ErdasImagine_Методичка. Казанский государственный университет институт инновационных космических технологий лаборатория геоинформационных систем
 Скачать 7.57 Mb.
|
|
1 КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ИННОВАЦИОННЫХ КОСМИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ ЛАБОРАТОРИЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ВВЕДЕНИЕ В ERDAS IMAGINE сборник упражнений по курсу «Методы ДЗЗ в геологии» Казань 2009 2 ПЕЧАТАЕТСЯ ПО РЕШЕНИЮ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ КОМИССИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА КГУ Составители: доцент кафедры геофизики Чернова И.Ю. , аспирант кафедры геофизики Нугманов И.И. Учебное пособие предназначено для студентов III и IV курсов и магистров геологического факультета КГУ. Упражнения выполняются в среде настольной геоинформационной системы Erdas Imagine (ERDAS, США). При составлении данного пособия были использованы материалы учебных пособий Erdas Imagine «Erdas IMAGINE Tour Guide 9.3» и «Erdas IMAGINE Field Guide 9.3», а также материалы сервиса www. gis-lab.ru, www.dataplus.ru. 3 Настройки параметров ERDAS IMAGINE (Preferences Setting) Цель: Изучение настроек параметров ERDAS IMAGINE с помощью диалогового окна Preference Editor. Примечание: После вода значений в соответствующие поля, необходимо нажимать ENTER, иначе значение не будет сохранено. 1. В меню Главной панели IMAGINE выберите Session →Preferences (Сессия/Параметры). На экране появится Preference Editor. 2. В появившемся диалоговом окне Preference Editor по умолчанию отображаются параметры категории User Interface & Session (Пользовательский Интерфейс и Сессия). Установите следующие параметры (при этом имя директории данных может быть иным, в соответствии с конфигурацией компьютера, на котором вы работает) 4 Default Data Directory Директория Данных по умолчанию Указываете расположение своей папки Default Output Directory Директория выходных данных по умолчанию Указываете расположение своей папки Log Message Level Уровень сообщений в журнале verbose (подробно) Temorary File Directory Директория временных файлов c:\temp Beep After Job Finished Звуковой сигнал после завершения процесса включено Session Log Printing Печать журнала работы (never) никогда 3-Band Image Red Channel Default Номер канала, по умолчанию используемого для красного цвета в трехканальных изображениях 3 3-Band Image Green Channel Default Номер канала, по умолчанию используемого для зеленого цвета в трехканальных изображениях 2 3-Band Image Blue Channel Default Номер канала, по умолчанию используемого для синего цвета в трехканальных изображениях 1 В категории Viewer установите следующие параметры: Tool Palette Size Размер пиктограмм инструментов small Clear Display Очистка Вьювера перед загрузкой изображения включено Fit to Frame Вписать изображение в окно Вьювера выключено Background Transparent Прозрачный фон изображения выключено Щелкните кнопку User Save. Указанные Вами установки будут сохранены в файле “v8preferences”. Закройте диалог Preference Editor, щелкнув кнопку Close. 5 УПРАЖНЕНИЕ 1 Отображение данных (Displaying Data) Цель упражнения: Изучить возможности отображения данных различных форматов. Задание 1 Импортировать файлы обменного формата ARC/INFO (ARC/INFO interchange files) в векторные покрытия ARC/INFO (шаги 1 и 2) Задание 2 Загрузить во Вьювер растровый файл IMAGINE (шаги 3-6) Задание 3 Отобразить перекрывающиеся (overlapping) снимки (шаги 7-9) Задание 4 Загрузить во Вьювер перекрывающиеся векторное и растровое изображения, показав направление на север и масштабную линейку (шаги 10-12) Задание 5 Отобразить во Вьювере снимок, используя DLL прямого чтения формата TIFF (без импортирования его в формат ERDAS Imagine) (шаг 13) Входные данные: lanier.img, germtm.img, german.eOO, bigstone_napp.tif, caspian*_mss.img Выходные данные: german (покрытие ARC/INFO) Инструменты: Open Layer (диалог Открыть слой) 1. В данном упражнении используются покрытия ARC/INFO. Сначала их нужно импортировать из обменного формата ARC/INFO Interchange format (.