ENVI遙感圖像處理與分析實驗指導

1、資源與環(huán)境工程學院遙感圖像處理與分析實驗指導書適用專業(yè)：地理信息系統(tǒng) 二OO七年八月52前 言本課程主要是使學生在掌握遙感數(shù)字圖像原理的基礎上，學會相關圖像處理軟件的應用，從而進一步鞏固在理論課學習中所掌握的知識。為使學生更好地理解和深刻地把握這些知識，必須通過對軟件的操作訓練，以培養(yǎng)綜合運用數(shù)字圖像解決實際問題的能力。本課程實驗全為綜合性實驗。ENVI是一個完善的數(shù)字圖像處理系統(tǒng)，它具有全面分析衛(wèi)星和航空遙感影像的能力，它能在各種計算機操作平臺上提供強大新穎的友好界面，顯示和分析任何數(shù)據(jù)尺寸和類型的影像。為培養(yǎng)學生較強的動手能力，掌握不同的專業(yè)圖像處理系統(tǒng)，有助于學生對專業(yè)知識的靈活運用。通

2、過遙感原理與方法課程的學習和對泰坦圖像處理系統(tǒng)的操作，同學門在對數(shù)字圖像的理解上已有了一定有掌握，在此基礎上，通過對ENVI的學習，將基本能解決一般的數(shù)字圖像處理問題。為今后從事相關工作打下良的理論與實踐基礎。本指導書是針對我院地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科教學特點而編寫的，旨在通過本教材的學習，盡快掌握ENVI的一般功能。本指導書也可作為非地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科生及研究生遙感圖像處理實驗參考教材。目 錄實驗一 ENVI基本功能1一、實驗目的1二、實驗內容1三、實驗原理、方法和手段1四、實驗組織運行要求1五、實驗條件1六、實驗步驟1啟動ENVI1打開影像文件2熟悉顯示窗口2鼠標鍵的使用方法4顯示影像剖面廓

3、線4進行快速對比度拉伸6顯示交互式的散點圖6加載一幅彩色影像7鏈接兩個顯示窗口7選擇感興趣區(qū)8對影像進行注記10添加網(wǎng)格10七、思考題10實驗二 全色影像和矢量疊合顯示11一、實驗目的11二、實驗內容11三、實驗原理、方法和手段11四、實驗組織運行要求11五、實驗條件11六、實驗步驟12打開一個全色（SPOT）影像文件12進行交互式的對比度拉伸13彩色制圖15像素定位器15顯示光標位置處的地理坐標16交互式濾波處理16查看GeoSpot地圖信息17打開并疊合DXF矢量文件17基本地圖制圖19保存和輸出影像20七、思考題20實驗三 影像地理坐標定位和配準21一、實驗目的21二、實驗內容21三、實

4、驗原理、方法和手段21四、實驗組織運行要求22五、實驗條件22六、實驗步驟23（一）帶地理坐標的數(shù)據(jù)和影像地圖23打開并顯示SPOT數(shù)據(jù)23修改ENVI頭文件中的地圖信息23光標位置/值24疊合地圖公里網(wǎng)24疊合地圖注記25輸出到影像或Postscript文件26（二）影像到影像的配準26打開并顯示Landsat TM影像文件26顯示光標位置/值26開始進行影像配準并加載地面控制點26校正影像27（三）影像到地圖的配準28（四）對不同分辨率的帶地理坐標的數(shù)據(jù)集進行HSV融合28分別打開TM與SPOT影像28進行HSV變換融合28實驗四 基于影像自帶幾何信息的地理坐標定位28一、實驗目的28二、

5、實驗內容29三、實驗原理、方法和手段29四、實驗組織運行要求30五、實驗條件30六、實驗步驟30打開并顯示HyMap數(shù)據(jù)30查看未校正影像特征30查看IGM文件31使用IGM文件對影像進行幾何校正31查看GLT文件32使用GLT文件對影像進行幾何糾正32使用地圖投影創(chuàng)建GLT32實驗五 多光譜遙感影像分類34一、實驗目的34二、實驗內容34三、實驗原理、方法和手段34非監(jiān)督分類34經(jīng)典的多光譜監(jiān)督分類34波譜分類方法35分類后處理36四、實驗組織運行要求36五、實驗條件36六、實驗步驟37打開影像37查看影像顏色37光標位置/值38查看波譜曲線38非監(jiān)督法分類38監(jiān)督法分類40波譜分類方法42

6、分類后處理44將類轉換為矢量層46使用注記功能添加分類圖例47實驗報告48其它說明48實驗報告的基本內容及要求49*大學實驗報告50實驗一 ENVI基本功能實驗學時：6學時實驗類型：驗證性實驗要求：必修一、實驗目的了解ENVI基本信息、基本概念及其主要特性。對ENVI操作界面有一個基本的熟悉，對各菜單功能有一個初步了解，為后面的實驗作好準備。二、實驗內容本實驗主要涉及數(shù)字圖像的概念、光譜的概念、影像數(shù)據(jù)波段的概念、假彩色合成的概念、直方圖的概念等。三、實驗原理、方法和手段軟件的熟悉。學生可自行閱讀幫助文件學習。四、實驗組織運行要求集中授課方式。學生可自行摸索軟件結構、菜單組成、功能等。五、實驗

