ENVI實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、遙感圖像處理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)一 圖像處理軟件ENVI4功能介紹實(shí)驗(yàn)二 影像的配準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)三 圖像融合實(shí)驗(yàn)四 波段組合計(jì)算及圖像增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)五 圖像分類實(shí)驗(yàn)六 地圖制圖實(shí)驗(yàn)一 圖像處理軟件ENVI4功能介紹1 ENVI4支持文件格式ENVI使用的是通用的柵格數(shù)據(jù)格式，包含一個(gè)簡(jiǎn)單的二進(jìn)制文件和一個(gè)相關(guān)的ASCII的頭文件。讀該文件格式允許ENVI使用幾乎有的影像文件，包括那些自身嵌入頭文件信息的影像文件。通用的柵格數(shù)據(jù)都會(huì)存儲(chǔ)為二進(jìn)制的字節(jié)流，通常它將以BSQ（按波段順序）、BIP（波段按像元交叉）或者BIL（波段按行交叉）的方式進(jìn)行存儲(chǔ)。ENVI軟件支持的數(shù)據(jù)類型，包括字節(jié)型，整型，無符號(hào)整型，長整型，無

2、符號(hào)長整型，浮點(diǎn)型，雙精度浮點(diǎn)型，復(fù)數(shù)型，雙精度復(fù)數(shù)型，64位整型，以及無符號(hào)64位整型。2 ENVI的窗口和顯示使用ENVI軟件時(shí)，打開圖像通常有三個(gè)窗口，即主影像窗口（Main Image Window）、滾動(dòng)窗口（Scroll Window）和縮放窗口（Zoom Window），見圖1.1。圖1.1 ENVI顯示窗口組：主影像窗口、滾動(dòng)窗口和縮放窗口2.1 ENVI主菜單ENVI主菜單位于顯示窗口的頂部，在默認(rèn)情況下，它顯示于主影像窗口的頂部，并提供交互式的影像顯示和分析功能，見圖1.2。如果所選的顯示組中不包括主影像窗口，那么菜單將會(huì)出現(xiàn)在滾動(dòng)窗口或者縮放窗口的頂部，同ENVI其他的菜

3、單一樣，從該菜單中可以選擇任意的菜單選項(xiàng)。此外，在任何一個(gè)顯示窗口點(diǎn)擊右鍵會(huì)彈出一個(gè)快捷菜單。通過這個(gè)菜單可以訪問顯示函數(shù)，也可以改變顯示的設(shè)置。圖1.2主影像窗口中的overlay菜單和快捷菜單2.2 可用波段列表ENVI可以打開影像文件或者這些文件中的單個(gè)波段。可用波段列表（Available Bands List）是一個(gè)特殊的ENVI對(duì)話框，它包括了所以被打開文件中可用的影像波段，以及與此相關(guān)的地圖信息列表，見圖1.3。使用波段列表可以把彩色和灰階影像加載到一個(gè)顯示窗口中，可以直接打開一個(gè)新的顯示窗口，也可以點(diǎn)擊對(duì)話框底部的Display按鈕，并從中選擇顯示窗口號(hào)，打開相應(yīng)的顯示窗口，然

4、后點(diǎn)擊Gray Scale 或者RGB單選按鈕，再從列表中點(diǎn)擊波段名，選擇所需要的波段，加載顯示影像。提示：如果加載的是單波段影像，可以直接在波段上雙擊來完成。圖1.3可用波段列表對(duì)話框3 ENVI基本功能打開影像文件首先啟動(dòng)ENVI軟件，雙擊軟件圖標(biāo)即可。要打開一個(gè)影像文件可以分以下幾個(gè)步驟：1 選擇FileOpen Image file。在屏幕上彈出文件選擇對(duì)話框“Enter Input Data File”。2 選擇進(jìn)入實(shí)驗(yàn)課程所提供的數(shù)據(jù)目錄envidata中，雙擊打開文件夾，選擇can_tm文件夾，從文件夾中選擇can_tmr.img文件，然后點(diǎn)擊ok。3 在可用波段列表中就會(huì)顯示剛

5、才選擇的文件can_tmr.img，使用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊選擇影像的顯示方式（Gray Scale或RGB）。選擇某個(gè)影像波段或三個(gè)波段進(jìn)行顯示，所選波段在標(biāo)有“Selected Band”顯示出來。4 點(diǎn)擊Load Band或Load RGB，將影像加載到一個(gè)新的顯示窗口。圖像加載后，可以熟悉一下窗口的各個(gè)界面，以及對(duì)圖像主窗口、滾動(dòng)窗口和縮放窗口進(jìn)行相關(guān)操作。顯示光標(biāo)位置要顯示鼠標(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，或者在主影像窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇Cursor Location/Value

