算法对话框中选择3D
View按钮;
2、
关闭Lighting(灯光)按钮。
该显示消除了人工灯光效果(尽管有时需要这样做,但是可能会抹灭某些细节信息)。
改变观察角度
1、
在标准工具条中点击Hand
Tool按钮
;
2、
使用该选项拖动影像以不同的方式显示。

选择二维模型查看影像,关闭影像和算法对话框
1、
在View
Mode菜单中选择Normal,重新以二维方式显示影像;
2、
点击关闭按钮
,关闭影像;
3、
关闭算法窗口。
当完成这些练习之后,您了解如何在ER
Mapper中完成以下任务。
l
载入新影像,并选择需要显示的影像波段;
l
使用算法对话框来定义处理算法;
l
为影像改变颜色查找表;
l
在算法中增加处理公式;
l
在算法中增加文本标注及注释信息;
l
保存处理算法;
l
重新载入并显示算法;
增加高度图层,以三维方式显示影像。