7、條件微型計算機，ENVI軟件，實驗數(shù)據(jù)。六、實驗步驟啟動ENVI雙擊ENVI圖標，成功打ENVI后，其主菜單會出現(xiàn)在屏幕上。如下圖打開影像文件要打開一個影像文件： 1、選擇FileOpen Image File。屏幕彈出對話框“Enter Input Data File”。2、選擇進入envidsta目錄中的can_tm子目錄，從列表中選擇can_tmr.img文件然后點擊OK。隨即彈出可用波段列表（Available Band List）。在列表中可以選擇特定的光譜波段顯示影像或者對其進行處理。此時就可以選擇打開灰階影像或RGB彩色影像了。3、使用鼠標左鍵點擊對話框中所列波段名，選中某個影像

8、波段。所選波段會在標有“Selected Band”的區(qū)域中顯示出來。4、點擊Load Band，將影像加載到一個新的顯示窗口中。打開的影像窗口有三個，包括主圖像窗口（Image Window）、滾動窗口（Scroll Window）、縮放窗口（Zoom window）。三個窗口都有各自的快捷菜單，以進行常規(guī)的顯示設置和使用交互式的功能。熟悉顯示窗口以上三個顯示窗口相互關聯(lián)，改變其中任何窗口都會對另外兩個窗口產生影響。同學可在打開的影像窗口中嘗試作以下操作：² 拖動縮放指示矩形框；² 使用快捷菜單，可通過點擊鼠標右鍵來完成；² 放大、縮小或漫游影像；²

9、滾動影像；² 調整窗口大??；主影像窗口和縮放影像窗口都有可供選擇的滾動條，它提供了另一種可替代的方法，來移動影像。a）要在任意一個窗口中加入或取消滾動條，可以在該窗口中點擊鼠標右鍵，并選擇Toggle Display Scroll Bars或者Toggle Zoom Scroll Bars 。b)要設置默認情況下，任意一個窗口是否自動的帶的滾動條，可以在ENVI主菜單上，選擇FilePreferences，并點擊Display Defaults標簽，然后使用箭頭切換按鈕來改變相應的設置。² 改變顯示組顯示方式你可以改變顯示窗口的組合及其位置。l 要改變當前顯赤窗口的組合，可

10、以在任意顯示窗口中，點擊鼠標右鍵，并在Display Window Style子菜單中選擇某種組合方式。l 要改變顯示類型的默認設置，可以在ENVI主菜單中選擇FilePreferences，并點擊Display Default標簽，然后在Display Window Style菜單中選擇合適的窗口組合類型。l 要改變當前所顯示的滾動窗口的位置，可以在任意窗口中，點擊鼠標右鍵，并在Scroll/Zoom Position 子菜單中來進行選擇。l 要改變滾動窗口和縮放窗口的默認位置，可以在ENVI主菜單中選擇Filepreferences，并點擊Display Default 標簽，然后在Scr

11、oll/Zoom Position 和Zoom Position菜單中進行選擇。鼠標鍵的使用方法ENVI有許多交互式的功能，對于每個不同功能，鼠標鍵的組合和作用都不同。Mouse Button Descriptions對話框將告訴你在每個圖形窗口中鼠標鍵的功能。l 要打開Mouse Button Descriptions對話框，可以從主影像窗口菜單欄或者從ENVI主菜單欄中選擇Window Mouse Button Descriptions現(xiàn)在，只要你的鼠標光標出現(xiàn)在ENVI顯示窗口或者圖形窗口中，鼠標鍵的功能就會出現(xiàn)在對話框中。MB1代表鼠標左鍵，MB2代表鼠標中鍵，MB3代表鼠標右鍵。顯示

12、光標位置l 要顯示鼠標光標的位置和值，可以從主影像窗口菜單欄或者從ENVI主菜單欄中選擇WindowCursor Location/Value，或者在主動脈影像窗口中點擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇Cursor Location/Value。接著屏幕上出現(xiàn)的Cursor Location/Value對話框將顯示出光標在方影像窗口、滾動窗口或者縮放窗口中的位置（如下圖）。該對話框還顯示了十字絲光標所對應的那個像素的屏幕值（顏色）和實際數(shù)據(jù)值。l 要關閉這個對話框，可以在Cursor Location/Value對話框頂部的菜單中，選擇FileCancel。l 一旦Cursor Locatio

13、n/Value對話框打開后，要隱藏或者顯示該對話框，可以在主影像窗口中雙擊鼠標左鍵。顯示影像剖面廓線可以交互式地選擇和顯示X軸（水平）、Y軸（垂直）和Z軸（波譜）的剖面廓線圖。這些剖面廓線圖顯示了穿過影像的橫線（X）、縱線（Y）或者波譜波段（Z）的數(shù)據(jù)值。從主圖像窗口菜單欄中，可作以下操作：Tools Profile X Profile Y Profile Z Profile分別顯示數(shù)據(jù)值與列號（sample number）之間的關系曲線圖；數(shù)據(jù)值與行號（line number）之間的關系曲線圖；波譜剖面廓線圖。進行快速對比度拉伸你可以使用主圖像窗口、縮放窗口或者滾動窗口中的默認參數(shù)和數(shù)據(jù)來進