6、。接著在屏幕上出現(xiàn)的Cursor Location/Value對(duì)話框?qū)@示出光標(biāo)在主影像窗口。滾動(dòng)窗口或者縮放窗口中的位置，見圖1.4。該對(duì)話框還顯示了十字絲光標(biāo)所對(duì)應(yīng)的哪個(gè)象素的屏幕顏色值和實(shí)際數(shù)據(jù)值。要關(guān)閉這個(gè)對(duì)話框，可以在Cursor Location/Value對(duì)話框頂部的菜單中，選擇filecancel。一旦Cursor Location/Value對(duì)話框打開以后，要隱藏或顯示該對(duì)話框，可以在主影像窗口中雙擊鼠標(biāo)左鍵即可。圖1.4 Cursor Location/Value對(duì)話框顯示影像剖面廓線可以交互式的選擇和顯示X軸（水平）、Y軸（豎直）和Z軸（波譜）的剖面廓線圖。這些剖面廓線圖

7、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。1 從主影像窗口菜單欄中，選擇ToolsProfilesX profle，將會(huì)打開一個(gè)繪制窗口，該窗口將根據(jù)影像中所選擇的行，繪制出一幅數(shù)值與列號(hào)（sample number）之間的關(guān)系曲線圖，見圖1.5。2 重復(fù)上述過程，選擇Y profile，繪制出一幅數(shù)據(jù)值與行號(hào)（line number）之間的關(guān)系曲線圖。選擇Z profile，繪制出相應(yīng)的波譜面廓線圖。提示：也可以通過任意影像窗口中的快捷菜單，來打開Z軸波譜剖面廓線圖。3 選擇WindowMouse Button Descriptions，可以查看鼠標(biāo)鍵在剖面廓線顯示窗口中按鍵功能

8、的描述。4 放置好這三個(gè)剖面廓線窗口，以便能同時(shí)看到它們。5 在影像上移動(dòng)移動(dòng)十字絲，查看這三幅影像剖面廓線圖在新的位置上是怎樣顯示新的數(shù)據(jù)值。6 從繪制圖每個(gè)窗口中，選擇FileCancel，來關(guān)閉繪制窗口。圖1.5水平軸（X）、Y軸（豎直）和Z軸（波譜）剖面廓線繪制曲線圖進(jìn)行快速對(duì)比拉伸使用主影像窗口、縮放窗口或者滾動(dòng)窗口中的默認(rèn)參數(shù)和數(shù)據(jù)來進(jìn)行快速對(duì)比度拉伸。選擇主影像窗口菜單欄中的Enhance菜單，可以進(jìn)行各種各樣的對(duì)比度拉伸（線性拉伸，0255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）。1 使用主影像窗口、縮放窗口或者滾動(dòng)窗口中的影像作為拉伸數(shù)據(jù)源，嘗試進(jìn)行各

9、種類型的拉伸變換。2 比較在窗口顯示組中線性、高斯、均衡及平方根拉伸后的結(jié)果。顯示交互式的散點(diǎn)圖ENVI可以繪制出兩個(gè)所選影像的數(shù)值關(guān)系圖，即分別選定這兩個(gè)波段為X、Y軸，在平面坐標(biāo)上繪制兩者的散點(diǎn)圖。1 在主影像窗口菜單欄中，選擇Tools 2D Scatter Plots。接著Scatter Plot Band Choice對(duì)話框就會(huì)出現(xiàn)在屏幕上，在該對(duì)話框中選擇要進(jìn)行比較的兩個(gè)影像波段。2 選擇其中一個(gè)波段作為X軸，另一個(gè)波段作為Y軸，然后點(diǎn)擊OK，即可生成散點(diǎn)圖。3 一旦打開了散點(diǎn)圖繪制窗口（圖1.6）就可以將鼠標(biāo)光標(biāo)放在主影像窗口中的任意位置，并可以按住鼠標(biāo)左鍵來拖動(dòng)光標(biāo)，此時(shí)，十字