е00). На Главной Панели IMAGINE щелкните кнопку Import. В появившемся диалоге в списке Туре (Тип) выберите Arc_Interchange to Coverage. В списке Media (Носитель) выберите File (Файл на диске). В строку Input File (входной файл) поместите имя german.e00, предварительно выбрав директорию, где этот файл находится. Выходной файл (Output file) будет назван автоматически. Нажмите ОК. 2. Поскольку создается покрытие (Coverage), используйте установки, предложенные по умолчанию, и нажмите ОК. Когда работа завершится, в окне состояния нажмите ОК. Теперь ваш файл представлен в формате Arc Coverage (покрытие ARC/INFO), и является "родным" векторным форматом для ERDAS Imagine. Именно этот файл вы будете использовать позднее в упражнении для наложения на снимок. 3. В меню Вьювера выберите File → Open. Появится список категорий файлов, с которыми можно работать в ERDAS Imagine. После выбора категории появляется диалог для загрузки файлов этой категории во Вьювер. Для того чтобы отменить выбор категории и выйти из меню, щелкните мышкой в любом месте окна Вьювера. 4. На панели инструментов Вьювера щелкните кнопку Open →Raster Layer. Ответьте на вопросы 1 и 2. 5. Выберите caspian1_mss.img. Обратите внимание на появившееся уменьшенное изображение – chip preview. Режимы работы с Chip preview могут быть изменены через Preference Editor. • UNIX: Откройте вкладку Permissions (Права доступа) • Windows: Откройте диалог Properties (Свойства), щелкнув правой кнопкой мыши на имени файла Ответьте на вопросы 3 и 4. 6. Откройте вкладку Raster Options (Опции загрузки растра). Включите флажок Fit to Frame (вписать снимок в окно Вьювера) и нажмите ОК. Загруженное во Вьювер растровое изображение автоматически будет отображено с растяжкой гистограммы в два стандартных 6 отклонения. При использовании опции No Stretch (Нет растяжки истограммы) можно отобразить данные без изменения контраста, но в таком случае снимок обычно труднее интерпретировать. 7. Еще раз воспользуйтесь кнопкой Open →Raster Layer. Выберите снимок caspian2_mss.img. Откройте вкладку Raster Options. ОТКЛЮЧИТЕ флажок Clear Display (Очистить Вьювер перед загрузкой) для того, чтобы отобразитьво Вьювере два снимка одновременно. Нажмите ОК. Ответьте на вопрос 5. 8. Теперь во Вьювер успешно загружены два перекрывающихся снимка. На панели инструментов Вьювера щелкните кнопку Open. Щелкните кнопку Recent (Последние) – появляется перечень недавно использовавшихся файлов. Выберите файл caspian1_mss.img и нажмите ОК. Нажмите ОК еще раз, чтобы отобразить снимок таким же образом, как он отображался во Вьювере перед этим. 9. Щелкните кнопку Open →Raster Layer и выберите файл caspian2_mss.img. На вкладке Raster Options отключите флажок Clear Display, но включите Background Transparent (Прозрачный фон). Нажмите ОК. 10. Создайте новое окно Вьювера, щелкнув кнопку Viewer на Главной Панели IMAGINE. Вновь воспользуйтесь кнопкой Open →Raster Layer из панели инструментов Вьювера. Выберите germtm.img Ответьте на вопрос 6. На вкладке Raster Options включите флажки Fit to Frame (Вписать изображение в окно Вьювера) и Clear Display (Очистить Вьювер перед загрузкой). Установите комбинацию спектральных каналов для синтеза RGB=4,5,3. Нажмите ОК. 11. В меню Вьювера вы можете найти опции View / North Arrow (Стрелка направления на север) и View →Scale Bar (Масштабная линейка). Включите эти опции. С помощью мыши перетащите эти элементы в любую точку Вьювера. Значки будут оставаться в той части окна, где вы их поставили, и при изменении масштаба изображения (Zoom), и при изменении размеров окна Вьювера (Resizing). Щелкните кнопку Zoom →In By 2 (Увеличить в 2 раза) на панели инструментов Вьювера–изображение будет увеличено в два раза. Отметим, что стрелка направления на Север и Масштабная линейка по-прежнему присутствуют, но значения на масштабной линейке изменились. 12. Щелкните кнопку Open →Vector Layers. Выберите тип файла (File type) ArcCoverage. Выберите german и нажмите ОК. Это покрытие ARC/INFO, которое было импортировано в первом шаге упражнения, и теперь вы наложите его на растровый снимок. Измените размер окна Вьювера, если это необходимо. 13. Создайте новое окно Вьювера, щелкнув кнопку Viewer на Главной Панели. Щелкните кнопку Open →Raster Layer. В списке File Type выберите формат файла TIFF. Вы увидите, что в директории есть TIFF файл с именем bigstone_napp.tif. При запросе о создании пирамидальных слоев отбражения ответьте ‘Yes’. Загрузите его во Вьювер таким же образом, как предыдущие снимки. Ответьте на вопросы 7 и 8. 