14、行快速對比度拉伸。Enhance菜單中可進行各種各樣的對比度拉伸：線性拉伸，0-255之間的線性拉伸，2%的線性拉伸，高斯拉伸，均衡化拉伸以及平方根拉伸。顯示交互式的散點圖ENVI可以繪制出兩個所選影像波段的數(shù)值關系圖，即分別選定這兩個波段為X、Y軸，在平面坐標上繪制兩者的散點圖。1、在主圖像窗口菜單欄中，選擇Tools 2D Scatter Plots。接著Scatter Plot Band Choice對話框就會出現(xiàn)在屏幕上，在該對話框中選擇要進行比較的兩個影像波段。2、選擇其中一個波段作為X軸，另一個波段作為Y軸，然后點擊OK。3、一旦打開了散點圖繪制窗口，就可以將鼠標光標放在主圖像窗口

15、中任意位置，并可以按住鼠標中鍵來拖動光標。此時，十字絲光標周圍10×10范圍內的像素在散點圖中所對應的點將會用紅色突出顯示出來。加載一幅彩色影像從可用波段列表中通過RGB對應選擇波段進行假彩色合成影像。鏈接兩個顯示窗口將兩個顯示窗口鏈接在一起進行比較。當把兩個顯示窗口鏈接在一起后，在一個顯示窗口中所進行的任何操作，都會在與其相鏈接的顯示窗口中產生相同的響應。要將兩個顯示窗口鏈接在一起，操作如下：主圖像窗口中Tools Link Link Displys，或點擊右鍵，在彈出的快捷菜單中選Link Displys。動態(tài)疊加鼠標中鍵選擇疊加區(qū)域，可以在任何時候，點擊并拖動鼠標中間鍵來改變疊

16、加區(qū)域大小。作左鍵顯示疊加效果。選擇感興趣區(qū)ENVI允許在影像中定義感興趣區(qū)（ROIs）。感興趣區(qū)主要被用于提取分類的統(tǒng)計信息、生成掩膜以及其它一些操作。主圖像窗口中選擇Overlay Region of Interest要定義一個新感興趣區(qū)，點擊NEW Region按鈕，可編輯感興趣區(qū)的名字，選擇感興趣區(qū)的顏色和填充方式。感興趣區(qū)的操作處理在任意影像中，可定義任意多個感興趣區(qū)。l 一旦創(chuàng)建了感興趣區(qū)，就可以在表中列出來；l 點擊Stats按鈕，可以查看所選感興趣區(qū)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。l 點擊Grow按鈕，使用一個特定的閥值把感興趣區(qū)“生長”到鄰近的像素。l 點擊Pixel按鈕，可以將多邊形、橢圓、矩

17、形以及折線進行“像素化”。像素化后目標就變成是可編輯點的集合。l 點擊Delete按鈕，將會把所選的感興區(qū)從列表中永久性地消除。l ROI Tool對話框頂部的其它按鈕和下拉菜單中的選項，可以用于計算感興趣區(qū)的均值、保存感興趣區(qū)的定義、載入已存的感興趣區(qū)、顯示或者刪除列表中的所有感興趣區(qū)的定義。對影像進行注記ENVI靈活的注記功能，允許在地圖和影像中加入文本、多邊形、色標條以及其它的一些符號注記。1、要對一幅影像進行注記，可以從主影像菜單中選擇Overlay Annotation。接著與主影像窗口相對應的Annotation：Text對話框就會出現(xiàn)在屏幕上（下圖）。2、要對繪制圖、3-D表面以

18、及相似的對象進行注記，可以從繪制窗口的菜單欄中選擇Options Annotation。添加網(wǎng)格嘗試在影像中添加公里網(wǎng)。1、要在影像中疊加公里網(wǎng)信息，可以在主影像窗口中選擇Overlay Grid Lines。這將打開Grid Line Parameters對話框。注意：當給影像疊加公里網(wǎng)時，影像的邊框也會自動添加進來。2、在Grid Line Parameters 對話框中，選擇Options Edit Pixel Grid Attributes 對話框，設置公里網(wǎng)的線寬、顏色和公里網(wǎng)間隔，來修改公里網(wǎng)的屬性。3、在Edit Pixel Grid Attributes 對話框中，可以改變公里

19、網(wǎng)標注、格網(wǎng)線、矩形邊框和交叉角的顏色、寬度以及公里網(wǎng)間隔。完成了這些屬性設置后，點擊Edit Pixel Grid Attributes 對話框的OK按鈕，將所做的更改應用到影像中。4、當對所有的方里網(wǎng)滿意后，點擊Grid Line Parameters 對話框中的Apply按鈕。其它保存、輸出等請同學門自行操作。七、思考題談談你對ENVI系統(tǒng)的初步認識。實驗二 全色影像和矢量疊合顯示實驗學時：6學時實驗類型：驗證性實驗要求：必修一、實驗目的通過使用ENVI對SPOT全色影像數(shù)據(jù)的處理，使學生掌握ENVI的基本操作，探究ENV的主要功能：如拉伸、彩色分割、地理定位、矢量疊合等。二、實驗內容本

