1、遙感異常提取工作手冊第一節、利用PCI進行遙感異常提取流程遙感異常提取的過程可以用下面的流程圖來描述:果件 壯一 It決激左十擾右邃）* JX1L門限優1X1? IM7nruftSAM1；-OHA門限化FCR門限化常殲異常H巧-級煒佶心、町圖-.緞葉常心二緞涉常（、）像 二級異嘗2叭上般箭卜Idf去干擾異常主分量閾值化技術流程圖HRF-FST 的注：* OHA即HA,為羥基異常的簡稱；FCA即FA,為鐵染異常的簡稱*閾值化，在張玉君教授以前的著作中稱為門限化。（本流程以14231景ETM數據為例進行處理）一、了解該景的基本信息拿到該數據后，首先查看該景數據的基本信息。在寫字板中打開后綴為“數據

2、，出現下面內容:-7T 39Q708EH98D713-1.53364259138344-6.912619061009781-fl.059291266369313-L 13122047123946-D.410496QSOS126331. 18070S70B72557E1. 200&496030S130- M2G19061OO9T810.9691362236)040. 9122M7LZ396IL Q6SDS6ffr3IS81.00300000000000,00300000000000. QODOOOOOOOODO0. 00300000000000. OOOOOOOQOOOOOQ. OOODDOOO

3、ODODI 500000, OQOQ00010000Q0” OOODOOOOOOOOI0. OOODDDOOOOOO*UStS 1IAP ZOJE =OH03DDOC.OOODDOOOOODQO c ODOOOOOOOLIDDO a ODOOOOOOOODOOa ODOOOOOOOODDOCD =BJC030S20001S O0S9O LOC =142/031(2000ACQUISITION )ATE-20021002SATELLITE =LANDEAT7SENSOR =ETJf+SIZNSO? 501C =N)FLVAL LOOM 一腳二E =C. :QLOCATION =142/031 C

4、OWA：QUISITIOU DATE =SAIELLITE =SENSOIi =NSOX HOLE =LOOF AILE =LOCiTIUN =ACQUISITION LATE =SATELLITE =SENSOR =CENSOR NOEE =LOOK ANGLE =LOCATION =ACQUISITION DATE =SAIELLITE =PRJODTT TYPE =OEBITSENSOR =SENEOJt HOLE =LOOK ANGLE =ORIENIEDPRODJCT SIZE 寸DLL SCEBETYPE OF PROCESS Hit； -SYSrENAlIC RESA1PL7MG

5、 CVOLUME #/# IN SET =/ F：QELM PEE LINT =臨甜丁 LHGS PEE BAND =強胡 /別盟STRT LINE # =BLOCKINt FACTOR = REC SUE =41 不陰 1 旺 PKEL SIZE =30, QO0U7F7T BITS PER FIKEL =3 AOULEED BITS FER PIXEL =6EAUD FRE5ENT = 12-3457FILENAME =L71142031_031 ?O023002.010- FiTMLEJUJE =L71142031_D3 2D0210D2.B20.FST FILENAME =L71142

6、031_0312002 002_B3C, FSTriLEHAJE =L71142031_03120021002_MO.FSTFILENAME =L71142031_03120021002_B5CT FSTriLENAHZ =LT2142031_03120021002_B70. FST REVL7iBUSS AND GAI歸 IN ASCENT I1G 3J5D WlTffifR。曲欣GOETRIC DATA HAF PROJECTDN =7M HL1IFSOID =lRfiSSOVDAUffl =J：RASSOUSGS PROJECTION PARAMETERS = 6378245.JOIOC

7、OOODJOOO 636f863. 0187999931000UL =06Wg2, 150E42355,513047CQj. 374733.064M -009140S.22SJE42220.C2MmL53. -2t4095CB7. 310LR =08474& 6U32E4M791.71671r taAHImtt AT.LiuriidalnaD 鼻Mtlimol 祀+iiPraffle Grph Kw Virtw 91 Novi Q S*LietRAAiCU/ 4ii4h. 4FETTE口 T ” 小叱Qtsilfletli 3tLotbas,百 g* Di.npLdF14Hbi：4 ZrVis