7 Вопросы: 1. Какая директория по умолчанию содержит данные и что указывает на это? 2. Какой тип файла появляется по умолчанию в списке файлов? 3. Имеете ли вы возможность изменить права на работу с файлом? 4. Почему часть изображения Caspian 1_mss отобразилась черным цветом? 5. Сколько строк, столбцов и спектральных каналов имеет этот снимок? 6. Если вы хотите открыть во Вьювере файл в формате IMG после загрузки в этот Вьювер файла bigstone_napp.tif, какой тип файла появится в диалоге по умолчанию? 8 У ПРАЖНЕНИЕ 2 П РОСМОТР ИЗОБРАЖЕНИЙ В E RDAS I MAGINE . Г ЕОГРАФИЧЕСКОЕ СВЯЗЫВАНИЕ ТРЕХ РАЗЛИЧНЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ . Цель упражнения: познакомиться со следующими понятиями: • Ядро, модули Erdas Imagine • Вид. Интерфейс вида. • Добавление изображений • Параметры изображений • Открывание нескольких видов. • Географическое связывание видов. • Параметры пикселей связанных окон. Данные: 1. космический снимок lanier.img 2. тематический почвенный слой lnsoils.img 3. тематический гидрологический слой lnhydro.img 1. Запустите Erdas Imagine. Щелкните Пуск → Программы→Erdas Imagine 9.x. Откроется меню Erdas Imagine 9.x и Вид #1 (Viewer #1). 2. Добавьте в Вид #1 космический снимок lanier.img. Для этого щелкните меню File → Open → Raster Layer 9 Выберите файл и щелкните на закладку Raster Options. Пометьте Fit to Frame. Нажмите OK. 3. Добавьте два тематических слоя. Для этого откройте новые Виды. Нажмите кнопку Viewer. В новый второй вид добавьте Lnsoils.img, в третий - lnhydro.img. 4. Вы должны связать все три вида. Щелкните View →Link/Unlink Viewers→Geographical. 10 В окне Link/Unlink Instructions Вы выбираете вид для связывания. – Щелкните на Вид для связи с указанным Видом – Щелкните на Вид для разрыва связи с указанным Видом – Невозможно связаться с указанным Видом Вызвав окно связи в меню Вида #1 (Viewer #1), передвиньте мышку на Вид #2 (Viewer #2). В окне Вида #2 появится указатель . Щелкните мышкой по Виду #2 (Viewer #2) и свяжите Вид #1 и Вид #2. Повторите ту же процедура для Видов #2 и #3. 5. Добавьте для Вида #2 Utility> Inquire Cursor. 11 Теперь в окне Вида #2 курсор связи для всех трех видов. Информация о текущих пикселях отражается для Вида #2. Для отражения информации о пикселях других видов нажмите на кнопку 6. Увеличьте с помощью лупы изображение в центре окна Вида #2. В окнах других видов появляются контуры увеличенного участка. 7. Отключите связь между Видами. С АМОСТОЯТЕЛЬНО . Соедините Вид #1 и Вид #3. Результаты показать преподавателю для проверки. 12 УПРАЖНЕНИЕ 3 И ЗУЧЕНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ОТОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НА СНИМКАХ И ВЫБОР ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА СИНТЕЗА Цель: подобрать оптимальные варианты синтеза для изучаемых объектов Входные данные: 1. Файл delt1234.img, содержащий фрагмент зонального снимка (зон 1, 2, 3, 4), МСУ- СК от 20 июля 1997 г. на дельту Волги. 2. Файл butovo1_57.img, содержащий фрагмент зонального снимка в зонах 1, 2, 3, 4, 5, 7, Landsat ETM+, от 6 октября 1999 г. на Северное Бутово (Москва). Выходные данные: Оптимальные варианты синтеза для изучаемых снимков. Последовательность операций: Вывести синтезированный снимок с предложенными параметрами на экран. С помощью предоставленного описания распознать на экране основные объекты дешифрирования и оценить, хорошо ли различаются цвета, которыми они отобразились. Изменить сочетание зон в синтезе и контраст изображения, выбрать оптимальный вариант синтеза для изучаемых объектов. Начнем с изучения района дельты Волги по снимку МСУ-СК. Откройте файл delt1234.img: Создайте новое окно Вьюера, щелкнув кнопку Viewer на Главной Панели IMAGINE. Воспользуйтесь кнопкой File → Open→ Raster Layer из панели инструментов Вьювера. Выберите delt1234.img. Ответьте на вопрос: Сколько строк, столбцов и спектральных каналов имеет этот снимок ? На вкладке Raster Options включите флажки Fit to Frame (Вписать изображение в окно Вьюера) и Clear Display (Очистить вьювер перед загрузкой). Установите комбинацию спектральных каналов для синтеза RGB=4,2,1. Нажмите ОК. Описание основных объектов, изобразившихся на снимке дельты Волги: (Для просмотра снимка используйте кнопки увеличения и уменьшения, расположенные на панели инструментов ) Основной цвет