ENVI遙感圖像處理與分析實驗指導(dǎo)

1、資源與環(huán)境工程學(xué)院遙感圖像處理與分析實驗指導(dǎo)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(xué)生在掌握遙感數(shù)字圖像原理的基礎(chǔ)上，學(xué)會相關(guān)圖像處理軟件的應(yīng)用，從而進(jìn)一步鞏固在理論課學(xué)習(xí)中所掌握的知識。為使學(xué)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(xùn)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(xué)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(xué)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(xué)習(xí)和對泰坦圖像處理系統(tǒng)的操作，同學(xué)門在對數(shù)字圖像的理解上已有了一定有掌握，在此基礎(chǔ)上，通過對ENVI的學(xué)習(xí)，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(guān)工作打下良的理論與實踐基礎(chǔ)。本指導(dǎo)書是針對我院地理信息系統(tǒng)專業(yè)本科教學(xué)特點而編寫的，旨在通過本教材的學(xué)習(xí)，盡快掌握ENVI的一般功能。本指導(dǎo)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?zāi)康?二、實驗內(nèi)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(biāo)鍵的使用方法4顯示影像剖面廓

3、線4進(jìn)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(jìn)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?zāi)康?1二、實驗內(nèi)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(jìn)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(biāo)位置處的地理坐標(biāo)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(biāo)定位和配準(zhǔn)21一、實驗?zāi)康?1二、實驗內(nèi)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(biāo)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(biāo)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(zhǔn)26打開并顯示Landsat TM影像文件26顯示光標(biāo)位置/值26開始進(jìn)行影像配準(zhǔn)并加載地面控制點26校正影像27（三）影像到地圖的配準(zhǔn)28（四）對不同分辨率的帶地理坐標(biāo)的數(shù)據(jù)集進(jìn)行HSV融合28分別打開TM與SPOT影像28進(jìn)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(biāo)定位28一、實驗?zāi)康?8二、

5、實驗內(nèi)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(jìn)行幾何校正31查看GLT文件32使用GLT文件對影像進(jìn)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?zāi)康?4二、實驗內(nèi)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(biāo)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(zhuǎn)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(nèi)容及要求49*大學(xué)實驗報告50實驗一 ENVI基本功能實驗學(xué)時：6學(xué)時實驗類型：驗證性實驗要求：必修一、實驗?zāi)康牧私釫NVI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(zhǔn)備。二、實驗內(nèi)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(xué)生可自行閱讀幫助文件學(xué)習(xí)。四、實驗組織運行要求集中授課方式。學(xué)生可自行摸索軟件結(jié)構(gòu)、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(biāo)，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(jìn)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(jìn)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(biāo)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(biāo)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(jìn)行常規(guī)的顯示設(shè)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(guān)聯(lián)，改變其中任何窗口都會對另外兩個窗口產(chǎn)生影響。同學(xué)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(biāo)右鍵來完成；² 放大、縮小或漫游影像；²

9、滾動影像；² 調(diào)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(biāo)右鍵，并選擇Toggle Display Scroll Bars或者Toggle Zoom Scroll Bars 。b)要設(shè)置默認(rèn)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(biāo)簽，然后使用箭頭切換按鈕來改變相應(yīng)的設(shè)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(dāng)前顯赤窗口的組合，可

10、以在任意顯示窗口中，點擊鼠標(biāo)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(rèn)設(shè)置，可以在ENVI主菜單中選擇FilePreferences，并點擊Display Default標(biāo)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(dāng)前所顯示的滾動窗口的位置，可以在任意窗口中，點擊鼠標(biāo)右鍵，并在Scroll/Zoom Position 子菜單中來進(jìn)行選擇。l 要改變滾動窗口和縮放窗口的默認(rèn)位置，可以在ENVI主菜單中選擇Filepreferences，并點擊Display Default 標(biāo)簽，然后在Scr

11、oll/Zoom Position 和Zoom Position菜單中進(jìn)行選擇。鼠標(biāo)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(biāo)鍵的組合和作用都不同。Mouse Button Descriptions對話框?qū)⒏嬖V你在每個圖形窗口中鼠標(biāo)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(biāo)光標(biāo)出現(xiàn)在ENVI顯示窗口或者圖形窗口中，鼠標(biāo)鍵的功能就會出現(xiàn)在對話框中。MB1代表鼠標(biāo)左鍵，MB2代表鼠標(biāo)中鍵，MB3代表鼠標(biāo)右鍵。顯示

