9.1 拼接概念

本章主要介绍如何创建算法来显示并处理两幅或者多幅影像数据，首先介绍一些基本概念。

经过数字化扫描及几何校正后的数字化遥感影像，均为一幅幅具有相同比例尺的影像图。这些影像图互相之间都存在着部分的重叠。所谓影像拼接（镶嵌）就是通过对相邻影像图的无缝拼接处理，把这些影像图相互间的重叠部分去掉，从而为在逻辑上将这些影像图整合成覆盖较大地区的大幅影像图创造条件。

 

9.1.1 ER Mapper拼接能力

可以创建不同数据类型之间的拼接：

l         不同的波段数；

l         不同数据格式；

l         不同分辨率或者像元大小；

l         不同投影系统。

 

9.1.2 影像显示优先级

通过移动算法图层的位置来调整数据显示的优先级（最上层的图层优先级最高）。新载入的影像在原影像的上层显示。

注意：图层优先级只适用于栅格图层；而矢量图层则不考虑其在算法中的位置，永远在栅格图层之上显示。

 

9.2 练习

本练习主要学习如何创建灰度和RGB影像拼接算法，并学习通过直方图匹配和羽化来帮助平衡对比度、修均影像间的拼接线。同时您也将学会如何压缩数据。

通过本练习主要完成以下任务：

l         通过建立算法来完成影像间的拼接；

l         拼接时对不同影像作不同的操作；

l         为拼接影像制定图层的优先级；

l         使用直方图匹配使拼接缝隙最小；

l         压缩后的拼接影像。

注意：在进行以下练习之前，请确保其它ER Mapper影像窗口都已经关闭，只打开主菜单窗口。

 

9.2.1 创建灰度值影像间的拼接

本节目标：学习如何拼接多幅影像，并制定影像显示的优先级。

注意：以下使用的实例数据均是首先地理校正到同一投影系统后的影像，因此可在同一张拼接图上显示出来。

 

选择影像进行显示、拼接

1、  在常用功能工具条中点击Image Display and Mosaic Wizard（影像显示拼接向导） 按钮；

2、  在此向导中点击载入数据按钮  ；

 

3、  选择文件examples\Applications\Airphoto\3_Balancing\ADAR_Del _Mar_ 1.ers。

该数据是高分辨率多光谱航空影像数据，数据值代表三个不同波长的光谱反射。

4、  选择如下图选项：

可以把该目录下所有同种格式文件拼接到一起。

5、  点击Next>按钮，进入下一个页面。

选择拼接影像类型

本页面使您能够指定影像文件的特征和地址，向导将所有指定文件进行拼接。

1、  在弹出的下列界面中只选取手动设置拼接属性按钮，其他的不选择。

将拼接该目录中所有相同像元大小、数据类型和波段数的影像。

2、  点击Next>按钮，进入下一个页面。

选择拼接属性

本页面使您能够指定拼接影像文件的属性。

1、  在弹出的界面中只选择羽化修均边界选项，其他的不选择。

2、  点击Next>按钮，进入下一个页面。

选择显示方式

本页面使您能够指定拼接影像的显示方式。

1、  在弹出的下列界面中选择灰度选项；

2、  点击Next>按钮，进入下一个页面。

选择显示波段

本页面使您能够指定拼接影像的灰度值显示波段。

1、  从下拉菜单中选择B1波段；

 