8、Ets-1：UtbfliV4 Vtili ki IThlJi邁gg昌 Rn.i. m ng.WiAFT兀 FCTcm口丁利嚀EJJIJFJ lrrr五塚HILi H+p二 QE 甘m空羿tFCAJlsHL 戸 ji 五fTTTFT C7 h t 色口 就 a廿 gMBEflZT (jtinjntsH E4勺il 用無首先看白泥地在各波段的波譜特征，目視解譯及現場考察白泥地的分布，找出典型白泥地的位置進行其波譜特征分析。如下:TASEELT牧M2亡丄亡& Clip Itr* 5-koLALng2、去除白泥地選中E-anrple ProEjle cf SJLecJLed. fhau口H. (a)1

9、OT150Ci gk CDALE uls.Ltf lr X： B. LDi ffcm X：14tJI LI|P lVH-Sfre-FCll ：4P3I pi!oriRIHJLCHsrIoBEDCIt 5Mnn廠ZErmvI。AlPOUEER耳n C q. 7SRASK廠Furuit*rc ia Sat124、125作為去干擾的臨界點。F圖是確定上下限后的實現步驟：點擊Xpace”面板中的命令,j.-Xi i1 in I; L*fiLkj tbwJ *4 期 上J刁 HlUrill4gnf Ml d *a|rdd FM BSLHdord.亦疔U.TS-IO DUEl*.Cwra&i M I PM

10、 I * UWFNPW 弓l*a.BaM. ” I r iiw h i wiLiiM r * IE-R.7; G.4. 0;1D.65, 0 66&40,0.410.30; 0.3114231(2002.10.02)在View”下拉菜單中，選擇Spectral Plot”，彈出左下圖Spectral Ploting ”、 “Spectral Graph”兩個對話框，設置Spectral Ploting ”對話框的參數(Channel min、 Channe max、Image min、Image max、Window size around curser )。在 741 波段組合的 顯示圖像上

11、，在Displayed Spectra ”下面選中某色，點擊From Image” ,再點擊目視解 譯的水體與陰影點，則在“ Spectral Graph ”框中出現選擇點的譜線，總結水體與陰影的波 譜特征，其中，2、3、4是從放大的右上圖中陰影點的譜線，13、15、16是右下圖中水體點的譜線。Ban d6/Ba nd1可以作為消除水體陰影的方法。界限點的選擇與同去除白泥地的選擇方法類似，比較后可得(40,41)是最優的臨界點。道，調出顯示，改變lut水平，取0.9 , 0.65 , 0.4 , 0.3等等，累試比較水體、地形陰影、暗色巖的掩去除水體和地形陰影模效果，盡可能多去除水體和地形陰影

12、，但較少影響暗色巖，最后選定0.4 , 0.41做為去除水體和地形陰影的最佳值。去除水體、陰影后的數據放于10通道中。4、去除植被根據植被的波譜曲線特征，可得去除植被有綠切割 （Band4）、Band5/Band4、Band3/Band4幾種方法，經比較后發現Band3/Band4方法最優。選取臨界點的方法同上。該景Band3/Band4臨界點取0.90，0.91;去除植被后的數據放于12通道中。5、做掩模a、通道8、9做“ AND處理，放于11通道。實現過程如下:b、通道10、12做“ AND處理，放于13通道。c、通道11、13做“ AND處理，放于 7通道。d、利用THR功能做MAS啲S

