9422

Лабораторная работа № 4

Геометрическая коррекция (трансформирование)

Цель работы: Научиться выполнять трансформирование снимков.

Порядок выполнения:

Корегистрация изображений

Корегистрация – это автоматическое совмещение двух и более растровых изображений, одно из которых выбирается в качестве эталонного.

1)Загрузить мозаику ASTER и 1,2,3 каналы Landsat.

2)Выполнить команду «Трансформация – Корегистрация».

3)В диалоговом окне «Корегистрация» выполнить следующее:

-в группе «Референсный растр» выбрать любой из каналов Landsat;

-в группе «Корректируемый растр» выбрать любой из каналов мозаики

ASTER;

- нажать флажок «Связывать каналы» (рис. 4.1).

Рис. 4.1 – Окно корегистрации

4) Если в окне «Список операций» есть записи, то перед началом работы их нужно удалить.

Первая операция:

-в группе «Модель трансформации» выбрать «Перенос»;

-в группе «Параметры поиска» поставить Иер. уровень равный 1;

30

-нажать кнопку «Добавить»;

-нажать кнопку «Шаг».

Вторая операция:

-в группе «Модель трансформации» выбрать «Аффинная»;

-в группе «Параметры поиска» поставить Иер. уровень равный 0;

-нажать кнопку «Добавить»;

-нажать кнопку «Шаг».

5) Нажать кнопку «Совместить» и все операции операционного листа бу-

дут выполнены.

6) Отменить трансформацию можно двумя способами: вернуться на шаг назад, для чего следует выполнить команду «Трансформация – Отменить по-

следнюю трансформацию» или нажать кнопку на панели инструментов,

или отменить всю выполненную в проекте трансформацию командой меню

«Трансформация – Отменить все трансформации».

7) Сохранить трансформированную мозаику ASTER можно двумя спосо-

бами:

- выполнить команду «Файл – Экспортировать Geogrid». При этом при открытии мозаики она остается в том же виде, что и до корегистрации, однако при дальнейшей работе с мозаикой, прежде всего нужно выполнить «Файл – Импортировать Geogrid» (файл привязки) и выбрать канал с которым работали при трансформации.

- выполнить команду «Файл – Сохранить растр», тогда новые координаты этой мозаики сохранятся и при дальнейшей работе мозаика будет открываться с новыми координатами.

Глобальная трансформация

1) Загрузить снимок Quick Bird, настроить отображение, открыть в сосед-

нем окне снимок Landsat.

Первое приближение (грубая привязка):

31

2)Выполнить команду «Трансформация – Установить опорные точки».

Активизировать инструмент установки опорных точек .

3)Найти сначала на трансформируемом снимке Quick Bird характер-

ную точку, поставить на ней метку, затем на соответствующей точке на опор-

ном снимке Landsat поставить метку. Опорная точка будет установлена и от-

разится в виде тика. Установить не менее 4 опорных точек (рис. 4.3).

4) Выполнить команду «Трансформация – Глобальная трансформация»;

-в окне «Растры»: выбрать каналы для трансформации;

-модель трансформации: «Афинная»;

-«Выполнить» (рис. 4.2)

Рис. 4.2 – Глобальная трансформация

5) Выйдет сообщение об ошибке в трансформировании (невязка). Значе-

ния в метрах. При следующем приближении она должна стать меньше.

6) Трансформируемый снимок переместился на нужное место в рабочем окне (рис. 4.4).

32

Рис. 4.3 – Установка опорных точек

Рис. 4.4 – Трансформация снимка

33

Второе приближение:

7)Выполнить команду «Трансформация – Удалить все опорные точки».

8)Установить не менее 5 опорных точек более тщательно, для точной при-

вязки. Для получения корректного результата трансформации изображения опорные точки должны быть нанесены равномерно, в центре и по краям.

9) Выполнить трансформацию согласно пункту 4.

10) После повторной привязки ошибка должна быть меньше. С учетом того, что опорный снимок Landsat имеет разрешение 30 м, то ошибка меньше этого значения считается допустимой (рис. 4.5).

Рис. 4.5 – Ошибка трансформации

11) Сохранить результаты трансформации можно двумя способами, опи-

санными в пункте 7 первой части.

12) При открытии сохраненного трансформированного снимка появится вопрос «Задать проекцию?». Ответить «Да» и задать WGS 84.