20、實驗主要涉及遙感圖像處理中一些基本增強功能，通過實驗進一步掌握這類處理的理論原理。三、實驗原理、方法和手段ENVI選項中的任何一個使用系統(tǒng)默認的參數(shù)，提供基于主圖像窗口數(shù)據(jù) “Image”、二次抽樣的滾動窗口數(shù)據(jù) “Scroll” 或縮放窗口 “Zoom” 數(shù)據(jù)的 “Quick” 拉伸，而不用用戶交互。Quick Linear 拉伸使用數(shù)據(jù)的最小和最大值執(zhí)行線性對比度拉伸（不裁剪）。這對于只有少數(shù)數(shù)據(jù)值的圖像特別有用，這時裁剪可以飽和所有的值。Quick 2% 選項提供線性拉伸時，在顯示數(shù)據(jù)的兩端進行了 2% 裁剪。Quick Gaussian 使用 DN 127 的均值 和三個標準差，應用

21、Gaussian 拉伸。Quick Equalization 拉伸應用被顯示數(shù)據(jù)的直方圖均衡化拉伸。Quick Square Root 拉伸取輸入的直方圖的平方根，然后再應用線性拉伸。四、實驗組織運行要求集中授課方式。學生可自行摸索軟件結構、菜單組成、功能等。五、實驗條件微型計算機，ENVI軟件。實驗數(shù)據(jù)：路徑envidata/enfidavi文件描述enfidavi.bilEnfidaville,Tunisia地區(qū)的SPOT全色影像enfidavi.hdrENVI相應的頭文件enfidavi.dscGeoSpot體描述文件enfidavi.repGeoSpot報表文件（REP/B：GEOSP

22、OT結構）enfidavi.rscGeoSpot柵格源描述文件dxf.txtDXF編碼描述文件alti.dxfSpot高程DXF矢量文件energy.dxf石油和天燃氣管道的DXF矢量文件hydro.dxf水文地形的DXF矢量文件industry.dxf工業(yè)區(qū)的DXF矢量文件physio.dxf地形的DXF矢量文件popu.dxf城市特征（人口中心）的矢量文件transport.dxf交通網(wǎng)的DXF矢量文件copyrite.txt數(shù)據(jù)版權聲明六、實驗步驟打開一個全色（SPOT）影像文件1、File Open Image File ，Enter Input Data File 文件選擇對話框會出

23、現(xiàn)在屏幕上。2、選擇#1 envidata 目錄中的enfidavi 子目錄，從列表中選擇enfidavi.bil文件，然后點擊“打開”。進行交互式的對比度拉伸交互式對比度拉伸將顯示出影像的直方圖，它允許交互地調整所顯示影像的對比度，并可以進行多種類型的對比度拉伸。在默認的情況下，當數(shù)據(jù)被第一次顯示時，將進行2%的線性拉伸。l 要訪問ENVI交互式的對比度拉伸功能，可以從主圖像窗口菜單欄中，選擇Enhance Interactive Stretching 。顯示波段所對應的交互式拉伸（Interactive Stretching）對話出現(xiàn)在屏幕上。這個對話框允許改變所顯示影像的對比度（下圖）。

24、兩幅直方圖顯示了輸入影像（左）和經(jīng)過對比度拉伸后的影像（右）的彩色或灰階范圍。 線性對比度拉伸 1、主圖像窗口中，選擇Enhance Interactive Stretching。出現(xiàn)Interactive Stretching 。2、選擇 Stretch_Type Linear。3、將鼠標指針放在左邊那條線上，按下鼠標左鍵，可以將該直線從一側拖致力到另一側。當按下鼠標左鍵，拖動虛線時，將會有一些數(shù)字出現(xiàn)在對話框的狀態(tài)欄中。不管什么時候直方圖上點擊鼠標左鍵，狀態(tài)欄上都會顯示出當前的像素值、具有該值的像素個數(shù)、像素個數(shù)所占的百分比，以及小于或等于當前像素值的累積像素百分比。 4、自動地應用該變化

25、可能會即刻顯示拉伸效果。從Interactive Stretching 對話框中，選擇Options Auto Apply On。 如果希望直到完成了所有參數(shù)設置后，再應用該變化，那么可以選擇Options Auto Apply Off，然后使用對話框中的Apply按鈕，手動地應用拉伸并觀察結果。 5、嘗試將左邊的虛線移動到累積像素百分比大致接近5%的位置，將右邊的移到95%位置。 6、左邊文本框中輸入4%，右邊文本框中輸入96%，顯示結果并觀察。 均衡化對比拉伸 1、選擇Stretch_Type Equalization，注意對話框中Output Histogram繪制圖的變化。 2、若選擇

26、 Options Auto Apply On，可以選擇將拉伸自動地應用到影像顯示窗口中。若想手動應用，則只需作Options Auto Apply Off 操作，然后用Apply按鈕顯示結果。 高斯對比度拉伸 1、從Interactive Stretching 對話框中，選擇Stretch_Type Gaussian。 2、Options Set Gaussian Stdv，設置標準差。 3、Set Gaussian Stdv 對話框出現(xiàn)在屏幕上，然后可以調整標準差，當新的設置應用于影像顯示窗口中后，觀察拉伸的效果。 4、若選擇 Options Auto Apply On，可以選擇將拉伸自動地

