2024年4月15日发(作者：)

学号：************** 姓名：** 土地资源管理专业 *班 *组 日期：****年*月*日

实验名称：彩色增强

一、 实验内容

1． 对一幅灰阶影像进行伪彩色增强

2． 利用三个波段的遥感影像进行假彩色增强

3． 利用TM1,2,3,波段的遥感影像进行真彩色合成

二、 实验所用的仪器设备，包括所用到的数据

电脑一台、遥感影像处理软件（ENVI）、多波段影像

三、 实验原理

(1)真彩色合成

是指从多波段遥感影像中选择其中三幅影像在显示屏上合成一幅图像（三合一），该三幅影像

的波段范围与自然界中的红绿蓝光的波长范围大致相同，从而得到与实际地物颜色大致相同的合

成影像的合成方法。

(2)假彩色合成

1.定义：是将一幅自然彩色图像或者是同一景物的多光谱图像通过线性假彩色映射函数变换

为新的三基色分量进行彩色合成，使增强图像中各目标呈现出与原图像不同的彩色的技术。

2.目的：使感兴趣的目标更加注目，以提高对目标的分辨率

(3)伪彩色变换

是指由输入的单波段影像，通过3个独立的数学变换，产生R、G、B，3个分量影像，然后

合成为伪彩色影像。彩色的含量由变换函数的形状决定。

四、 实验步骤及其结果分析

实验步骤：

(1)真彩色合成

打开多波段影像，选择RGB Color,然后将TM3，TM2，TM1一次导入到标签为

“R”、 “G”、 “B”的文本框，点击“Load RGB”，结果如图1所示

(2)假彩色合成

1. 打开多波段影像，选择RGB Color, 然后将TM4，TM3，TM2一次导入到标签为

“R”、 “G”、 “B”的文本框，点击“Load RGB”，结果如图2所示

2. 将TM5，TM4，TM3一次导入到标签为“R”、 “G”、 “B”的文本框,点击NewDisplay,在点

击“Load RGB”，结果如图3所示

(3)伪彩色变换

1.利用直方图统计，查开单(TM2)波段影像的直方图结果如图图4所示，确定伪彩色增强的分段。

2.利用“Tools—Color Mapping— Density slics”，选择TM2波段进行分段，结果如图图5所示。

3.点击“Apply”，得到伪彩色变换后的影像，结果如图图6所示。

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图1真彩色合成影像图 图 2假彩色合成影像图 图 3假彩色合成影像

（TM321（RGB））

（TM432（RGB）） （TM543（RGB））

结果分析：

(1)真彩色合成：

图4 TM2波段对应的直方图 图5 TM2波段密度分割 图6TM2波段伪彩色合成影像

分析图1可以看到，通过真彩色合成的影像中地物的颜色与实际地物的颜色基本一致。其中

植被呈绿蓝色、河流呈蓝色。

由表一可以得到TM1，2,3波段的波段范围大致与自然界中蓝、绿、红相仿，所以TM1，TM2，

TM3，按照蓝、绿、红的顺序进行合成可以得到一幅与实际地物颜色基本一致的真彩色图像。

由图7绿色植物的光谱曲线可以得出，绿色植物对TM1，TM2，TM3的反射率大小顺序为ρ

TM2>ρTM1>ρTM3即G>B>R,通过3基色合成，所以绿色植物在影像呈现为绿偏蓝色。

由图8河流的反射光谱曲线可以得出，河流对TM1，TM2，TM3的反射率大小顺序为ρTM1>

ρTM2>ρTM3且ρTM2、ρTM3很小，即B>G>R,通过3基色合成，所以河流在影像上呈现为

蓝色。

(2)假彩色合成：

分析图2，图3可以看到，通过假彩色合成的影像中地物的颜色与实际地物的颜色不一致，

植被的颜色十分突出且便于分辨，在图2中，植被呈现红色，河流呈现蓝绿色。同是假彩色合成

的图像，图3的合成效果优于图2的合成效果。

由表一可得，图2的合成波段TM4,TM3,TM2分别是红外波段、红光波段、绿光波段，分别

对应RGB通道中R，G,B，所以按此顺序合成得到是一幅与实际地物颜色不一致的假彩色图像。

结合图7绿色植物的光谱曲线可以得出，绿色植物对TM4，TM3，TM2的反射率大小顺序为

ρTM4>ρTM2>ρTM3即R>B>G且与图1相比ρTM4>ρTM2,所以在图2中植被呈现红色且较

真彩色合成图像图1颜色更突出，更加注目。

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结合图8河流的反射光谱曲线可以得出，河流对TM4，TM3，TM2的反射率大小顺序为ρ