10、絲光標(biāo)周圍10×10范圍內(nèi)的像素在散點(diǎn)圖中所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)將會(huì)用紅色突出顯示出來。提示：選擇WindowMouse Button Descriptions 來顯示不同的鼠標(biāo)鍵在Scatter Plot顯示窗口中的功能。4 在主影像窗口上移動(dòng)鼠標(biāo)光標(biāo)，觀察所產(chǎn)生的跳躍像素（dancing pixels ）效果。5 可以使用散點(diǎn)圖來突出顯示主影像窗口中含有對(duì)應(yīng)波譜值的像素，將鼠標(biāo)光標(biāo)放在散點(diǎn)圖窗口上，點(diǎn)擊并拖動(dòng)鼠標(biāo)中間鍵。6 在散點(diǎn)圖菜單欄中，選擇filecancel 來關(guān)閉Scatter Plot 窗口。圖1.6 一個(gè)交互式的散點(diǎn)圖，對(duì)波段2和波段3進(jìn)行比較加載一幅彩色圖像1如果屏幕上沒有顯

11、示可用波段列表對(duì)話框，那么在ENVI主菜單欄中，選擇Window Available Bands list，打開該對(duì)話框，如圖1.3。注意：如果沒有打開影像，那么在ENVI主菜單中，選擇FileOpen Image File，然后選擇一個(gè)要打開的影像。接著該影像的波段就加載到可用波段列表中。2 點(diǎn)擊RGB單選按鈕，然后在另一個(gè)顯示窗口中，加載一幅彩色影像。3 通過點(diǎn)擊列表中的波段名，從列表中為每種顏色（紅、綠、藍(lán)）選擇一個(gè)波段。當(dāng)點(diǎn)擊列表中的波段名時(shí)，指定的RGB單選按鈕會(huì)自動(dòng)的向前選擇。4 當(dāng)三種顏色都有波段與其對(duì)應(yīng)時(shí)，點(diǎn)擊Display1下拉式菜單按鈕，并從中選擇New Display。5

12、 點(diǎn)擊Load RGB按鈕，就可以將一幅彩色影像加載到一個(gè)新的顯示窗口中。鏈接兩個(gè)顯示窗口將兩個(gè)顯示窗口鏈接在一起進(jìn)行比較。當(dāng)把兩個(gè)顯示窗口鏈接在一起后，在一個(gè)顯示窗口中（滾動(dòng)、縮放等）所進(jìn)行的任何操作，都會(huì)在與其相鏈接的顯示窗口中產(chǎn)生相同的響應(yīng)。要在兩個(gè)顯示窗口中鏈接在一起，操作步驟如下：1 從主影像窗口菜單中，選擇ToolslinkLink Displays，或者在影像中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的快捷菜單中，選擇Link Displays。Link Displays對(duì)話框就會(huì)打開。2 在Link Displays對(duì)話框中，點(diǎn)擊ok，建立鏈接。3 現(xiàn)在嘗試在其中的一個(gè)窗口進(jìn)行滾動(dòng)或者縮放操作，觀

13、察另一個(gè)窗口的反應(yīng)。選擇感興趣區(qū)域（Region of Interest）ENVI允許在影像中定義感興趣區(qū)（region of interest，ROIs）。感興趣區(qū)主要被用于提取分類的信息統(tǒng)計(jì)、生成掩膜以及其他一些操作。1 從主影像窗口中選擇OverlayRegion of interest，或者在影像中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單對(duì)話框中，選擇ROI Tool。接著與該影像顯示窗口相對(duì)應(yīng)的ROI Tool對(duì)話框就會(huì)出現(xiàn)在屏幕上（圖1.7）。2 繪制感興趣區(qū)的多邊形，在ROI_Type中選擇ROI_Type類型，包括多邊形、矩形、圓形等。具體繪制步驟如下：在主影像窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，建立感興趣

14、多邊形的第一個(gè)頂點(diǎn)。再依次點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，按順序選擇更多的邊線點(diǎn)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵來閉合該多邊形。鼠標(biāo)中鍵可以刪除最新定義的點(diǎn)，或者刪除整個(gè)多邊形。再一次點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，固定多邊形的位置。通過選擇ROI Tool對(duì)話框頂部相應(yīng)的單選按鈕，感興趣區(qū)也可以在縮放窗口中被定義。當(dāng)完成一個(gè)感興趣區(qū)的定義后，該區(qū)域會(huì)在Available Regions of Interest列表中顯示出來，同時(shí)顯示的還有感興趣區(qū)的名稱、顏色和所包含的像素?cái)?shù)。3 要定義另一新的感興趣區(qū)，在ROI Tool對(duì)話框中點(diǎn)擊New Region即可定義。效果見圖1.7。圖1.7 定義感興趣區(qū)的對(duì)話框圖1.8 定義了三個(gè)感興趣區(qū)的圖像4、