12、光標(biāo)位置l 要顯示鼠標(biāo)光標(biāo)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(biāo)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?qū)@示出光標(biāo)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(biāo)所對應(yīng)的那個像素的屏幕值（顏色）和實際數(shù)據(jù)值。l 要關(guān)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(biāo)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(guān)系曲線圖；數(shù)據(jù)值與行號（line number）之間的關(guān)系曲線圖；波譜剖面廓線圖。進(jìn)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(rèn)參數(shù)和數(shù)據(jù)來進(jìn)

14、行快速對比度拉伸。Enhance菜單中可進(jìn)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(guān)系圖，即分別選定這兩個波段為X、Y軸，在平面坐標(biāo)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(jìn)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(biāo)光標(biāo)放在主圖像窗口

15、中任意位置，并可以按住鼠標(biāo)中鍵來拖動光標(biāo)。此時，十字絲光標(biāo)周圍10×10范圍內(nèi)的像素在散點圖中所對應(yīng)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(yīng)選擇波段進(jìn)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(jìn)行比較。當(dāng)把兩個顯示窗口鏈接在一起后，在一個顯示窗口中所進(jìn)行的任何操作，都會在與其相鏈接的顯示窗口中產(chǎn)生相同的響應(yīng)。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(biāo)中鍵選擇疊加區(qū)域，可以在任何時候，點擊并拖動鼠標(biāo)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(jìn)行“像素化”。像素化后目標(biāo)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(jìn)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(biāo)條以及其它的一些符號注記。1、要對一幅影像進(jìn)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(yīng)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(jìn)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(dāng)給影像疊加公里網(wǎng)時，影像的邊框也會自動添加進(jìn)來。2、在Grid Line Parameters 對話框中，選擇Options Edit Pixel Grid Attributes 對話框，設(shè)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(biāo)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(shè)置后，點擊Edit Pixel Grid Attributes 對話框的OK按鈕，將所做的更改應(yīng)用到影像中。4、當(dāng)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(xué)門自行操作。七、思考題談?wù)勀銓NVI系統(tǒng)的初步認(rèn)識。實驗二 全色影像和矢量疊合顯示實驗學(xué)時：6學(xué)時實驗類型：驗證性實驗要求：必修一、實驗?zāi)康耐ㄟ^使用ENVI對SPOT全色影像數(shù)據(jù)的處理，使學(xué)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(nèi)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(jìn)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(rèn)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(jìn)行了 2% 裁剪。Quick Gaussian 使用 DN 127 的均值 和三個標(biāo)準(zhǔn)差，應(yīng)用

21、Gaussian 拉伸。Quick Equalization 拉伸應(yīng)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(yīng)用線性拉伸。四、實驗組織運行要求集中授課方式。學(xué)生可自行摸索軟件結(jié)構(gòu)、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(yīng)的頭文件enfidavi.dscGeoSpot體描述文件enfidavi.repGeoSpot報表文件（REP/B：GEOSP