2、点击Next>按钮，进入下一个页面。

拼接并显示影像

本向导在当前目录中进行搜索，找到并拼接、显示如下影像文件：

ADAR_Del_Mar_1.ers

        ADAR_Del_Mar_2.ers

        ADAR_Del_Mar_3.ers

1、  保留Image wizard has finished页面；

2、  拖动影像窗口到合适的大小；

3、  右键选择Quick Zoom> Zoom to All Datasets选项；

4、  在主菜单中单击编辑算法按钮  ；

打开算法对话框。每个影像的第一波段作为灰度值显示并进行拼接。

5、  如果有必要，选择Move Up和Move Down按钮调节显示顺序。

打开、关闭影像

1、  右键中间的影像“Pseudo Layer”，选择Turn Off按钮  ；

只有上面和下面的影像显示出来，中间的影像关闭。

2、  右键选择中间的影像“Pseudo Layer”，选择Turn On按钮  。

此时打开中间影像，三个影像均显示出来。

放大到实际影像范围

1、  扩宽影像窗口；

2、  选择算法窗口中的最上面的 “Pseudo Layer”文件（ADAR_Del_Mar_1）；

3、  在影像窗口中右键选择Quick Zoom>Zoom to Current Dataset选项；

ADAR_Del_Mar_1影像完全显示在影像窗口中。

说明：Zoom to Current Dataset选项使数据集缩放到选择的文件大小，这个在影像拼接过程中是非常有用的。

 

9.2.2 创建RGB影像拼接

本节目标：学习如何以RGB方式显示多幅影像并进行拼接。

我们使用影像显示和拼接向导，以RGB方式重新显示拼接影像。

 

创建影像显示方式

1、  从仍然打开的Image Wizard has finished向导页面，选择Back to Change display method按钮；

2、  在显示方式对话框中选择Red Green Blue选项；

3、  点击Next>按钮，进入下一个页面；

4、  选择RGB123作为显示类型；

该选项指红：第一波段；绿：第二波段；蓝：第三波段。

5、  点击Next>按钮，进行拼接，进入最后的RGB显示模式；

6、  点击Finish按钮来退出该向导，但是不要关闭影像窗口。

 

9.2.3 影像拼接的颜色平衡

本节目标：学习如何使用航片颜色平衡向导来处理拼接后的影像。

 

打开航片颜色平衡向导

1、  在常用工具条中打开Image Balancing Wizard for Airphotos（航片颜色平衡向导） ；

本向导处理当前活动窗口的影像，需要将前例处理结果处于打开状态。

2、  点击Next>按钮，进入下一个页面。

分析颜色平衡影像

说明：在进行颜色平衡之前需要对影像进行分析，分析结果存储在影像头文件中。如果影像没有进行过分析，需要进行如下步骤。

1、  点击Next>按钮来分析影像；

2、  点击Next>按钮，进入下一个页面。

选择影像平衡方式

1、  选择Balanced with clip regions（使用接边重叠区平衡）选项；

2、  点击Next>按钮，进入颜色匹配页面。

影像颜色匹配

说明：本向导页面可以使您选择是匹配单幅影像还是全体影像。本例中我们选择按照ADAR_Del_Mar_3.ers显示方式进行颜色匹配。

1、  选择Match colors to individual file（按照单幅影像进行颜色匹配）选项，然后点击Next>按钮；

2、  在出现的页面中选择ADAR_Del_Mar_3.ers；

3、  选择99% Linear clip选项，点击Next>按钮；

注意：如果需要进行压缩，请不要选择99％ Linear clip选项。

4、  点击Finish按钮退出航片颜色平衡向导。

说明：99% Linear clip表示按照直方图截取出99％的像元后再线性拉伸。

 

9.2.4 压缩

本节目标：学习如何使用压缩向导进行大幅影像的压缩，并且使压缩后的文件可以在ER Mapper、Word、ArcView等软件中读取。

 

打开影像压缩向导

1、  在主菜单中选择File>Save as Compressed image…（或者点击Compress工具条中的压缩按钮  ）；

打开影像压缩向导页面。

2、  在输出文件类型选项中选择ECW格式；

3、  选择使用当前算法窗口选项；

4、  点击载入影像按钮  ；

5、  选择一个输出路径以保存压缩后的文件，保存格式为ecw格式；

6、  在页面中选择Color（RGB）；

 

7、  点击Next>按钮进入下一个向导页；

出现压缩比例设定页面。

 

选择压缩比例

1、  在压缩比例设定页面中输入压缩比为50；

2、  在设置压缩分辨率向导页面中选择第一个选项，让压缩器设定输出分辨率；

3、  点击“Compute Summary Information”按钮以查看摘要；

计算出的摘要信息显示出来。可以看到输出文件格式、大小、显示方式、压缩比例以及波段数等。

4、  点击Finish。

出现压缩进程条，显示估计压缩时间。

 

