遥感原理与应用课程设计任务书
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1 《遥感原理与应用课程设计》任务书
一、课程设计的目的
1、加深理解和巩固理论课上所学的有关遥感的基本原理、遥感传感器的成像机理、遥感图像的处理方法、专题信息提取以及遥感综合应用技术；
2、锻炼自主编程设计遥感图像处理算法和熟练运用遥感软件独立分析问题、解决具体问题的实际工作能力；
3、培养良好的工作习惯和科学素养，为今后参加科学研究工作以及毕业设计打下良好的基础。
二、课程设计的任务
1、针对遥感影像数据，设计从遥感影像上进行专题信息提取与专题图制作的总体方案、具体方法与详细流程步骤。此任务以个人为单位进行；
2、利用遥感图像处理软件完成“遥感专题信息提取与专题图制作”的成果实现。此任务以个人为单位进行；
3、用VC对遥感原理中所涉及的图像处理主要算法，按专题进行自主编程设计，也可自拟设计项目经指导教师同意后进行编程设计。此任务以1-2人为一组进行，每小组任选一专题，专题如下：
专题1
对灰度图、彩色图颜色值进行线性拉伸的算法实现
显示灰度图，彩色图颜色值直方图的算法实现
对灰度图，彩色图进行直方图均衡的算法实现
专题2
对彩色图进行任意角度旋转的算法实现
对彩色图进行缩小放大的算法实现
对彩色图进行平移的算法实现
专题3
对灰度图进行均值滤波（3*3、5*5、7*7）的算法实现
对灰度图进行中值滤波 （3*3、5*5、7*7）的算法实现
对灰度图进行高斯平滑的算法实现
对灰度图进行梯度锐化的算法实现
专题4
对灰度图用不同算子进行边缘检测的算法实现
Sobel算子、Robert算子、Prewit算子、Laplace算子 2 Krisch算子、Canny算子
专题5
图像色彩空间变换（RGB->HIS、HIS->RGB)的算法实现
彩色图像灰度化的算法实现
专题6形态学处理
腐蚀（水平、垂直、全方向）、膨胀（水平、垂直、全方向）的算法实现；
开运算（先腐蚀后膨胀）、闭运算（先膨胀后腐蚀）的编程实现。
专题7植被指数和变化检测
植被指数的算法原理与程序设计
变化检测的算法原理与程序设计
专题8基于多项式几何纠正
纠正多项式系数解算、纠正变换函数建立、坐标转换、灰度重采样的算法原理与编程实现
专题9影像镶嵌：
镶嵌影像边界计算
镶嵌影像像素值计算（重叠区域、非重叠区域）
亮度、反差调正以及边界线平滑
专题10影像融合
空间域非加权融合算法原理与成编程实现
空间域加权融合的算法原理与编程实现
HIS变换融合的算法原理与编程实现
专题11K均值法分类：
初始聚类中心的选取
最近距离准则逐像素初始分类；
新聚类中心计算与分类；
迭代终止条件设定，分类结果输出
专题12基于ISODATA法的聚类分析
初始聚类中心的选取
最近距离准则逐像素初始分类
类的分裂与合并
新类中心的计算与分类
迭代运算的控制
分类结果的输出
专题13小波变换 3 三、课程设计的方式
1、教师提供课程设计的遥感图像处理软件（ERDAS）和实习数据；
2、学生根据课程设计任务完成“遥感专题信息提取与专题图制作”的总体方案设计与流程框图设计，交给教师审核；
3、利用ERDAS软件完成“遥感专题信息提取与专题图制作”的成果实现；在具体操作中有疑问提倡先独立思考、后询问教师、再归纳总结的方法；
4、对每一步骤的实现方法进行归纳总结，找出其中的难点和关键点，并对每一步处理的效果进行评估，找出影响效果的因素和提高效果的方法；
5、利用VC完成算法的设计和实现，编程中出现疑难可采取查阅资料、相互讨论、询问教师的方法，不得互相抄袭、拷贝。
四、课程设计的安排
1、时间：2015年6月15日—6月28日
2、地点：信息学部 附三-201、5号楼318实验室
（详细见实习安排课表）
3、内容安排
单元 内容
1 教师讲解课程设计的任务安排，学生学习任务书、熟悉ERDAS软件主菜单中每个大模块的主要功能，重点看Viewer、Import、DataPrep、Interpreter、Classifier、Modeler六个模块的在线帮助，弄清楚它们的功能含义，完成方案设计和流程框图
2 教师审核课程设计方案并集中讲解“遥感专题信息提取与专题图制作”的主要步骤和流程，学生阅读指导书、掌握遥感数据处理的相关操作
3-7 ERDAS软件实现专题信息提取
整理实习成果：对每一步骤的实现方法进行归纳总结，找出其中的难点和关键点，并对每一步处理的效果进行评估，找出影响效果的因素和提高效果的方法
撰写课程设计报告
8-13 自主设计编程实现遥感图像处理算法
14 分班级成果验收答辩
五、课程设计的成果
1、“遥感专题信息提取与专题图制作”的总体方案与流程框图；
2、ERDAS软件完成的“遥感专题信息提取与专题图制作”专题图；