15、保存ROIROI TOOL窗口菜單：File/Save ROIs5、合并ROIROI TOOL窗口菜單：Options/Merge Regions6、裁剪ROIROI TOOL窗口菜單：File/Subset Data via ROIs或：主菜單，Basic Tools/ Subset Data via ROIs對(duì)影像進(jìn)行注記在ENVI軟件中，可以向地圖和影像中添加一些文本、符號(hào)、色標(biāo)條及一些其他的符號(hào)注記。1 要對(duì)一幅圖像進(jìn)行注記，可以從主影像的菜單選項(xiàng)中選擇Overlay Annotation。接著與主影像窗口相對(duì)應(yīng)的Annotation：Text對(duì)話框就會(huì)出現(xiàn)在屏幕上（見圖1.9）圖1.

16、9文本（Text）模式的Annotation對(duì)話框2 要對(duì)繪制圖、3D表面以及相似的對(duì)象進(jìn)行注記，可以從繪制窗口的菜單欄中選擇Options Annotation。注記類型：Annotation：Text對(duì)話框中允許添加不同類型的注記。這些不同的類型都可以從object下拉菜單中進(jìn)行選擇，注記的類型主要有:文本、符號(hào)、矩形、橢圓、多邊形、折線、箭頭、地圖比例尺、三北方向圖標(biāo)（Declination Diagrams）、地圖圖例、顏色標(biāo)注及影像注記。默認(rèn)情況下，注記的類型為文本（Text）。對(duì)話框中的其他選項(xiàng)用來控制文本注記的字體（Font）、大?。⊿ize）、顏色（color）、位置和角度。放

17、置注記：比如向主影像窗口中添加文本注記：1 在Annotation：Text對(duì)話框中，添加要輸入的文本（for example， Center South University of Forestry & Technology ）在對(duì)話框相對(duì)應(yīng)的菜單和參數(shù)設(shè)置中選擇文本的字體、顏色和大小，然后在主影像窗口合適的位置上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵。接著，輸入的文本會(huì)顯示在所選點(diǎn)的位置上，如圖1.10。圖1.10 帶注記的影像注意：選擇Window Mouse Button Description ，描述在注記對(duì)話框中鼠標(biāo)按鍵的各項(xiàng)功能。2 使用鼠標(biāo)左鍵，拖動(dòng)文本注記的小圓柄，在窗口中放置文本注記?？梢?/p>

18、在對(duì)話框中改變相應(yīng)區(qū)域的設(shè)置值，或者按下鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)文本或符號(hào)注記，以此來改變注記的屬性和位置。3 完成文本注記的設(shè)置，可以點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右鍵來鎖定注記的位置。保存和恢復(fù)注記：1 從Annotation：Text對(duì)話框的菜單欄中，選擇FileSave Annotation，來保存影像注記。2 打開一個(gè)Output Annotation Filename 對(duì)話框。要保存影像注記，在該對(duì)話框中指定要保存的路徑以及保存的文件名，該文件的擴(kuò)展名為.ann。注意：如果沒有將影像的注記保存到文件中，那么關(guān)閉Annotation：Text對(duì)話框時(shí)，注記也將丟失。3 在Annotation：Text對(duì)話框中，選擇

19、FileRestore annotation，就可以恢復(fù)保存過的注記文件。修改先前放置的注記要對(duì)先前已經(jīng)放置好的注記進(jìn)行修改，可按如下步驟進(jìn)行修改：1 在Annotation：Text對(duì)話框中，選擇ObjectSelection/Edit。2 用鼠標(biāo)點(diǎn)擊并托拽出一個(gè)矩形框來包含要修改的注記對(duì)象。3 當(dāng)小圓柄出現(xiàn)后，點(diǎn)擊拖動(dòng)注記及小圓柄，修改其對(duì)應(yīng)的屬性，這就像設(shè)置新的注記對(duì)象時(shí)一樣。添加網(wǎng)格1要在影像中添加公里網(wǎng)格信息，可以從主影像窗口中選擇Overlay Grid line Parameters對(duì)話框。注意：當(dāng)給影像添加公里網(wǎng)格時(shí)，影像的邊框會(huì)自動(dòng)添加進(jìn)來。2 在Grid line Para