27、應用到影像顯示窗口中。若想手動應用，則只需作Options Auto Apply Off 操作，然后用Apply按鈕顯示結果。彩色制圖ENVI為灰附圖像進行快速彩色分割（color slicing）處理提供了工具。1、主圖像：Tool color Mapping ENVI Color Table，出現(xiàn)ENVI Color Table對話框。2、通過向前向后滑動Stretch Bottom 和Stretch Top滑塊，對所顯示的影像進行快速拉伸，然后觀察拉伸后的影像。3、點擊ENVI Color Table對話框的Color Table列表中所列的某些彩色表名稱，然后觀察彩色編碼后的影像。4、

28、在ENVI Color Table對話框中，選擇Options Reset Color Table ,返回到初始的拉伸和灰階顏色表設置。像素定位器Pixel Locator 對話框可以提取出光標所在的位置，以及所選像素的屏幕值和數(shù)據(jù)值。1、主圖像窗口，Tool Pixel Locator ,打開Pixel Locator對話框。2、在任何影像窗口移動鼠標光標，觀察對話框中當前像素點的位置。3、使用Proj:/Datum:箭頭切換按鈕，在真實地圖坐標和經(jīng)緯度地理坐標之間切換。顯示光標位置處的地理坐標使用ENVI光標位置/值（cursor location/value）功能來查看影像的數(shù)據(jù)值和地理

29、位置。主圖像窗口：Tool Cursor Location/Value?；駿NVI主菜單：Window Cursor Location/Value ，Cursor Location/Value對話框出現(xiàn)在屏幕上。交互式濾波處理ENVI給用戶提供了對影像顯示窗口進行一些預定義或者自定義的濾波處理能力（對文件進行濾波處理也可以達到這種效果，它可以通過ENVI主菜單中的Filter菜單來訪問）。下面將展示如何對主影像窗口中的影像進行預定義的濾波處理。選擇濾波主圖像窗口：Enhance Filter，并從下拉菜單中，選擇所需的濾波類型，然后將該濾波應用到所顯示的影像上。嘗試對所顯示的影像進行不同的銳化

30、、平滑和中值濾波。在第二個顯示窗口中打開影像并應用不同的濾波1、通過可用波段列表顯示第二個顯示窗口。2、在第二個顯示窗口影像中作上述操作?？蛇x用不同的濾波與第一個窗口進行比較。使用動態(tài)鏈接比較影像Tool Link Link Display ,OK查看GeoSpot地圖信息要查看ENVI頭文件中相應的GeoSpot地圖信息：1、在可用波段列表中，用鼠標右鍵點擊enfidavi.bil文件名下的Map Info圖標，并從快捷菜單中選擇Edit Map Information。接著Edit Map Information 對話框就會出現(xiàn)在屏幕上（上圖）。2、注意，這里的數(shù)據(jù)采用的是UTM投影，Zo

31、ne為32，使用了NAD27的基準面。打開并疊合DXF矢量文件 1、主菜單：File Open Vector File。將跳出Enter DXF Filenames 文件選擇對話框。或Vector Open Vector File2、選擇envidata#1 /envidata/enfidavi目錄下一個*.dxf文件，打開Import Vector File Parameters對話框（左圖）。所有被打開的矢量文件都列在對話框中Selected Input Files列表中。3、當Import Vector File Parameters對話框進行到中途時，會出現(xiàn)一個投影選擇表。在Nativ

32、e File Projection列表中，點擊 UTM。這表示導入的矢量數(shù)據(jù)采用的是該種地圖投影坐標。4、點擊Datum按鈕，打開Select Geographic Datum對話框。在列表中選擇Mexico（NAD27）基準面，然后點擊OK。5、在Import Vector File Parameters對話框中，輸入Zone為32，并擊N單選按鈕。6、點擊OK加載這個DXF矢量文件，并將它們轉變?yōu)?evf格式（ENVI的矢量文件格式）。7、可用矢量列表（Available Vector List）對話框中點擊Select All Layers按鈕，然后，再點擊Load Selected按鈕

33、。接著就會出現(xiàn)Load Vector 對話框，該對話框列出了所有可用的顯示窗口。8、從列表中選擇Display #1。#1 Vector Parameter對話框出現(xiàn)在屏幕上，并且它將已加載的矢量層的名字顯示出來。9、點擊#1 Vector Parameter 對話框中的某個矢量層的名字，在主影像顯示窗中，點擊并拖動鼠標左鍵，在影像中移動光標，同時觀察#1 Vector Parameter對話框中所選矢量的地圖坐標?；镜貓D制圖添加公里網(wǎng)在影像中添加公里網(wǎng)：1、要在影像中疊合公里網(wǎng)，可以在主影像窗口中，選擇Overly Grid Lines。當給影像疊合公里網(wǎng)時，影像的邊框也會自動添加進來。2

