利用ENVI軟件處理遙感影像

1、科技信息ENVI軟件簡介ENVI 全稱是 The Environment for Visualizing Images ,是美國 ITT VIS （ITT Visual Information Solutions公司的旗艦產(chǎn)品，是由遙感領(lǐng)域的科學家采用交互式數(shù) 據(jù)語言IDL（InteractiveData Language開發(fā)的一套功能強大的遙感影像處理軟件。 它是快速、便捷、準確地從影像中提取信息的首屈一指的軟件工具。目前，眾多的影像分析師和科學家選擇ENVI軟件從遙感影像中提取信息。 ENVI軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、環(huán)境保護、氣象、石油礦產(chǎn)勘探、農(nóng)業(yè)、 林業(yè)、醫(yī)學、國防安全、地球科學、公用

2、設(shè)施管理、遙感工程、水利、海 洋、勘察測繪和城市規(guī)劃等領(lǐng)域。影像校正由于遙感器本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部因素（衛(wèi)星的姿態(tài)、軌道、地球的運動 和形狀等等原因都可能引起影像的幾何變形,這叫幾何失真。為了糾正這些影像 變形,所以要對影像進行幾何糾正。而進行幾何糾正通常是利用影像配準來實現(xiàn) 的,也就是在同一區(qū)域里利用基準影像（或者地圖對另一幅影像的校準，以使兩幅 影像中的同名像元配準。由此也可以清楚地看到影像配準的目的，就是使得我們能 夠獲得比較準確的影像中的每一個像元所對應(yīng)的地面的位置,這樣在進行定性遙感 中才能使得影像之間具有可比性,在定量遙感中才能使得我們能夠確定具體目標。在影像校正過程中，首先是要選

3、擇所謂的地面控制點（GCP ,這也是影像校正 最關(guān)鍵、工作量最大的一步。原則上GCP點的分布要求均勻,并且數(shù)量要多，這 樣校正的可靠性才比較高。選擇的GCP點一定是要在影像上容易辨識的,地面上 最好可以實測，具有較固定的特征，不會隨時間的變化而變化的點。本文實際采用某區(qū)域遙感得到的SPOT影像和TM影像,分別為SPOTA、TMA、SPOTB、TM B ,以所要分析的影像為例,是選用SPOT影像為基準，校正TM影像，分別打開SPOT影像和TM影像，采用ENVI軟件中的Image to Image校 正功能。其中對于SPOTA和TMA影像,選擇了 108個GCP點，整幅影像總的均方根 誤差為0.3

4、316，其中最大的點的誤差為0.9479,最小的為0.0005。對于SPOTB和 TMB影像，選擇了 126個GCP點，整幅影像總的均方根誤差為0.1457，其中最大的 點的誤差為0.7686，最小的為0.0014。加載了控制點的影像見圖1、圖2。圖1加載GCP后的SPOTA影像圖2加載GCP后的SPOTB影像3.影像重采 樣圖3TMA重采樣圖 圖4TMB重采樣圖對于影像重采樣，在ENVI軟件中需要進行如下設(shè)置：(1對于TMA影像重采樣時，特別要注意點選“ Spatial Subset ”設(shè)置Samples為 1444To 8568, NS 為 7125; Lines 為 2222To 700

5、0, NS 為 4779。(2 對于 TMB 影像重 采樣時，特別要注意點選“ Spatial Subset ”設(shè)置Samples為1610To 8720, NS為7111; Lines為2477To 7003, NS為4527。這樣設(shè)置的目的是只對TM影像中跟SPOT影 像相對應(yīng)的區(qū)域進行重采樣，使得TM和SPOT影像都是同一區(qū)域,并且影像尺寸 大小一致，以便為接下來做影像融合打好基礎(chǔ)。TMA和TMB影像的重采樣結(jié)果 圖如圖3、圖4。影像融合影像融合是必須在重采樣做完后進行處理，影像融合的目的是為了融合SPOT 影像和TM影像,使得融合后的影像同時擁有SPOT影像的高分辨率和TM影像的 多信