20、meters對(duì)話框，設(shè)置公里網(wǎng)線寬、顏色和公里網(wǎng)間隔，來修改公里網(wǎng)的屬性。圖1.11 添加注記和網(wǎng)格的影像3 在Edit Pixel Attributes對(duì)話框中，可以改變公里網(wǎng)標(biāo)注、網(wǎng)格線、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)定之后，點(diǎn)擊Edit Pixel Attributes對(duì)話框中的ok按鈕，將所做的更改應(yīng)用到這些影像當(dāng)中。4 當(dāng)對(duì)所加的公里網(wǎng)滿意之后，點(diǎn)擊Grid line Parameters對(duì)話框中的Apply按鈕。保存和輸出影像對(duì)添加標(biāo)注和進(jìn)行圖像處理的圖像進(jìn)行保存，可以將影像保存為ENVI的影像文件格式，或者保存為幾種通用的圖像格式，然后打印或者導(dǎo)入到

21、其他軟件當(dāng)中，也可以直接通過打印機(jī)進(jìn)行打印輸出。將影像保存為ENVI的影像格式1 從主影像窗口菜單欄種，選擇File Save Image File, Output DisplayTo image file 對(duì)話框就會(huì)出現(xiàn)在屏幕上。2 選擇24比特彩色或者8比特的灰階進(jìn)行輸出，然后再選擇其他圖形選項(xiàng)（包括注記和公里網(wǎng)）以及邊框設(shè)置。如果將注記和公里網(wǎng)都添加到彩色影像顯示中了，那么注記和公里網(wǎng)就會(huì)自動(dòng)的列到graphics選項(xiàng)中，也可以選擇其他注記文件應(yīng)用于輸出圖像上。3 使用所需的單選按鈕，將影像結(jié)果輸出到Memory或者file中。如果選擇了file，就要輸入一個(gè)輸出文件名。4 點(diǎn)擊ok保存

22、影像。實(shí)驗(yàn)二 影像的配準(zhǔn)本專題旨在介紹如何在ENVI中對(duì)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)行影像到影像的幾何校正。1圖像文件頭文件的修改打開并顯示SPOT數(shù)據(jù)首先打開軟件，打開軟件自帶數(shù)據(jù)庫中的SPOT數(shù)據(jù)，步驟如下：1 從ENVI主菜單中，選擇file open image file。2 當(dāng)enter data filename文件選擇對(duì)話框出現(xiàn)后，選擇進(jìn)入envidata目錄下的bldr_sp.img文件。3 點(diǎn)擊ok。4 當(dāng)可用波段列表對(duì)話框出現(xiàn)后，點(diǎn)擊Grey scale單選按鈕，使用鼠標(biāo)左鍵，點(diǎn)擊相應(yīng)的波段名，從對(duì)話框頂部所列波段中選中SPOT波段。所選擇的波段名

23、顯示在select Band：字段區(qū)域中。5 點(diǎn)擊Load Band按鈕，加載這幅影像到一個(gè)新的顯示窗口中。修改ENVI頭文件中的地圖信息1 在可用波段列表中，右鍵點(diǎn)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(duì)話框出現(xiàn)在屏幕上。圖2.1這個(gè)對(duì)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(diǎn)）相對(duì)應(yīng)的影像坐標(biāo)。因?yàn)镋NVI可以從相應(yīng)頭文件信息和地圖投影文件中，識(shí)別出地圖投影，像元大小以及地圖投影參數(shù)，所以用它

24、能計(jì)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)（經(jīng)緯度）。2 點(diǎn)擊Projection/Datum文本旁邊的箭頭切換按鈕，顯示UTM Zone13 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(diǎn)擊當(dāng)前的DMS或者DDEG按鈕，分別在度分秒（DegreeMinutesSecond）和十進(jìn)制的度（Decimal Degrees）之間進(jìn)行切換。4 點(diǎn)擊Cancel，推出Edit Map Information對(duì)話框。圖2.1Edit Map Information對(duì)話框5 修改圖像的pixel size信息，添加公里網(wǎng)格和地圖標(biāo)注。6 保存圖像。

25、在主影像窗口中，選擇file save image as image file。選擇輸出路徑和填寫輸出文件名稱。2 影像對(duì)影像的幾何配準(zhǔn)利用SPOT圖像校正Landsat TM。打開并顯示Landsat TM圖像1 從ENVI主菜單中，選擇file open image file。2 當(dāng)enter data filenames對(duì)話框出現(xiàn)后，選擇進(jìn)入envidata目錄下的bldr_reg子目錄，從列表中選擇bldr_tm.img文件。3 在文件選擇對(duì)話框中，點(diǎn)擊open ，把TM影像波段加載到可用波段列表中。4 在列表中選擇band3，點(diǎn)擊display#1按鈕，并從下拉式菜單中選擇new d