13、egment,彈出對話框后，如下填入參數，點擊“ StatusRun”從命令窗口中可以知道 Mask保存在Segment 3中。六、準準歸一化處理準準歸一化系數 K=GK d2/sin G根據頭文件中查找的各波段的靈敏度的“L” “H，可以查出GK（見附表2），因此可以11226=255nin確定各波段的K值，結果如下:K仁 1.43276 K2=1.57104 K3=1.45189 K4=2.21835 K5=2.02432 K7=1.935211、各波段與掩模“ AND同時做徑輻射校正徑輻射校正設置要根據各波段的最小值而定，DN格值不變，僅移動坐標零點。、7通道與1通道“ AND后放到8通

14、道中，這樣就把原先的“去邊框”數據沖掉。、同理做2、3、4、5、6通道的掩模與“ AND處理，所得數據分別放在 9、10、11、12、13通道中。2、準歸一化校正從頭文件信息中讀取各波段屬低增益還是高增益狀態，查取列表（附表2）得到對應波段的GK值，代入公式：K=GK d2/sinG即可得到各波段的準準歸一化系數，如下:表2各波段的準歸一校正系數波段123457G1.432761.571041.451892.218352.024321.93521各拉伸后的波段對應乘以準準歸一化系數。如下圖彈出“ ARI Image Arithmetic ”對話框，“CNST參數處輸入 K值，“ RVAL的值寫

15、“ 0, 255，0，255”，然后點擊“Status ”“Run”。r 別-r Jf -ilJUTA.E|3-I LF CTairA.i r-phc:t D - 31Mrphrt C C F甲甲 WU umftl Th 1ft HRJIi到51-ell - tc h-ifcr-A.1Tjphrt6 Cjitl h-6jwuli :-事Lat晶：世-* C*: tptki&tLacL砒J LM J. HUEOJTL 1 Ins q L rULKFaAUE-id ATT 1.7 DM*; flr i Iv fcr *7 &*. K口Lilt4=TTfp*ft.Sjhtce T蘭平Cr-fl/i1

16、! VI jabilLrjrfcTTilW*、同理做9、10、11、12、13通道的準準歸一化校正，輸出的數據分別存在9、10、11、12、13通道中。（注）當因某種原因（頭文件缺失，或僅須做單景異常提取）不能或無須做準準歸一化處 理時,本節的（2、準準歸一化校正）省略,而（1、各波段與掩模“ AND同時做徑輻射校正）改 為各波段與掩模“ AND同時做徑輻射校正及無損失拉伸。同理做9、10、11、12、13通道的徑輻射校正及無損失拉伸，輸出的數據分別存在9、10、11、12、13 通道中。七、主成分分析1、羥基異常（HA）利用B1、B4 B5及B7四個波段的組合進行羥基異常的提取，輸入的應是對

17、應波段的準準歸一化校正后的數據，該示例中是& 11、12及13通道組合。點擊 “XPACE 按鈕，找到 “PCAPrincipal Analysis ”命令，點擊后彈出 “PCAPrincipalT WiTtalll 1Xpare將第一個255 改為108,即在DNmi n-max之間拉伸。IK-MIIMW門a“晳 liutE：則IIJiElaJir1*4 kLsJ，inkiB.rm11 hlJ 1I i i H 11 n 4 rHXartrm DkLhfci!1L&tirliATiiAAr IhM JXTSIKCUnSB 皿中打才專訂3:百空taTTi D 1x11 db dT*KB JC

18、M immfcGI*M* tai： ii aJ nl1】的Ell而汛汛E疇疇 乩gi詢rm亡亡亞|. Ss-ihhtAsplclF*LU!G S-Tfct1 ar rymi -YT-likla| tin, | Lift I. I*LfOCHSTIBCCnrarROnrcI* :Blb*rREjirAnalysis ”對話框，填好參數。其中：DBIC”是參與主成分分析的通道（圖示 8 11、12、13）; “ EIGN是輸出哪些主分量，示例中輸出PC1 PC2 PC3 PC4共四個主分量；“DBOC是輸出的四個主分量放于哪些通道（圖示為17、16、15、14通道）；“DEVRANGE是標準差的范