34、、可以在Option 下拉菜單中，設置公里網(wǎng)線的寬度、顏色以及公里網(wǎng)的間隔，來調整公里網(wǎng)的顯示特征。3、當加入了一個滿意的分里網(wǎng)后，點擊Grid Line Parameters對話框中的Apply按鈕。添加地圖圖例ENVI可以在地圖和影像中加入文本、色標條以及其它的一些符號注記。1、要對一幅影像進行注記，可以選擇 Overlay Annotation。接著#1 Annotation：Text對話框就會出現(xiàn)在屏幕上。2、要注記現(xiàn)DXF矢量疊合相對應的地圖圖例，在#1 Annotation：Text對話框中，選擇Object Map Key 。3、在對話框中點擊Edit Map Key Items

35、 按鈕，修改地圖圖例的參數(shù)。接著Map Key Object Definition 對話框就會出現(xiàn)在屏幕上。4、使用Map Key Object Definition對話框來改變注記的名稱、顏色填充方式（對于多邊形而言）。然后點擊OK返回到#1 Annotation：Text對話框。5、在#1 Annotation：Text對話框的Background色彩按鈕有下拉菜單中，為背景選擇一種顏色。6、點擊鼠標左鍵在主影像窗口中放置地圖圖例。通過點擊鼠標左鍵或者點擊并拖動鼠標，來重新放置地圖圖例。點擊鼠標右鍵在影像中鎖定地圖圖例的位置。保存和恢復注記1、從#1 Annotation：Text對話框的

36、菜單欄中，選擇File Save Annotation，來保存影像注記。2、在該對話框中，選擇File Restore Annotation，就可以恢復原先保存過的注記文件。暫時停止使用注記功能1、要暫時停止注記功能，返回到正常的ENVI操作處理中，在Annotation：Text對話框中，選擇Off單選按鈕。2、這就使得在不丟失注記的前提下，在顯示空口中使用滾動和縮放功能。3、要重新返回到注記功能，選擇Annotation：Text對話框中，相應的要進行注記的窗口所對應的單選按鈕。保存和輸出影像File Save Image As Image File。跳出Output Display to

37、 Image File對話框。Outout File Type 下選擇TIFE/GeoTIFF格式輸出。七、思考題1、簡要說明各種線性拉伸的數(shù)學表達式。2、簡要說明彩色分割的含義。實驗三 影像地理坐標定位和配準實驗學時：6學時實驗類型：驗證性實驗要求：必修一、實驗目的學會在ENVI中對影像進行地理校正，添加地理坐標，以及如何使用ENVI進行影像到影像的配準和影像到地圖的校正。學會使用ENVI生成影像地圖的步驟，學會利用全色影像和多光譜影像進行HSV融合的步驟。二、實驗內容本實驗主要涉及遙感圖像處理中影像校正、配準功能，通過實驗進一步掌握這類處理的理論原理。三、實驗原理、方法和手段ENVI對帶地

38、理坐標的影像提供了全面的支持，它能夠對許多預定義的地圖投影進行處理，這些地圖投影可以采用UTM或State Plane投影方式。此外，ENVI的用戶自定義地圖投影像功能能夠創(chuàng)建自定義的地圖投，它允許使用6種基本投影類型，超過35種的不同橢球體以及時100多種的基準數(shù)據(jù)集（Datum），來滿足大多數(shù)地圖投影的需要。ENVI地圖投影像參數(shù)存儲在一個ASC文本文件map_proj.txt中，該文本文件能夠被ENVI地圖投影工具修改，或者直接被用戶編輯。這個文件中的信息會被影像相應的頭文件（ENVI Header files）所使用，而且ENVI允許使用已知的地圖投影坐標來簡單地指定相關聯(lián)的Magic

39、 Pixel（地圖坐標系統(tǒng)的起始點）。然后，選擇的ENV函數(shù)就能夠使用該信息，在帶地理坐標的數(shù)據(jù)空間中進行操作處理。ENVI的影像配準和幾何糾正工具允許用戶將基于像素的影像定位到地理坐標上，然后對它們進行幾何糾正，使其匹配基準影像的幾何信息。使用全分辨率（主影像窗口）和縮放窗口來選擇地面控制點（GCPs），進行影像到影像和影像到地圖的配準。基準影像和未校正影像的控制點坐標都會顯示出來，同時由指定的校正算法所得的誤差也會顯示出來。地面控制點預測功能能夠使對地面控制點的選取簡單化。將使用重采樣、縮放比例和平移（這三種方法通稱RST），以及多項式函數(shù)（多項式系數(shù)可以從1到n），或者Delaunay三

40、角網(wǎng)的方法，來對影像進行校正。所支持的重采樣方法包括最近鄰法（nearest-neighbor）、雙線性內插法（bilinear interpolation）和三次卷積法（cubic convolution）。使用ENVI的多重動態(tài)鏈接顯示功能對基準影像和校正后的影像進行比較，可以快速地評估配準的精度。四、實驗組織運行要求集中授課方式。學生可自行摸索軟件結構、菜單組成、功能等。五、實驗條件微型計算機，ENVI軟件。實驗數(shù)據(jù)：路徑envidata/bldr_reg 文件描述所需文件bldr_sp.imgBoulder SPOT帶地理坐標的影像子集bldr_sp.hdrENVI相應的頭文件bldr