26、isplay。5 點(diǎn)擊Load Band按鈕，把TM的band3波段的影像加載到一個(gè)新的顯示窗口中。顯示光標(biāo)位置/值要打開一個(gè)顯示主影像窗口，滾動(dòng)窗口，或者縮放窗口中光標(biāo)位置信息對(duì)話框，可以按以下步驟進(jìn)行操作。1 從主影像窗口菜單欄中，選擇tools Cursor Location/value。2 在主影像窗口、滾動(dòng)窗口和縮放窗口的TM影像上，移動(dòng)鼠標(biāo)光標(biāo)。注意坐標(biāo)是以像素為單位給出的，這是因?yàn)檫@個(gè)影像是基于像素坐標(biāo)的，它不同于上面帶有地理坐標(biāo)的SPOT影像。3 選擇file Cancel，關(guān)閉Cursor Location/value對(duì)話框。開始進(jìn)行影像配準(zhǔn)1 從ENVI主菜單欄中，選擇Ma

27、p Registration Select GCPs：Image to Image。2 在image to Image Registration對(duì)話框中，點(diǎn)擊并選擇display1（spot影像），作為Base Image。點(diǎn)擊display2（TM影像）作為Warp image。圖2.2image to Image Registration對(duì)話框3 點(diǎn)擊ok，啟動(dòng)自動(dòng)配準(zhǔn)程序。通過講光標(biāo)放置在兩幅影像的相同地物點(diǎn)上，來添加單獨(dú)的地面控制點(diǎn)。注意：同名地物點(diǎn)，需要在兩張圖上都有的，一般選擇河流和道路的交叉點(diǎn)或者拐角點(diǎn)。交叉點(diǎn)或拐角點(diǎn)的選擇要依據(jù)圖像空間分辨率大小來確定，如Quickbird的空

28、間分辨率為0.61米，則對(duì)Quickbird進(jìn)行圖像校正時(shí)，道路的交叉點(diǎn)寬度應(yīng)在1米以內(nèi)為好。4 啟動(dòng)Ground control Points Selection對(duì)話框后，首先在兩張圖上找到同名地物點(diǎn)，如現(xiàn)在SPOT圖像上找到一點(diǎn)，將鼠標(biāo)移動(dòng)至該點(diǎn)，同樣的方法在TM影像上找到該點(diǎn)。5 在兩個(gè)縮放窗口（Zoom）中，查看光標(biāo)所在位置，把十字絲移到對(duì)應(yīng)位置，記錄每點(diǎn)的X,Y值。圖2.3縮放窗口（Zoom）對(duì)話框6 Ground Control Points Selection對(duì)話框的base X和Y文本框中，分別輸入286和255，將SPOT影像中的光標(biāo)位置移動(dòng)到相應(yīng)的位置點(diǎn)上。使用同樣的方法在

29、Warp X和Y文本框中，分別輸入133和264，將TM影像中的光標(biāo)移動(dòng)到相應(yīng)的位置。7 Ground Control Points Selection對(duì)話框中，點(diǎn)擊Add point，把該地面控制點(diǎn)添加到列表中。點(diǎn)擊Show list查看地面控制點(diǎn)列表，見圖2.4。然后依同樣的方式尋找其余的同名地物點(diǎn)。圖2.4用來進(jìn)行影像配準(zhǔn)的Ground Control Points Selection對(duì)話框和Show list列表注意：在縮放窗口中支持亞像元（sub-pixel）級(jí)的定位，縮放的比例越大，地面控制點(diǎn)的精度就越好。地面控制點(diǎn)的選擇除了通過移動(dòng)光標(biāo)之外還可以直接在同名地物點(diǎn)上通過鼠標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)擊