3、按课程设计内容，完成基于ERDAS 软件的“遥感专题信息提取与专题图制作”的设计报告。
设计报告按以下格式撰写： 4 1）课程设计的目的和意义
2）课程设计的原理和方法
3）课程设计的过程和步骤
4）课程设计的结果分析与评价
5）课程设计的总结与体会
4、VC编程实现算法设计的程序代码；
5、VC编程实现遥感图像处理算法的设计报告，设计报告按科技论文格式撰写。
六、课程设计的要求
1、每个学生都应在教师指导下独立完成或小组分工协作完成。提倡交流、讨论，严禁抄袭、拷贝等现象。课程设计完成后每个学生制作PPT并进行个人答辩，个人答辩情况将计入成绩；
2、严格按课程设计安排课表时间准时到达实验室，不得随意旷课、迟到、早退。主动维护好实验室硬软件，请保持实验室卫生，下机时带走随身杂物。
七、课程设计的考核
1、ERDAS软件部分（40%）
2、算法自主设计编程与答辩（50%）
3、平时考勤（10%）
八、参考书目
[1] 《VisualC++数字图像获取、处理及其实践应用》，人民邮电出版社，杨枝灵等，2003年1月；
[2] 《遥感原理与应用》，孙家柄等，武汉大学出版社，2003年；
[3] 《遥感原理与应用课程设计》任务书与指导书；
[4] ERDAS中文教程。
5 《遥感原理与应用课程设计》指导书
ERDAS IMAGINE是美国ERDAS 公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件。它以模块化的方式提供给用户，使得用户可根据自己的应用程序的要求、资金情况合理地选择不同功能模块及其不同组合，对系统进行剪裁，充分利用软硬件资源，并最大限度地满足用户的专业应用要求。
ERDAS IMAGINE 面向不同需求的用户，对于系统的扩展功能采用开放的体系结构以IMAGINE
Essentials、IMAGINE Advantage、IMAGINE Professional的形式为用户提供了低、中、高三档产品架构，并有丰富的功能扩展模块供用户选择，使产品模块的组合具有极大的灵活性。
在图像处理方面，直观的操作步骤使用户操作起来非常灵活方便。IMAGINE的窗口提供了卷帘、闪烁、设置透明度以及根据坐标进行窗口关联功能，方便多个相关图像的比较。ERDAS IMAGINE 为不同的应用提供了250多种地图投影系统，还有非常方便的坐标转换工具。新开发的专家分类器，为高光谱、高分辨率图像的快速高精度分类提供了可能。此工具突破了传统分类只能利用光谱信息的局限，可以利用空间信息辅助分类。
ERDAS IMAGINE 图标面板的功能如下表所示：
图 标 命 令 功 能
IMAGINE Credits 查阅ERDAS信用卡
Start IMAGINE Viewer 打开IMAGINE视窗
Import / Export 启动数据输入输出模块
Data Preparation 启动数据预处理模块
Map Composer 启动专题制图模块
Image Interpreter 启动图像解译模块
Image Catalog 启动图像库管理模块
Image Classification 启动图像分类器
Spatial Modeler 启动空间建模工具
Radar 启动雷达图像处理模块
Vector 启动矢量功能模块
Virtual GIS 启动虚拟GIS模块 6
一、视窗操作
本节在了解视窗菜单、工具等各项功能的基础上，重点学习掌握以下内容：
图像文件的显示及缩放功能
两幅图像的叠加（混合、卷帘、闪烁）操作
如何修改图像的头信息
单点、矩形区域光标查询功能
AOI菜单及工具板操作
栅格图像的常用处理
1．视窗功能简介
二维视窗（Viewer）是显示栅格图像、矢量图形、注记文件、AOI（Area Of Interest 感兴趣的区域）等数据层的窗口。ERDAS IMAGINE软件有三种途径打开一个新视窗：
ERDAS图标面板菜单栏：Main → Start IMAGINE Viewer…→
ERDAS图标面板工具栏：点击图标 →
在视窗 的文件下拉菜单选 ： File → New → Viewe →
1）视窗菜单命令及功能（略，见文件菜单操作）
2）视窗工具栏命令及功能
图
标 命 令 功 能 图
标 命 令 功 能
Open Layer 打开文件 Measure Points,lines
and Areas 量测点、线、面
Close Top Layer 关闭最顶层文件 Start/Update Inquine
Cursor 启动光标查询功能
Show Info
For Top Layer 显示最顶层文件信息 Show Tool Palette for
Top Layer 显示对应顶层文件的工具菜单