41、_sp.grdBoulder SPOT地理公里網(wǎng)參數(shù)bldr_sp.annBoulder SPOT地理注記bldr_tm.imgBoulder TM沒有地理坐標的影像bldr_tm.hdrENVI相應的頭文件bldr_tm.pdsTM-SPOT影像到影像配準中所用的控制點bldrtm_m.ptsTM-MAP影像到地圖配準中所用的控制點bldr_rd.dlgBoulder道路數(shù)字線劃圖（DLG）bldrtmsp.grd融合后的TM-SPOT影像的地圖公里網(wǎng)bldrtmsp.ann融合后的TM-SPOT影像的注記生成的文件bldr_tm1.wrp使用縮放平移和最近鄰重采樣法得到的影像到影像的配準結

42、果bldr_tml.hdrENVI相應的頭文件bldr_tm2.wrp使用RST和雙線性內插重采樣法進行的影像到影像的配準結果bldr_tm2.hdrENVI相應的頭文件bldr_tm3.wrp使用RST和三次卷積重采樣法進行的影像到影像的配準結果bldr_tm3.hdrENVI相應的頭文件bldr_tm4.wrp使用一次多項式和三次卷集積采樣法進行的影像到影像的配準結果bldr_tm4.hdrENVI相應的頭文件bldr_tm5.wrp使用Delaunay三角網(wǎng)和三次卷積重采樣法進行的影像到影像的配準結果bldr_tm5.hdrENVI相應的頭文件bldrtm_m.imgBoulder TM

43、影像到地圖的配準結果，使用了RST和三次卷積重采樣法bldrtm_m.hdrENVI相應的頭文件bldrtmsp.imgBoulder TM/SPOT使用HSV融合后的結果，分辨率為10米bldrtmsp.hdrENVI相應的頭文件六、實驗步驟（一）帶地理坐標的數(shù)據(jù)和影像地圖打開并顯示SPOT數(shù)據(jù)1、從ENVI主菜單：File Open Imagine File。2、Enter Data Filename對話框選擇envidata#1/envidata/bldr_reg/bldr_sp.img文件。3、點擊OK。4、通過可用波段列表打開圖像。修改ENVI頭文件中的地圖信息1、在可用波段列表中，

44、右鍵點擊bldr_sp.img文件名下的Map Info圖標，從彈出的快捷菜單中選擇Edit Map Information。Edit Map Information對話框出現(xiàn)在屏幕上。這個對話框列出了在ENVI中添加地理坐標所用的地理信息?？梢哉{整ENVI使用的Magic Pixel（作為地圖坐標系統(tǒng)的起始點）相對應的影像坐標。因為ENVI可以從相應頭文件信息和地圖投影文件中，識別出地圖投影、像元大小以及地圖投影參數(shù)，所以用它能夠計算出影像中任意像元的地理坐標。既可以輸入地圖坐標，也可以輸入地理坐標（緯度/經(jīng)度）。2、點擊Projection/Datum文本旁邊的箭頭切換按鈕，顯示UTM Z

45、one 13 North地圖投影的緯度/經(jīng)度坐標。ENVI在處理過程中才進行轉換。3、點擊當前的DMS或者 DDEG按鈕，分別在度-分-秒（Degrees-Minutes-Swconds）和十進制的度（Decimal Degrees）之間進行切換。光標位置/值要打開一個顯示主影像窗口，滾動窗口，或者縮放窗口中光標位置信息的對話框，可以按如下幾步進行。1、從主影像窗口菜單欄中，選擇Tool Cursor Location/Value。也可以從ENVI主菜單和主影像窗口菜單欄中，選擇Window Cursor Location/Value，打開這個對話框。注意到對于這幅帶地理坐標的影像，對話框同時

46、給出了像素坐標和地理坐標。2、在影像中移動光標，查看特定位置的坐標值，并注意地圖坐標和經(jīng)緯度之間的關系。疊合地圖公里網(wǎng)1、從主影像窗口菜單欄中，選擇Overlay Grid Line。#1 Grid Line Parameters 對話框出現(xiàn)在屏幕上，同時一個虛擬的邊框添加到影像中，允許在影像外部顯示地圖公里網(wǎng)的標注。2、在這個新的對話框中，選擇File Restore Setup。3、在Enter Grid Parameters Filename 對話框中，選中bldr_sp.grd文件，點擊Open。先前保存過的公里網(wǎng)參數(shù)就會被加載到對話框中。4、在#1 Grid Line Paramet

47、ers對話框中，從對話框菜單欄中，選擇Option Edit Map Grid Attributes，來查看地圖參數(shù)。這將打開Edit Map Attributes對話框。5、在Edit Map Attributes對話框中，注意公里網(wǎng)的間隔以及控制線條、標簽、公里網(wǎng)交角以及矩形框（輪廓框）相應顏色和其它特征的參數(shù)。6、處理完成后，點擊Cancel來關閉該對話框。7、在#1 Grid Line Parameters對話框，從菜單欄中，選擇Option Edit Geographic grid Attributes，查看地理坐標。在Geographic grid Attributes對話框，再次