30、完成。在show list對(duì)話框中，一旦已經(jīng)選擇了4個(gè)以上的地面控制點(diǎn)后，RMS誤差就會(huì)顯示出來。8 如果選擇的控制點(diǎn)中，某點(diǎn)的誤差很大，刪除該點(diǎn)，重新尋找新的點(diǎn)來代替。在show list對(duì)話框中用鼠標(biāo)點(diǎn)擊該點(diǎn)，選擇delete即可刪除該點(diǎn)。如果對(duì)所有選擇的控制都不滿意的話，可以通過Ground Control Points Selection對(duì)話框，選擇Options Clear All Points，可以清除掉所有的已選擇的地面控制點(diǎn)。9 若選擇的地面控制點(diǎn)比較滿意，則在對(duì)圖像進(jìn)行校正之前要對(duì)控制點(diǎn)信息進(jìn)行保存。具體方法為在Ground Control Points Selection對(duì)

31、話框中，選擇file Save GCPs to ASCII，選擇保存路徑和文件名，對(duì)控制點(diǎn)信息進(jìn)行保存，以備下次使用。圖2.5影像配準(zhǔn)中所用到的Image to Image GCP List對(duì)話框校正影像在這里我們校正的影像為TM影像的一個(gè)波段，我們也可以同時(shí)校正多波段影像中的所有波段。1 從Ground Control Points Selection對(duì)話框中，選擇Options Warp Displayed Band。2 在Registration Parameters對(duì)話框中的Warp Method按鈕菜單中，選擇RST。在Resampling的按鈕菜單中選擇Nearest Neighb

32、or重采樣法。圖2.6 Registration Parameters對(duì)話框3 輸入文件名bldr_tm1.wrp,點(diǎn)擊ok。4 重復(fù)步驟1和步驟2，還是使用RST校正法，但是要相應(yīng)的選擇Bilinear和Cubic Convolution重采樣法。5 將結(jié)果分別輸出為bldr_tm2.wrp和bldr_tm3.wrp文件中。6 再一次重復(fù)步驟1和步驟2，這一次選擇一次多項(xiàng)式Polynomial校正法，并使用Cubic convolution重采樣法。然后再選擇Delaunay 三角網(wǎng)的Triangulation校正法，相應(yīng)的使用Cubic convolution重采樣法。7 將上述結(jié)果分別輸

33、出到bldr_tm4.wrp和bldr_tm5.wrp文件中。按照同樣的方法可以對(duì)TM影像的其余波段進(jìn)行校正，與上述步驟有區(qū)別的地方是，對(duì)其余的波段進(jìn)行校正，不需要重新找點(diǎn)，只需要將保存的控制點(diǎn)信息直接調(diào)用即可。在Ground Control Points Selection對(duì)話框中，選擇file Restore GCPs from ASCII，調(diào)用保存的控制點(diǎn)信息即可對(duì)圖像進(jìn)行校正，校正后的圖像進(jìn)行合成。8 合成的步驟為，在ENVI主菜單欄中選擇basic tools lay stacking，通過lay stacking選擇校正后的各個(gè)波段進(jìn)行圖層的疊加，對(duì)疊加后的圖像進(jìn)行保存，保存文件名

34、為bldrtm_m.img。比較校正結(jié)果使用動(dòng)態(tài)鏈接來比較校正結(jié)果：1 在可用波段列表中，點(diǎn)擊原始的SPOT波段影像名bldr_sp.img，然后從菜單中，選擇Grey scale顯示方式來顯示圖像。2在可用波段列表中，選擇bldr_tm1.wrp文件，在Display下拉式按鈕中選擇New Display，點(diǎn)擊Load Band將該文件加載到一個(gè)新的顯示框中。3 在主影像窗口中，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇tools Link link displays。4 在link displays對(duì)話框中，點(diǎn)擊ok，把SPOT影像和已添加了地理坐標(biāo)的bldr_tm1.wrp影像鏈接起來。5 使用動(dòng)態(tài)鏈接功能，與

35、帶地理坐標(biāo)的SPOT影像進(jìn)行比較。6 取消動(dòng)態(tài)鏈接功能，選擇tools Link unlink displays。查看地圖坐標(biāo)1 從主影像窗口菜單欄中，選擇Tools cursor Location/Value。2 瀏覽帶地理坐標(biāo)的數(shù)據(jù)集，注意不同采樣方法和校正方法對(duì)數(shù)據(jù)值所產(chǎn)生的效果。3 選擇File Cancel，關(guān)閉該對(duì)話框。3 影像到地圖的配準(zhǔn) 這一部分將逐步地演示影像到地圖的配準(zhǔn)處理過程。許多步驟同影像到影像的配準(zhǔn)步驟相似，因此這些步驟將不會(huì)被詳細(xì)地討論。從帶地理坐標(biāo)的 SPOT 影像中獲取的地圖坐標(biāo)以及一個(gè)矢量的數(shù)字線劃圖（DLG）都將被作為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)，然后對(duì)基于像素坐標(biāo)的 Land