一旦完成压缩，显示ECW压缩信息对话框。显示了实际压缩比例、输出文件实际大小等信息，本例中实际压缩比例为45.9：1。

 

5、  点击OK，关闭压缩信息对话框。

查看压缩后的文件

1、  在文件下拉菜单中选择Open；

2、  打开刚才压缩后的影像。

压缩后的文件出现在影像显示窗口中。

关闭影像窗口和算法对话框

1、  在主菜单中选择Close，关闭影像窗口；

2、  点击算法对话框中的Close，关闭算法对话框。

此时只有ER Mapper主菜单出现在显示屏上。

 

小结 

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         使用影像显示和拼接向导完成影像的拼接；

l         使用航片影像颜色平衡向导来平衡拼接后的影像；

l         使用压缩向导完成影像的压缩。

 

9.2.5 手动创建灰度影像拼接

本章其余练习介绍不使用向导如何手动完成拼接工作。我们推荐尽量使用向导完成拼接功能。也可以跳过这些练习直接进入下一章的学习。

本节目标：学习如何在不同的图层中显示多幅影像并创建影像的拼接，以及学习如何指定影像的优先级。

注意：如下练习中的实例影像已经校正为相同的投影系统，因此可以在一个拼接文件中显示出来。

 

打开新的影像窗口和算法对话框

1、  在主菜单中点击算法编辑按钮  ；

打开算法编辑对话框。

2、  在算法编辑对话框中点击Surface按钮，并从颜色列表中选择Grayscale；

3、  点击Layer键，重新显示处理对话框。

载入数据集

1、  在算法编辑对话框中点击载入数据集按钮  ；

2、  打开文件Application\Airphoto\3_Balance\ADAR_Del_Mar_1.ers；

增加另一幅影像以创建拼接

1、在算法编辑对话框中点击Duplicate按钮  ；

在算法中看到复制出一个新的图层。

2、点击载入数据集按钮  ；

3、在同一个目录下选择ADAR_Del_Mar_2.ers，点击Apply this layer only。

注意：因为只想要将第二个图层变成新的数据，所以需要点击Apply this layer only，否则所有的图层都将变成新的数据。

第二张影像的一部分在第一张影像之下显示。

缩小以查看所有影像

1、在影像窗口中右键选择Quick Zoom>Zoom to All Dataset选项；

ER Mapper缩小影像，以显示两幅ADAR影像数据。

增加第三幅影像影像

1、在算法编辑对话框中点击Duplicate按钮  ；

在算法中看到又复制出一个新的图层。

2、点击载入数据集按钮  ；

3、在同一个目录下选择ADAR_Del_Mar_3.ers，点击Apply this layer only；

4、拖拉扩大窗口，并右键选择Quick Zoom>Zoom to All Dataset选项，使所有的影像均出现在影像窗口中。

 

打开、关闭中间影像

1、右键选择中间的影像“Pseudo Layer”，选择Turn Off按钮  ；

只有上面和下面的影像显示出来，中间的影像关闭。

2、右键选择中间的影像“Pseudo Layer”，选择Turn On按钮  ；

3、此时又打开中间影像，三个影像均显示出来。

调亮中间影像以增强拼接线

1、  选择中间的影像“Pseudo Layer”，其数据集为ADAR_Del_Mar_2.ers；

2、  选择颜色转换按钮  ；

3、  在转换对话框中点击直方图均衡化按钮；

4、  关闭颜色转换对话框。

改变中间影像的显示优先级

1、  选择中间的影像“Pseudo Layer”，其数据集为ADAR_Del_Mar_2.ers；

2、  点击上移按钮；

图层ADAR_Del_Mar_2.ers移动到上层。

3、  选择上层影像“Pseudo Layer”（ADAR_Del_Mar_2.ers），并将其拖到图层列表的下层；

 

9.2.6 手动创建RGB影像拼接

本节目标：学习如何在不同的图层中以RGB方式显示多幅影像并创建影像的拼接，以及学习如何指定影像的优先级。

 