6、息，使影像更真實、更美觀。在ENVI軟件中分別打開影像SPOTA、SPOTB和重采樣后的影像TMA、 TM B ,進行影像融合，融合結(jié)果圖如圖5、圖6。圖5SPOTA和TMA融合圖 圖6SPOTB和TMB融合圖5.影像鑲嵌一幅遙感影像的幅面大小是由傳感器的視場所決定，影像的位置是由衛(wèi)星的運 行來決定。因此一個特定的地理和行政區(qū)域可能分成幾塊被覆蓋在好幾幅遙感影 像中，例如，本文做的區(qū)域就是由兩幅影像組成,因此就需要將幾幅影像組合起來才 能形成一個區(qū)域的單幅影像，這種過程就叫影像鑲嵌。將融合好后的兩幅影像在ENVI軟件中打開進行影像鑲嵌，本文進行影像鑲嵌 的參數(shù)設(shè)置如下：(1背景值，在兩幅影像的

7、“ Background Data Value to Ignore ”文本框里都鍵入 “ 0”，即透明；(2羽化值，在兩幅影像的“ Feathering Distance ”文本框都鍵入“ 35” ；(3色彩平衡，在“ Color Balancing ”選項中，對于TMB影像設(shè)置為Fixed，對于 TMA影像設(shè)置為Adjust。兩幅影像的鑲嵌結(jié)果圖如圖7所示。圖7鑲嵌結(jié)果圖6.影像分類遙感影像分類的目的是將遙感影像中的像元按照地物類別進行劃分。例如將 影像分成許多區(qū)域，這些區(qū)域分別代表森林、草地、湖泊、城鎮(zhèn)等實際地物類 別。遙感影像的分類方法有非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類兩種。非監(jiān)督分類不需要任 何關(guān)

8、于分類對象的先驗知識，完全根據(jù)數(shù)據(jù)自身的統(tǒng)計規(guī)律進行分類。利用ENVI軟件處理遙感影像交通運輸部天津水運工程科學研究院武藝文先華摘要遙感影像處理是對遙感影像進行輻射校正和幾何糾正、圖像整飾、 投影變換、鑲嵌、特征提取、分類以及各種專題處理的方法。本文結(jié)合實際 遙感影像，主要介紹如何利用ENVI軟件進行遙感影像的校正、重采樣、融合、 鑲嵌、分類及分類后處理。關(guān)鍵詞ENVI軟件遙感Ch函Al rights reserved. Publishing Hous氏 http:/ www.nkLnet1 Ml 1ChinaAL rights reserved. Publishing House, http

9、:/ HYPERLINK i nn/i 1ChinaChinaAL rights reserved. Publishing House, http:/ HYPERLINK kixnet kixnet i naj rm 1AL rights reserved. Publishing House, http:/ HYPERLINK 1994-2011影像專題論述科技信息對館員的服務(wù)方式提出了新的挑戰(zhàn)。它要求高校圖書館員必須是德才兼?zhèn)涞?新型專業(yè)人才。在“才”方面必須是“ 一專多能”。在“能”方面則越多越好。 至少精通一門外語，熟悉計算機操作,長于知識管理與組織，善于服務(wù)，更要有敬業(yè) 奉獻精神，真正

10、能從社會發(fā)展，文化普及以及全面提高國民素質(zhì)的角度去認識高校圖 書館的社會地位和教育功能。5、大力宣傳,提高普通高校圖書館的社會知名度首先，要提高對宣傳作用的認識，校外人來高校圖書館的少，是因為對圖書館不 了解。這就要求高校圖書館加大宣傳力度，讓普通市民了解高校圖書館，宣傳高校 圖書館的服務(wù)宗旨、服務(wù)方式、服務(wù)項目?？赏ㄟ^制作圖書館主頁、BBS公 告板、設(shè)立宣傳欄和發(fā)放圖書館使用指南，新書通報等宣傳資訊,開辦專題講座、 舉辦各種讀書活動。演講比賽,組織讀者參加社會實踐活動，深入到社區(qū)、用戶 中去,開展宣傳教育和科技知識的傳播等，接納社會團體、家庭以及個人入館參觀, 擴大圖書館在社會人員中的影響，