снимка, синтезированного в варианте 4-2-1– оттенки красного цвета – соответствует разнообразной растительности, сохраняющей зеленый аспект в середине лета. Это тростниковые и разнотравно-тростниковые луга, тростниковые и рогозовые заросли на островах и крае дельты, галерейные ивовые леса вдоль проток в нижней части дельты. Эти виды растительности характеризуются наиболее высокими значениями яркости в ближней инфракрасной – 4-й зоне (которая в данном варианте синтеза окрашена в красный цвет) и низкими в красной – 2-й зоне снимка МСУ-СК (окрашенной в зеленый). Это хорошо согласуется с обобщенной кривой спектральной отражательной способности для зеленой растительности, которая приведена на рис. 8. Изменение оттенков изображения от ярко-красного до темного красно-коричневого связано с различиями в видовом составе растительных сообществ или фазе вегетации и густоте растительного покрова. Так, сплошные тростниковые заросли, разнотравно- тростниковые луга и сельскохозяйственные поля с вегетирующими посевами культур имеют интенсивный красный цвет. Тростниково-рогозовые заросли и изреженные заросли тростника на затопленных островах и крае дельты имеют темный красновато-коричневый цвет, приближающийся к 13 серому, что объясняется смешением в большом пикселе участков растительности и открытой воды. Такие участки, из-за осреднения значений яркости воды и растительности в пикселе, имеют сниженные значения яркости в ближней инфракрасной - 4-й зоне снимка. Близкими серовато-коричневыми оттенками изображается выцветшая травянистая растительность на необрабатываемых сельскохозяйственных полях и сенокосных лугах. В северо-западном углу снимка голубым цветом изобразились пустынные и полупустынные ландшафты с редкой частично выбитой полупустынной и остепненной растительностью. Такая же растительность характерна и для бэровских бугров, которые изображаются светло-голубыми полосками в пределах дельты. Тем же цветом изображаются на снимке и населенные пункты. Водные поверхности на рассматриваемом снимке изображаются в гамме цветов от темного сине-фиолетового до черного: наиболее темный цвет имеет вода чистая, без взвесей, а более светлый, синий и темно-голубой – вода мутная с большим количеством взвешенного материала. Оттенками красновато-фиолетового цвета изображается водная растительность на поверхности дельтовых водоемов и по краю дельты. Вы можете построить спектр отражательной способности для любого пикселя изображения, для профиля, прочерченного через ряд пикселей или для целой прямоугольной площадки пикселей. Для этого на панели Вьювера нужно запустить инструмент PROFIL TOOLS (если у вас есть вопросы по его использованию, обратитесь к преподавателю). После просмотра всех описанных участков, выведите снимок delt1234.img во втором окне рядом с первым, теперь в сочетании зон 3-2-1, оставив все остальные параметры вывода на экран такими же, как и для синтеза в сочетании 4-2-1. Есть ли существенная разница между изображениями? Скорее всего, вы большой разницы не обнаружите. Связано это с тем, что зоны 3 и 4 сканера МСУ-СК очень похожи: обе расположены в ближней инфракрасной части спектра в непосредственном соседстве. Как видно по рис. 8, зона 3 расположена правее основного минимума спектральной отражательной способности для растительности, и поэтому не улучшает ее различение по сравнению с зоной 4, а наоборот, дает только промежуточные значения. В целом, зона 3 как бы «дублирует» зону 4, но при этом различия между объектами в ней меньше. Это аналогично ситуации с зонами сканера Landsat MSS (0.7- 0.8 и 0.8-1.1 мкм). Дополнительно проиллюстрируем вышесказанное, построив и сравнив гистограммы спектральных яркостей для различных зон снимка МСУ-СК. Для этого выберите инструмент для отображения информации о слоях на панели Вьювера. В появившемся диалоговом окне ImageInfo выберите закладку Histogram, и вы увидите гистограмму для 1-ой зоны . Меняя номер зоны в списке, вы сможете увидеть гистограммы всех спектральных зон снимка. На гистограммах по оси х откладывается значение спектральной яркости, а по оси y –количество пикселей, обладающих такой спектральной яркостью. Если соединить все гистограммы в одном координатном пространстве, то получите картину, подобно той, что представлена рисунке ниже: 14 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 |