48、注意地理坐標（緯度/經(jīng)度）公里網(wǎng)的參數(shù)。處理完成后，點擊Cancel來關閉該對話框。8、在Grid Line Parameters dialog對話框中，點擊 Apply，在影像中放置公里網(wǎng)。ENVI允許同時放置像素、地圖、和地理坐標公里網(wǎng)。疊合地圖注記1、在主影像窗口中，選擇Overlay Annotation。2、在#1 Annotation:Text對話框中，選擇File Restore Annotation。打開一個標準的文件選擇對話框。3、在Enter Annotation Filename對話框中，從文件列表中選擇bidr_sp.ann文件，點擊OK，先前保存過的地圖注記被加載到影

49、像上。4、按住滾動窗口的一角，并拖動鼠標，拉大該滾動窗口。重新放置改變了大小的滾動窗口，這樣就可以同時看到主影像窗口。5、在改變了大小的滾動窗口中，使用鼠標左鍵，移動主影像指標矩形框，查看主影像窗口中出現(xiàn)的地圖要素。6、在#1 Annotation:Text對話框中，點擊并按住Object菜單，查看可以用來注記地圖的對象。輸出到影像或Postscript文件 1、主影像窗口：File Save Image As Image File。2、Output Display to Image File中：Output File Type下拉菜單選擇輸出格式；Chang Graphics Overlay

50、 Selections按鈕打開的對話框允許添加或刪除許多制圖疊合選項（graphics options），包括注記和公里網(wǎng)；Change Image Border Size按鈕也可以打開一個對話框，允許改變頂部、底部、左邊和右邊的邊框寬度，如果需要，也可以改變邊框顏色。 輸出Postscript文件：File Save Image As Postscript File。操作同上類似。（二）影像到影像的配準帶有地理坐標的SPOT影像被用作基準影像，一個基于像素坐標的Landsat TM影像被校正。以匹配SPOT影像。打開并顯示Landsat TM影像文件打開bldr_reg/bldr_tm.im

51、g。通過可用波段列表打開3波段。顯示光標位置/值Tool Cursor Location/Value。注意到坐標是以像素單位給出的，這是因為這個影像是基于像素坐標的，它不同于上面帶的地理坐標的SPOT影像。開始進行影像配準并加載地面控制點1、ENVI主菜單：Map Registration Select GCPs:Image to Image。2、在Image to Image Registration 對話框中，分別選擇Base Image和Warp Image。（下右圖）3、點擊OK跳出Ground Control Points Selection對話框（上左圖）。4、在Ground Co

52、ntrol Points Selection對話框中，點擊Add Point，把選擇的控制點添加到列表中。5、Ground Control Points Selection對話框中選擇File Restore GCPs from ASC。選擇bldr_tm.pts，加載這個預先保存的地面控制點坐標。通過Image to Image GCP List相應的菜單操作可對地面控制點進行相關處理。同學可自行通過查閱help進行操作嘗試。校正影像可以校正顯示波段，也可以同時校正多波段影像中的所有波段。1、Ground Control Points Selection對話框：Option Warp Dis

53、played Band或Warp File；2、Registration Parameters對話框Warp Method有三種可選，分別是RST、Polynomial和Triangulation；重采樣方法也有三種；3、可分別采用不同校正方法和不同重采樣方法進地校正，最后可比較各種校正的效果。（三）影像到地圖的配準開始操作同上；不同處從Map Registration Select GCPs:Image to Map開始；關于影像到地圖的配準，同學們可以自行查閱help文件進行練習。（四）對不同分辨率的帶地理坐標的數(shù)據(jù)集進行HSV融合這部分將對兩幅不同分辨率的帶地理坐標的數(shù)據(jù)集進行融合處理。

54、這里使用配準過的TM彩色合成影像作為分辨率的多光譜影像，而帶地理坐標的SPOT影像作為高分辨率影像。融合后的結果為增強了空間分辨率的合成影像。分別打開TM與SPOT影像注意TM影像必須是已校正好了的：bldrtm_m.img；SPOT影像：bldr_sp.img。進行HSV變換融合Transform Image Sharpening HSVHigh Resolution Input File對話框。在Select Input Band列表中選SPOT點擊OK。換名存文件即可。實驗四 基于影像自帶幾何信息的地理坐標定位實驗學時：6學時實驗類型：驗證性實驗要求：必修一、實驗目的許多傳感器在獲取的遙

55、感數(shù)據(jù)都攜帶了詳細的數(shù)據(jù)獲取時的參數(shù)信息（傳感器平臺的幾何參數(shù)信息），根據(jù)這些信息我們就可以進行基于模型的幾何糾正和地理坐標定位。本實驗內容主要是使同學學會如何用ENVI對自身已帶有幾何信息的影像進行基于模型的地理坐標定位，并將討論這種遙感數(shù)據(jù)的具體特征，配準操作過程。二、實驗內容ENVI可以支持包括UTM和State Plane在內的許多已知的地圖投影。此外，ENVI的用戶自定義地圖投影功能能夠創(chuàng)建自定義的地圖投影，它可以使用多種不同的投影類型、橢球體和基準數(shù)據(jù)集，來滿足大多數(shù)地圖投影類型的需要。三、實驗原理、方法和手段ENVI地圖投影參數(shù)存儲在一個ASC文本文件map_proj.txt中，該文本文件可以