Вопросы для самопроверки:

1.Как правильно выбрать точки на снимке для трансформирования?

2.В чем различие между глобальной трансформацией и корегистрацией?

3.Какое значение ошибки трансформирования считается допустимым?

4.Как сохранять трансформированное изображение?

34

Лабораторная работа № 5

Выявление изменений на разновременных снимках с помощью алгоритма «Change detection»

Цель работы: Научиться выполнять анализ изменения ситуации по разно-

временным снимкам (на примере лесных вырубок).

Change Detection – представляет собой анализ изменения пространственных объектов во времени. Для успешной работы алгоритма необходимо, чтобы обра-

батываемые растры удовлетворяли следующим требованиям:

–растровые каналы должны быть хорошо совмещенными;

–рекомендуется использовать изображения, полученные в близкие по се-

зону даты;

– обрабатываемые изображения должны иметь один базис (иметь одинако-

вый размер в пикселях, пространственное разрешение и координату верхнего ле-

вого угла).

Порядок выполнения:

1. Загрузка данных в программу

1)Открыть растровые изображения Landsat_4 и Landsat_5 в комбинации 1- 2-3 в двух окнах, настроить цветовую гамму для двух растров.

2)Проверить наложение снимков друг на друга.

2. Одноканальное обнаружение изменений

1) Выполнить команду «Редактирование – Одноканальное обнаружение из-

менений» (рис. 5.1).

Вдиалоговом окне отметить «Создавать растр со значениями вероятностей»

изадать:

– референсный растр (Landsat_5) – задает опорный первый растровый слой,

по сравнению с которым ищутся изменения.

35

Рис. 5.1 – Одноканальное обнаружение изменений

– сравниваемый растр (Landsat_4) – задает растровый слой, на котором ищутся изменения по сравнению с первым.

Метод обнаружения – «Главные компоненты».

2) Открыть окно палитры «Changes_probability»: «Окно – Новое окно па-

литры», расположить открытые окна вертикально.

3. Отображение растра в режиме градиентной палитры

1) Выполнить команду «Отображение – Настройки окна палитры» или нажать быструю кнопку .

Диапазон растра задает пороговые значения согласно минимальным и мак-

симальным значениям яркости пикселей слоя, для которого создается палитра.

Для достижения оптимального результата в данной работе минимальное значе-

ние яркости принимается равным 0,75-0,8 (рис. 5.2).

2) Выбрать цвет области с обнаруженными изменениями, цвет вне диапа-

зона; для более четкого отображения изменений – не интерполировать цвета между узлами (рис. 5.3).

36

Рис. 5.2 – Настройка окна градиентной палитры

Рис. 5.3 – Обнаруженные изменения растра в заданном диапазоне

3) Сохранить готовую палитру (окно «Создание градиентной палитры»,

«Сохранить», рис. 5.2).

37

4) Сохранить растр при помощи команды «Файл – Сохранить растры»: фор-

мат вывода – Windows BMP, формат пикселя – float32, фильтр – Эрмитовые сплайны.

4. Векторизация растра

1) Выполнить команду «Инструменты – Экстент», вкладка «Трансформиро-

вать в экстент», Фильтр передискретизации – «Ближайший сосед»; трансформи-

ровать выбранный растр (рис. 5.4).

Рис. 5.4 – Трансформирование растра в экстент

2) Создать новый слой: «Вектор – Управление векторными слоями». Сде-

лать слой изменяемым. Здесь же можно редактировать стиль отображения объ-

ектов во вкладке «Стиль».

3) Выполнить векторизацию растра: «Вектор – Векторизация диапазона»

(рис.5.5):

–выбрать исходный растр («Changes_probability»);

–выбрать диапазон: минимум – 0,75-0,8;

–«Векторизовать».

38

Рис. 5.5 – Векторизация диапазона значений растра

Во вкладке «Векторизация» (рис.5.6):

–выбрать векторный слой для сохранения объектов («Вырубки»);

–отметить поле «Очищать перед сохранением»;

–задать минимальную площадь – 3600;

–задать минимальный периметр – 2000;

–«Выполнить».

Рис. 5.6 – Настройка параметров векторизации

Результатом выполненных действий является векторный слой с границами

участков, на которых обнаружены изменения.

39