11、為圖書館的社會化服務(wù)爭取有利的支持。6、樹立高校與地方經(jīng)濟互相依存、共同發(fā)展的思想,強調(diào)以服務(wù)求支持，以 貢獻求發(fā)展的理念，充分發(fā)揮文獻信息資源的優(yōu)勢高校圖書館可給校外人員辦理圖書借閱證，與公共圖書館實現(xiàn)館際互借,滿足校 外讀者的文獻信息需要?？梢酝ㄟ^組織科普活動、專題講座、學術(shù)報告會、 舉辦學習班和計算機檢索培訓班等形式,幫助校外讀者掌握文獻信息知識和檢索技 能,通過這些影響擴大圖書館的社會影響和知名度,樹立良好的服務(wù)形象。7、高校圖書館要發(fā)揮社會化服務(wù)的技術(shù)優(yōu)勢與人才優(yōu)勢高校不僅是先進文化的發(fā)源地和集散地,同樣也是新技術(shù)的研發(fā)地和傳播地。 現(xiàn)代高校圖書館更注重先進的信息技術(shù)在管理中的應(yīng)用。

12、隨著網(wǎng)絡(luò)化、自動 化、數(shù)字化的建設(shè)，高校圖書館不斷更新服務(wù)設(shè)備,安裝先進的集成管理軟件，由 手工借閱到電腦掃描，由人工目錄到網(wǎng)上智能檢索，讀者完全可以通過聯(lián)網(wǎng)微機進 入圖書館，實現(xiàn)網(wǎng)上預約、借閱、續(xù)借、咨詢等功能。圖書館手工借閱時期,工 作量大，滿足在校師生的要求都很難，現(xiàn)在藏、借、閱一體,數(shù)字資源豐富，網(wǎng)絡(luò) 鏈接方便、快捷，大大節(jié)省了人力，方便了讀者，無論是借閱服務(wù)、還是網(wǎng)上傳輸, 或者是信息咨詢，都可以較快地滿足讀者的要求，提高了資源的利用率。隨著現(xiàn)代圖書館的發(fā)展,高校圖書館的工作已不只是簡單的被動借還服務(wù)，更多 的是針對教學科研和學科建設(shè)特點，由被動變主動，形成了主動推送服務(wù)、網(wǎng)上資 源

13、集成服務(wù)、為教學科研人員和各類讀者提供知識信息服務(wù)等職能。現(xiàn)代圖書 館服務(wù)職能的變化,對高校圖書館的工作人員提出了更高的要求。近幾年，高校圖 書館的工作人員隊伍發(fā)生了較大的變化，由老齡化向年輕化發(fā)展，由低學歷向高學 歷發(fā)展，由單學科向多學科發(fā)展，聚集了大量的高職稱的圖書館學、計算機和各學 科專業(yè)人才，他們不僅關(guān)注本館的館藏和學科服務(wù),而且對當今世界和國內(nèi)圖書館 界的知識信息服務(wù)給予了極大的關(guān)注，對海量的知識信息進行識別、整理、排 序、推送，起到了知識導航員的作用。因此，利用高校圖書館的人才優(yōu)勢,積極開 拓社會服務(wù)的新領(lǐng)域，能更好地滿足社會成員的信息需求，為社會的信息化做出貢 獻?？傊?拓展高校

