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遥感图像彩色变换

(2011-02-23 07:22:00)
标签:

杂谈

分类: 教育博文

1、原理和方法
  在使用单波段图像时,由于成像系统动态范围的限制,地物显示的亮度值差异较小。又由于人眼对黑白图像亮度级的分辨能力仅有10~20级左右,而对色彩和强度的分辨力可达100多种,因此将黑白图像转换成彩色图像可使地物的差别易于分辨。
  1. 彩色合成(color composite)
  在通过滤光片、衍射光栅等分光系统而获得的多波段图像中选出三个波段,分别赋予三原色进行合成。根据各波段的赋色不同,可以得到不同的彩色合成图像。
  1) 真彩色合成
  在通过蓝、绿、红三原色的滤光片而拍摄的同一地物的三张图像上,若使用同样的三原色进行合成,可得到接近天然色的颜色,此方法称为真彩色合成。
  2) 假彩色合成
  由于多波段摄影中,一副图像多不是三原色的波长范围内获得的,如采用人眼看不见的红外波段等,因此由这些图像所进行的彩色合成称假彩色合成。
  计算机的彩色合成原理与光学彩色合成原理相同,在计算机系统中,彩色合成的操作更简单,只要改变调色板,即改变各原色的合成比例和波段,就容易改变影像的色彩。
  进行遥感影像合成时,方案的选择十分重要,它决定了彩色影像能否显示较丰富的信息或突出某一方面的信息。以陆地卫星Landsat的TM影像为例,当4,3,2波段分别被赋予红、绿、蓝颜色进行彩色合成时,这一合成方案就是标准假彩色合成,是一种最常用的合成方案。实际应用时,常常根据不同的应用目的在试验中进行分析、调试,寻找最佳合成方案,以达到最好的目视效果。
  2. 密度分割
  将一副图像的整个亮度值变量L按照一定量分割为若干等量间隔△L,每一间隔赋予一种颜色Ck,以Ck控制成像系统的彩色显示,就可得到一副假彩色密度分割图像。

2、实习目的

  1. 通过计算机中彩色合成的演示,了解加色法原理;
  2. 理解遥感图像彩色合成的基本原理;
  3. 掌握选用不同的合成方案产生不同的合成效果的方法,从而达到突出不同目标地物的目的。

3、实习数据与软件
  实习数据:南京市2003年2月18日TM影像
  软件:Envi4.0

4、实习步骤

  1. 彩色合成
  1) 真彩色合成
  ①运行Envi4.0;
  ②File> Open image file,选择AA.hdr;
  ③从 Available Bands List 内,选择 “RGB Color” 切换按钮;
  ④分别将Band1、Band2、Band3名导入到标签为 “R:”、“G:”、“B:” 的文本框中,点击 “Load RGB” ,显示真彩色合成图像,如图1所示。

http://kc.njnu.edu.cn/dky/nb/page/upload/200510291427038816.jpg
 
图1 真彩色合成图像

  2) 假彩色合成
  方案一:标准4,3,2假彩色合成
  实现步骤基本同上,分别将Band4、Band3、Band2名导入到标签为 “R:”、“G:”、“B:” 的文本框中,合成假彩色图像,如图2所示。
  方案二:4,5,3假彩色合成
  实际应用中,根据不同的应用目的经实验、分析,寻找最佳组合波段,以达到最佳的目视效果。TM的4,5,3波段依次赋予红、绿、蓝进行合成,可以突出较丰富的信息,包括水体、城区、山体等,如图3所示。

http://kc.njnu.edu.cn/dky/nb/page/upload/200510291427325699.jpg
  
图2  4,3,2假彩色合成 

http://kc.njnu.edu.cn/dky/nb/page/upload/200510291427403760.jpg 

图3  4,5,3假彩色合成

  2. 密度分割
  ①在主图像窗口,选择 Overlay> Density Slice,将出现 “Density Slice Band Choice” 对话框(图4)

http://kc.njnu.edu.cn/dky/nb/page/upload/200510291428182630.jpg
 
图4

  在“Defined Density Slice Ranges” 下列有八个系统默认范围。这些范围由滚动窗口计算的最小值和最大值来限定,并显示在 “Min” 和 “Max” 文本框中。
  ②在适当的文本框中输入所需要的最小和最大值,来改变密度分割的范围。要重新设置数据范围到初始值,点击 “Reset”。
  ③ 通过选择对话框时底部 “Windows” 旁所需要的复选框,来选择是否将密度分割颜色应用到图像窗口、滚动窗口或这两个窗口。
  ④点击 “Apply” ,将系统默认的范围和颜色应用于图像上。要编辑数据范围:
  a) 选择一个数据范围,并点击 “Edit Range” 来改变范围值或颜色;
  b) 当出现 Edit Density Slice Range 对话框时,输入所需要的最小和最大值,并从 “Color” 菜单中选择一种颜色;
  c) 点击 “OK” ,执行改变 “Defined Density Slice Ranges” 列表中的范围。
  d) 点击 “Apply” ,把新的范围和颜色应用到图像上。
  要从列表中删除一个范围,选择数据范围,然后点击 “Delete Range”。要清除密度分割范围列表,点击 “Clear Ranges”。
  这里对3波段进行密度分割,按默认设置进行假彩色密度分割,显示如图5

http://kc.njnu.edu.cn/dky/nb/page/upload/200510291428395475.jpg
 
图5 单波段密度分割

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