19、圍（四倍）；“ MASK是掩模（輸入掩模在哪一“ Segme nt”）。點擊 “Status ”“ Run”后，在DOS界面出現統計數據，從中可以得到各分量的特征值及分析羥基異常表現在哪個分 量。選擇羥基異常分量的規定：在特征向量的相關矩陣中，B5與B4、B7的符號相反，而且B5 B7的值越大越好。分析特征向量的相關矩陣可以得出羥基異常集中在PC4中。2、鐵染異常（FA）利用B1、B3 B4及B5四個波段的組合進行鐵染異常的提取，輸入的應是對應波段的準準歸一化校正后的數據，該示例中是& 10、11及12通道組合。對8、10、11、12通道進行PCA得到的各分量分別放于18、17、16、15通道

20、中（17、J?PC416、15已放羥基的PC1 PC2、PC3因羥基異常存于 PC4中，所以PC1、PC2 PC3的數據可以舍棄），其方法與羥基異常的提取方法一樣，統計的數據如下：選擇鐵染異常分量的規定： B1與B3的符號相反，由此可以分析出異常也是集中在 中。PCfiP*inc：Ccnporient: An轟丄晳直匚US.2 EA&lzPACE12:19 2&G*p200G|D：.plxLS3UJ1CtVtVFbVbbLJ L!ep2UUbnput;Cliann o! 10 1112Output Channels:18 丄 716丄5Eigre nc harm els：1234Soimplx

21、ngi D it nap! 0Sample sizeChcuirte 1rie&iiiDevlaL ion53.639715.153210S6.99312fcB3S2B11110.894730.Z75512142.1Wb73S.2084Covai*3La.ncaOP inpuit channels :81011 12T61229,&2IM：3T9.33eve. ai11：393 .12764-3791612!4S.7929 _1G109G.9714S9_99EionudluoDcuiatr icnUdF jnCD1128.334255.931594恥21 1A.1R1 93 ,K8x318-9

22、0006.9934停42,5867Fiflpnu itcfrfrps c*feniuaiiiAnrft natFix鳳nQr*( (ipnj希、;EL商酣20ab0L70530?ZWaS6971-0.55053 -0.18775 -0.15870 0.5B660.45 03-6.80230.73414;fl.Gt0720.713H0.221110.077PC10&Scaling Information:Eicn Out putUnsealedianHidpo intGcnlcCliAnnl ClunnlMlnMaxFACtor119192.7H14.的127.5WB.R72217LSft.GG

23、l9&.S74. 0Q127-5002.9443lt-L11.4bJ47.14b4.127.S(4.b7b4IS-42.11460.2?24-0Q127.50012.371其中：“RVAL參數中的前兩個數即是不同Ku值所對應的上下限。八、異常分級異常的分級利用標準離差的倍數Kc（見附表3）,采用不同的Ku得到的異常范圍就不同。1、羥基異常（HA）HA放在14通道中，打開“ Edit ”下拉菜單中的“ Edit LUT并選擇14通道的直方圖， 在“ Min X” “ Max X”中輸入對應不同的值，則該值就大約對應某個Ku,輸入“ Min X” “ MaxX”后點擊“ Apply”，顯示窗口即可

24、顯示出異常的分布范圍。一般異常分為三級，每級間的 Ku值相差0.5 , Ku值最大的為一級， 次之為二級，最小的為三級。下面是HA的分級Ku取 值及異常分布情況：一級異常，Ku取3.3 。 二級異常，Ku取2.8 三級異常，Ku取2.3以上幾幅圖是異常分布的顯示效果，下面的方法把分級的三層數據保存在三個通道中,經過上述的分級處理，三級異常（ HA-1、HA-2、HA-3）分別放于16、17、18通道中。2、鐵染異常（FA）打開“ View”下拉菜單中的“ Histograms”，顯示15通道的直方圖，發現直方圖的最右邊有一豎條，這可能與干擾有關，因此先將該層與“MASK層（7通道）進行“ AN