22、OT結(jié)構(gòu)）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?xì)夤艿赖腄XF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(quán)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(jìn)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(diào)整所顯示影像的對比度，并可以進(jìn)行多種類型的對比度拉伸。在默認(rèn)的情況下，當(dāng)數(shù)據(jù)被第一次顯示時，將進(jìn)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(yīng)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(biāo)指針放在左邊那條線上，按下鼠標(biāo)左鍵，可以將該直線從一側(cè)拖致力到另一側(cè)。當(dāng)按下鼠標(biāo)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(biāo)左鍵，狀態(tài)欄上都會顯示出當(dāng)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(dāng)前像素值的累積像素百分比。 4、自動地應(yīng)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(shè)置后，再應(yīng)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(yīng)用拉伸并觀察結(jié)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(jié)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(yīng)用到影像顯示窗口中。若想手動應(yīng)用，則只需作Options Auto Apply Off 操作，然后用Apply按鈕顯示結(jié)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(shè)置標(biāo)準(zhǔn)差。 3、Set Gaussian Stdv 對話框出現(xiàn)在屏幕上，然后可以調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)新的設(shè)置應(yīng)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(yīng)用到影像顯示窗口中。若想手動應(yīng)用，則只需作Options Auto Apply Off 操作，然后用Apply按鈕顯示結(jié)果。彩色制圖ENVI為灰附圖像進(jìn)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(jìn)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(shè)置。像素定位器Pixel Locator 對話框可以提取出光標(biāo)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(biāo)光標(biāo)，觀察對話框中當(dāng)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(biāo)和經(jīng)緯度地理坐標(biāo)之間切換。顯示光標(biāo)位置處的地理坐標(biāo)使用ENVI光標(biāo)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。或ENVI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(jìn)行一些預(yù)定義或者自定義的濾波處理能力（對文件進(jìn)行濾波處理也可以達(dá)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(jìn)行預(yù)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(yīng)用到所顯示的影像上。嘗試對所顯示的影像進(jìn)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(yīng)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(jìn)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(yīng)的GeoSpot地圖信息：1、在可用波段列表中，用鼠標(biāo)右鍵點擊enfidavi.bil文件名下的Map Info圖標(biāo)，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(zhǔn)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?；騐ector 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(dāng)Import Vector File Parameters對話框進(jìn)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(dǎo)入的矢量數(shù)據(jù)采用的是該種地圖投影坐標(biāo)。4、點擊Datum按鈕，打開Select Geographic Datum對話框。在列表中選擇Mexico（NAD27）基準(zhǔn)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(zhuǎn)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(biāo)左鍵，在影像中移動光標(biāo)，同時觀察#1 Vector Parameter對話框中所選矢量的地圖坐標(biāo)。基本地圖制圖添加公里網(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(dāng)給影像疊合公里網(wǎng)時，影像的邊框也會自動添加進(jìn)來。2

34、、可以在Option 下拉菜單中，設(shè)置公里網(wǎng)線的寬度、顏色以及公里網(wǎng)的間隔，來調(diào)整公里網(wǎng)的顯示特征。3、當(dāng)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(biāo)條以及其它的一些符號注記。1、要對一幅影像進(jìn)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(yīng)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(biāo)左鍵在主影像窗口中放置地圖圖例。通過點擊鼠標(biāo)左鍵或者點擊并拖動鼠標(biāo)，來重新放置地圖圖例。點擊鼠標(biāo)右鍵在影像中鎖定地圖圖例的位置。保存和恢復(fù)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(fù)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(yīng)的要進(jìn)行注記的窗口所對應(yīng)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(xué)表達(dá)式。2、簡要說明彩色分割的含義。實驗三 影像地理坐標(biāo)定位和配準(zhǔn)實驗學(xué)時：6學(xué)時實驗類型：驗證性實驗要求：必修一、實驗?zāi)康膶W(xué)會在ENVI中對影像進(jìn)行地理校正，添加地理坐標(biāo)，以及如何使用ENVI進(jìn)行影像到影像的配準(zhǔn)和影像到地圖的校正。學(xué)會使用ENVI生成影像地圖的步驟，學(xué)會利用全色影像和多光譜影像進(jìn)行HSV融合的步驟。二、實驗內(nèi)容本實驗主要涉及遙感圖像處理中影像校正、配準(zhǔn)功能，通過實驗進(jìn)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(biāo)的影像提供了全面的支持，它能夠?qū)υS多預(yù)定義的地圖投影進(jìn)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(zhǔn)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(yīng)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(biāo)來簡單地指定相關(guān)聯(lián)的Magic

39、 Pixel（地圖坐標(biāo)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(biāo)的數(shù)據(jù)空間中進(jìn)行操作處理。ENVI的影像配準(zhǔn)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(biāo)上，然后對它們進(jìn)行幾何糾正，使其匹配基準(zhǔn)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(jìn)行影像到影像和影像到地圖的配準(zhǔn)。基準(zhǔn)影像和未校正影像的控制點坐標(biāo)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(yù)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(jìn)行校正。所支持的重采樣方法包括最近鄰法（nearest-neighbor）、雙線性內(nèi)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(zhǔn)影像和校正后的影像進(jìn)行比較，可以快速地評估配準(zhǔn)的精度。四、實驗組織運行要求集中授課方式。學(xué)生可自行摸索軟件結(jié)構(gòu)、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(biāo)的影像子集bldr_sp.hdrENVI相應(yīng)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(biāo)的影像bldr_tm.hdrENVI相應(yīng)的頭文件bldr_tm.pdsTM-SPOT影像到影像配準(zhǔn)中所用的控制點bldrtm_m.ptsTM-MAP影像到地圖配準(zhǔn)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(zhǔn)結(jié)