打开RGB算法模板

1、  在主菜单中点击Open按钮  ；

2、  在Directories菜单下选择\examples；

3、  打开Miscellaneous\Tamplates\Common\RGB.alg算法文件。

在RGB图层中载入ADAR影像

1、  在算法对话框中点击载入数据集按钮  ；

2、  在Directories菜单下选择\examples；

3、  打开Application\Airphoto\3_Balance\ADAR_Del_Mar_1.ers；

打开ADAR_Del_Mar_1.ers文件。

增加另一组RGB图层

1、  在图层列表中选择红色图层；

2、  在算法的Edit菜单下选择增加红色图层；

3、  在算法的Edit菜单下选择增加绿色图层；

4、  在算法的Edit菜单下选择增加蓝色图层；

这样就新增了一组RGB图层。

在新的RGB图层中载入邻近的ADAR数据集

1、  选择新的红色图层，点击载入数据集按钮  ；

2、  在Directories菜单下选择\examples；

3、  打开Application\Airphoto\3_Balance\ADAR_Del_Mar_2.ers；

4、  点击Apply to this layer；

在红色图层中加入ADAR_Del_Mar_2.ers文件。

5、  分别选择新的绿色和蓝色图层，点击载入数据集按钮  ；

6、  按照上述方法在相应的图层中载入ADAR_Del_Mar_2.ers文件。

这样，在新的RGB图层中载入ADAR_Del_Mar_2.ers文件。

增加第三幅影像影像

1、  在算法编辑对话框中点击Duplicate按钮  ；

2、  点击载入数据集按钮  ；

3、  按照上述方法载入ADAR_Del_Mar_3.ers文件。

 

9.2.7 使用直方图匹配

本节目标：学习如何使用直方图匹配功能来完成多幅影像的颜色平衡。

 

打开颜色转换对话框

1、  在算法菜单中选择最下层红色图层（ADAR_Del_Mar_2.ers）；

2、  点击颜色转换按钮  ；

3、  在颜色转换对话框中点击直方图匹配按钮  ；

4、  点击Yes，进行直方图匹配处理；

5、  点击颜色转换对话框中Move to next red layer  按钮；

可以看到ADAR_Del_Mar_1.ers图层的颜色转换已经随着与ADAR_Del_Mar_2.ers直方图匹配出现变化。

绿色图层直方图匹配

1、  在算法菜单中选择最下层绿色图层（ADAR_Del_Mar_2.ers）；

2、  在颜色转换对话框中点击直方图匹配按钮  ；

3、  点击颜色转换对话框中Move to next Green layer  按钮；

可以看到ADAR_Del_Mar_1.ers图层的颜色转换也已经随着与ADAR_Del_Mar_2.ers直方图匹配出现变化。

蓝色图层直方图匹配

1、  在算法菜单中选择最下层蓝色图层（ADAR_Del_Mar_2.ers）；

2、  在颜色转换对话框中点击直方图匹配按钮  ；

3、  点击颜色转换对话框中Move to next Blue layer  按钮；

同样可以看到ADAR_Del_Mar_1.ers图层的颜色转换也已经随着与ADAR_Del_Mar_2.ers直方图匹配出现变化。

4、  点击颜色转换对话框中关闭按钮。

 

9.2.8 使用拼接线羽化

本节目标：学习如何使用ER Mapper拼接羽化功能帮助平衡拼接重叠区域。

 

载入四个数据集拼接算法

1、  在主菜单中点击Open按钮  ；

2、  在Directories菜单下选择\examples路径；

3、  打开算法文件 Functions_and_Features\Data_Mosaic\Interactive_Mosaic_of_4_ datasets.alg；

4、  在主菜单中点击ZoomBox Tool按钮  ；

5、  放大以下重叠区域。

 

打开拼接羽化选项

 

1、  在算法窗口中打开Feather（羽化）选项；

从图中可以看到经过羽化的效果，其拼接线变得模糊了。

2、  点击Close来关闭ER Mapper