TM2 >ρTM3>ρTM4即B > G > R，所以在图2中河流呈现蓝绿色。

图2与图3分别是不同波段合成的假彩色影像，通过直方图统计可以得到其合成波段的相关

系数表二所示。 图3（TM543（RGB））与图2（TM432（RGB））只有一个波段不同，所以只需

比较图3 TM5与TM4，TM5与 TM3的相关系数和图2TM2与TM4，TM2与 TM3的相关系数

之间的关系。由表格的数据可得TM5与TM4，TM5与 TM3，TM2与TM4，TM2与 TM3的相

关系数分别为0.09，0.88，0.12，0.98，合成波段的相关系数图3比图2小，相关系数越小，合

成的效果越佳，所以假彩色合成图像图3（TM543（RGB））的合成效果优于图2（TM432（RGB））。

表一 TM各波段的波段范围

通道 TM1 TM2 TM3 TM4 TM5 TM7

波长范围/um 0.4～0.52 0.52～0.60 0.63～0.69 0.76～0.90 1.55～1.75 2.08～2.35

对应光颜色 蓝 绿 红 红外 红外 红外

图7绿色植物反射波普曲线 图8河流反射波普曲线

表二 图2，图3合成波段相关系数统计

Correlation

Band 2

Band 3

Band 4

Band 5

(3)伪彩色合成

Band 2

1.00

0.98

0.12

0.85

Band 3

0.98

1.00

0.08

0.88

Band 4

0.12

0.08

1.00

0.09

Band 5

0.85

0.88

0.09

1.00

从图3可以看到，通过伪彩色变换将单波段影像，变成了以不同颜色表示不同灰度级密度范

围的彩色图像。从中可以清晰的分辨出绿色植物，但却分辨不出河流即增强了植被的显示能力，

但却覆盖了河流的显示。

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结合图5TM2波段密度分割的情况，绿色植物被分割到了6～12以红色显示，而河流和其他一

些地物分割到了13～17以绿色显示即出现了同一色彩表示两种以上不同的地物故造成判读的障

碍。

(4)综合比较

本次试验进行了真彩色合成、假彩色合成以及伪彩色变换，这3种彩色增强的方法既有联系

又有区别。

真彩色合成从多波段图像中选择与自然界红绿蓝波段大致相同的三幅图像，按照一定的顺序，

通过RGB合成一幅与实际地物色调基本一致的图像。在组成的一幅彩色图像的每个像素值中，有

R、G、B三个基色分量，每个基色分量直接决定显示设备的基色强度产生彩色。

假彩色合成为了是感兴趣的目标各加受人注目，提高对目标的分辨力，从而人为选择地物发

射率较高的三幅图像，通过RGB合成一幅与实际地物色调差异明显的图像。

虽然真彩色合成与假彩色合成后的图像颜色差异很大，但从实现技术来讲，两者确实一致的，

都是R、G、B三个基色分量的组合显示。

伪彩色变换是由输入的单波段图像，通过三个独立的数学变换，产生R、G、B三个基色分量

图像，然后合成而成。每个像素的颜色不是由每个基色分量的数值直接决定，而是把像素值当作

颜色查找表(color look-up table，CLUT)的表项入口地址，去查找一个显示图像时使用的R，G，B

强度值，用查找出的R，G，B强度值合成产生彩色。但其目的和效果是使感兴趣目标各加受人注

目，提高目标的分辨率，这个角度又是和假彩色合成石一致的。

综上分析，可以得出真彩色合成与假彩色合成、伪彩色变换在与实际地物颜色的比较上不同，

但真彩色合成与假彩色合成在选择波段的数量，合成技术上却是一致的。伪彩色变换虽然在选择

波段的数量和合成技术上与真彩色合成、假彩色合成不同，但在目的和效果方面却和假彩色合成

一致。

五、 实验中所遇到的问题及其解决的方法

遇到问题：如何在进行伪彩色变换时确定密度分割的范围？

解决方法：利用直方图分析如图4所示，然后用鼠标点击重要的拐点，记录密度分割的节点坐标，

从而划定密度分割的范围。