25、D處理。+ j Sfatisncs與-HA分級的原理一樣，通過在“Edit LUT ”顯示窗口的顯示效果，可以把三級的 Ku值分別定在3.0、2.5、2.0，得到的-FA三級異常分別放于 19、20、21通道中。九、濾波去除孤立點1、羥基異常（HA）點擊“ FMOMode Filter ”，彈出“ FMO Mode Filter ”對話框，其中：“FLSZ輸入濾波 窗口的大小（圖示為“ 3 3”）。分別對17、18通道進行“ 3 3”、“5 5”濾波，濾波后的 數據仍放于原通道。n X X1鯛：軒円 山后石bMI1 _1Fz* I(ii SJ i Fi J 4 BFa?iltv7 GAGium

26、二 f L tic? unkJIWUIU丄I tLL騒4 7L1X4PJLL-MFljjfit E二 1百吃工J*3iX.k J lltlItdHtaii Eilz-血 Filler0l?TPfllOt ClLIiU-LlQ.JPL土 t V皐* J lil L.2te-jv-illJilt.”T汕 t- JdlAJSI-ARf讓呵百町叫?LllifJSlBEL5ob*l 1 口EQJSrBU:M:kle Filter:T 111 ILT19通道進行“ 3 3”濾波，20、21通道2、鐵染異常（FA）用羥基異常濾波的方法對鐵染異常進行濾波，進行“ 5 5”濾波，濾波后的數據仍放于原通道。十、光

27、譜角分類（SAM光譜角填圖（SAM）可用于異常分類及后處理中的異常優化。此處展示的是異常優化，首 先選定某一感興趣區，該感興趣區代表某類地物特征。對已經過異常提取并分級的數據再做 SAM分類時，不但可以把劃分出的異常進行分類，而且可以也可用于后處理去除假異常。1、羥基異常（HA SAM分類IsT55.96 66.68 52.08 90.52 66.8然后將編輯的文件保存成“.texY:nd.:v Site .M:-nndl l-TirTorCsf-r arl. Z 比 U窗 IInit ebisL BTC：19DBIC：20B1C!21AUTO：USAUTO：USftUTO：USAUTO27L

28、 SU ARI28E SU RR1 2? C BUJ ARI 30 C SU ARI31C fill ARICJhannel Channel Channel Cliannel Cli-annel17 .ANDIS MD 26 HMD 2& MD- 前MD-Chan ne1 ChannelChan ne1Cha.n ne 1Clia.nne 12625192021AUTO fiUIODUHO AUTO 4UT0其中，1-6通道：原始數據；7通道：掩模MASK8-13通道：基礎數據；14通道：PCA(1,4,5,7)的第四主成分PC4;15通道：PCA(1,3,4,5)的第四主成分PC4與MASK

29、勺“ AND處理；16-21通道：經濾波處理；22-24通道：背景數據；25-26通道：SAM現以不同增益兩種時相的 13830 景圖像為例，求出其視反射率換算系數K ，且對低增益狀態的圖像計算了兩種格值的視反射率換算系數：K G 0.2%0.25% 。27-31 通道：SAM分類數據若某景ETM數據每一像素的 DN值經DN B0 K處理，則該圖像歸一為每一灰階代表 G % 視反射率，即此時灰階格值為 G % 視反射率。1 低增益狀態TM E0LMINLMAXkMINkMAXGk %BB0K G 0.2%K G 0.25%1 1969.0 -6.2 293.7-0.009892267 0.46

30、86062780.1883852 5.2511 51.265881.0127021840.0-6.4300.9-0.0109272780.5137528420.20656695.289951.388051.1104431551.0-5.0234.4-0.0101276350.474783570.19090995.304951.282841.026274 1044.0-5.1241.1-0.015346860.7255153140.2916785.261651.959961.567975 225.7-1.047.57-0.0139193290.6621425010.2661665.229651.788531.43