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

43、影像到地圖的配準(zhǔn)結(jié)果，使用了RST和三次卷積重采樣法bldrtm_m.hdrENVI相應(yīng)的頭文件bldrtmsp.imgBoulder TM/SPOT使用HSV融合后的結(jié)果，分辨率為10米bldrtmsp.hdrENVI相應(yīng)的頭文件六、實驗步驟（一）帶地理坐標(biāo)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(biāo)，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(biāo)所用的地理信息?？梢哉{(diào)整ENVI使用的Magic Pixel（作為地圖坐標(biāo)系統(tǒng)的起始點）相對應(yīng)的影像坐標(biāo)。因為ENVI可以從相應(yīng)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(biāo)。既可以輸入地圖坐標(biāo)，也可以輸入地理坐標(biāo)（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(biāo)。ENVI在處理過程中才進(jìn)行轉(zhuǎn)換。3、點擊當(dāng)前的DMS或者 DDEG按鈕，分別在度-分-秒（Degrees-Minutes-Swconds）和十進(jìn)制的度（Decimal Degrees）之間進(jìn)行切換。光標(biāo)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(biāo)位置信息的對話框，可以按如下幾步進(jìn)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(biāo)的影像，對話框同時

46、給出了像素坐標(biāo)和地理坐標(biāo)。2、在影像中移動光標(biāo)，查看特定位置的坐標(biāo)值，并注意地圖坐標(biāo)和經(jīng)緯度之間的關(guān)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(biāo)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(biāo)簽、公里網(wǎng)交角以及矩形框（輪廓框）相應(yīng)顏色和其它特征的參數(shù)。6、處理完成后，點擊Cancel來關(guān)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(biāo)。在Geographic grid Attributes對話框，再次

48、注意地理坐標(biāo)（緯度/經(jīng)度）公里網(wǎng)的參數(shù)。處理完成后，點擊Cancel來關(guān)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(biāo)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)，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(biāo)左鍵，移動主影像指標(biāo)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?qū)挾?，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(zhǔn)帶有地理坐標(biāo)的SPOT影像被用作基準(zhǔn)影像，一個基于像素坐標(biāo)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(biāo)位置/值Tool Cursor Location/Value。注意到坐標(biāo)是以像素單位給出的，這是因為這個影像是基于像素坐標(biāo)的，它不同于上面帶的地理坐標(biāo)的SPOT影像。開始進(jìn)行影像配準(zhǔn)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(yù)先保存的地面控制點坐標(biāo)。通過Image to Image GCP List相應(yīng)的菜單操作可對地面控制點進(jìn)行相關(guān)處理。同學(xué)可自行通過查閱help進(jìn)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(jìn)地校正，最后可比較各種校正的效果。（三）影像到地圖的配準(zhǔn)開始操作同上；不同處從Map Registration Select GCPs:Image to Map開始；關(guān)于影像到地圖的配準(zhǔn)，同學(xué)們可以自行查閱help文件進(jìn)行練習(xí)。（四）對不同分辨率的帶地理坐標(biāo)的數(shù)據(jù)集進(jìn)行HSV融合這部分將對兩幅不同分辨率的帶地理坐標(biāo)的數(shù)據(jù)集進(jìn)行融合處理。

54、這里使用配準(zhǔn)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(biāo)的SPOT影像作為高分辨率影像。融合后的結(jié)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(jìn)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(biāo)定位實驗學(xué)時：6學(xué)時實驗類型：驗證性實驗要求：必修一、實驗?zāi)康脑S多傳感器在獲取的遙

55、感數(shù)據(jù)都攜帶了詳細(xì)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(jìn)行基于模型的幾何糾正和地理坐標(biāo)定位。本實驗內(nèi)容主要是使同學(xué)學(xué)會如何用ENVI對自身已帶有幾何信息的影像進(jìn)行基于模型的地理坐標(biāo)定位，并將討論這種遙感數(shù)據(jù)的具體特征，配準(zhǔn)操作過程。二、實驗內(nèi)容ENVI可以支持包括UTM和State Plane在內(nèi)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(zhǔn)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