14、圖書館的社會化服務(wù)職能，是一個學術(shù)研究課題,更是一個實踐 的過程，它不僅要求政府的大力支持和經(jīng)濟援助，更需要圖書館內(nèi)部的管理創(chuàng)新。 高校圖書館社會化服務(wù)有著較好的前景，也大有文章可做，只要高校圖書館從構(gòu)建 和諧社會的需要出發(fā)，社會化服務(wù)工作就一定能開展起來并受到社會的歡迎。參考文獻1劉龍.高校圖書館服務(wù)社會化的優(yōu)勢與實現(xiàn)途徑J .河南科技學院學報(社 會科學版,2010(1趙玉貞.新時期高校圖書館社會化服務(wù)初探J .圖書館界,2008(3(上接第771頁ChinaAl rights reserved. Publishing House, http:/ kinet 1994-2011Academ

15、ic Jounial Electronic表1分類統(tǒng)計結(jié)果表本文采用的是K-Means (K均值非監(jiān)督分類,K-M eans (K均值非監(jiān)督分類是 通過計算數(shù)據(jù)空間上均勻分布的最初類均值，然后用最短距離技術(shù)重復地把像元聚 集到最近的類里。每次迭代重新計算均值,且用新的均值對像元進行再分類。當 限定了標準差和距離的閥值時，如果一些像元不滿足選擇的標準，就無法參與分類， 所有像元都被歸到與其最臨近的一類里。這一過程持續(xù)到每一類的像元數(shù)變化少 于選擇的像元變化閥值或已經(jīng)達到迭代的最多次數(shù)。K-Means (K均值非監(jiān)督分類的準則是:使每一聚類中，多模式點到該類別中心的距離的平方和最小。其基本思想是:

16、通過迭代,逐次移動各類 的中心，直到得到最好的聚類結(jié)果為止。通過ENVI軟件打開鑲嵌好的影像，進行K-Means (K均值非監(jiān)督分類，在“ K- Means Parameters ”對話框中設(shè)置相關(guān)參數(shù),在其中“ Number of Classes ”文本框里 鍵入分類個數(shù)“ 8 , “ Maximum Iterations 文本框里鍵入迭代次數(shù)“ 5,點選菜單 File -輸出，點擊“ OK ”即可。分類結(jié)束后得到的分類結(jié)果圖如圖8。圖8K-Means (K均值非監(jiān)督分類結(jié)果圖7.影像分類后處理在ENVI軟件中打開鑲嵌結(jié)果圖和分類結(jié)果圖，選擇菜單Classifi-cation Post Cl

17、assification Class Statistics ,在彈出的 “Classification Input File 對話框中選擇 分類結(jié)果圖，點“ OK ”繼續(xù)，在彈出的“ Statistics Input File ”對話框中，選擇鑲嵌結(jié) 果圖(TM影像，選好輸入文件后，點擊“ OK ”，出現(xiàn)“ Class Selection ”對話框，在列 表中選擇前面所分的8類,然后一直默認設(shè)置點“ OK ”即可得到分類后處理的分 類統(tǒng)計結(jié)果，見表1。8.結(jié)語本文結(jié)合某區(qū)域遙感得到的SPOT影像和TM影像，主要介紹如何利用ENVI 軟件進行遙感影像的校正、重采樣、融合、鑲嵌、分類及分類后處理的

18、方法 及操作步驟。ENVI軟件其他強大的遙感影像處理功能還有待進一步研究。參考文獻1趙文吉，段福州，劉曉菲等.ENVI遙感影像處理專題與實踐M .北京:中國 環(huán)境科學出版社,2007.李小娟，宮兆寧,李靜等.ENVI遙感影像處理教程M .北京:中國環(huán)境科學 出版社, 2007.沈煥鋒，鐘燕飛,王毅等.ENVI遙感影像處理方法M .武漢:武漢大學出版 社,2009.韋玉春，湯國安,楊昕等.遙感數(shù)字圖像處理教程M .北京:科學出版社， 2007.類別 Band M in Max M ean StDev points percent-ageClassi 10430.5106373.5381951747992632.43% 20450.3834822.375020 30490.5325773.173868Class2 105618.78919415.42758025894914