36、sat TM 影像進(jìn)行校正，以匹配相應(yīng)的地圖數(shù)據(jù)3、1打開并顯示 Landsat TM 影像文件: 從 ENVI 主菜單中，選擇 File Open Image File。當(dāng) Enter Data Filenames對(duì)話框出現(xiàn)后，選擇進(jìn)入相應(yīng)文件夾目錄下列表中l(wèi)xmbldr_tm.img 文件。點(diǎn)擊 OK。TM 影像波段被加載到可用波段列表中，同時(shí)一幅彩色影像被加載到一個(gè)新的顯示窗口中。在可用波段列表中，點(diǎn)擊 Gray Scale 按鈕，選擇波段 3。點(diǎn)擊 Load Band 按鈕，把 TM 影像的第 3 波段加載到已打開的顯示窗口中。3、2選擇影像到地圖的配準(zhǔn)并恢復(fù)控制點(diǎn)坐標(biāo):從 ENVI

37、主菜單中，選擇 Map>Registration>Select GCPs:Image to Map。如果打開了多個(gè)影像顯示窗口，那么就在 Image to Map Registration 對(duì)話框中，點(diǎn)擊選擇包含該灰階影像的那個(gè)顯示窗口的顯示號(hào)。從投影列表中選擇 UTM，并在 Zone 文本框中輸入 13。設(shè)置像素大小為 30m，點(diǎn)擊 OK，啟動(dòng)配準(zhǔn)程序。 在要校正的影像中，把光標(biāo)移動(dòng)到一個(gè)已知地圖坐標(biāo)的地面點(diǎn)上（可以從一幅地圖或者 ENVI 矢量文件中見下一部分讀取所需的地圖坐標(biāo)） ，來添加單個(gè)的地面控制點(diǎn)。 Ground Control Points Selection 對(duì)話框

38、中的 E（東向）和 N（北向）文本框中，手動(dòng)地輸入已知的地圖坐標(biāo)，然后點(diǎn)擊 Add Point 來添加新的地面控制點(diǎn)。在 Ground Control Points Selection 對(duì)話框中，選擇File>Restore GCPs from ASCII，打開lxm PZhun.pts 文件。在Ground Control Points Selection對(duì)話框中， 點(diǎn)擊Show List按鈕。 可以在Image to Map GCP List對(duì)話框中查看影像的地圖坐標(biāo)、實(shí)際影像點(diǎn)和預(yù)測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)以及 RMS誤差。3、3使用矢量顯示的數(shù)字線劃圖（DLGs）來添加地圖控制點(diǎn)： 從 ENVI

39、 主菜單中，選擇 File>Open Vector File>USGS DLG。在文件選擇對(duì)話框中，選擇 lxmbldr_rd.dlg 文件。在 Import Optional DLG File Parameters 對(duì)話框中，選擇 Memory 單選按鈕，點(diǎn)擊 OK，讀入所需的數(shù)字線劃圖（DLG）數(shù)據(jù)。在可用矢量列表中高亮選擇 ROADS AND TRAILS: BOULDER, CO 文件，點(diǎn)擊 Load Selected按鈕。在 Load Vector 對(duì)話框中，點(diǎn)擊 New Vector Window。把該矢量加載到一個(gè)新的矢量顯示窗口中。 在 Vector Window

40、#1 窗口中，點(diǎn)擊并拖曳鼠標(biāo)左鍵，激活一個(gè)十字形光標(biāo)。光標(biāo)處的地圖坐標(biāo)會(huì)在 Vector Window #1 窗口的底部列出。在主影像顯示窗口中，選擇 Tools>Pixel Locator，并輸入 402 和418，然后點(diǎn)擊Apply，將影像光標(biāo)移動(dòng)到道路交叉口相應(yīng)的點(diǎn)上去。注意，在縮放窗口中，同樣可以獲取到亞像元（sub-pixel）級(jí)的定位精度。 帶十字形光標(biāo)的矢量窗口，并且顯示出了地圖坐標(biāo)(上圖)在矢量窗口中，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊并拖曳矢量光標(biāo)，當(dāng)十字形光標(biāo)位于所需的道路交叉口時(shí)，松開鼠標(biāo)左鍵，把矢量光標(biāo)放置在道路的交叉口上，其坐標(biāo)為 477593.74，4433240.0（北緯 40

41、 度 3 分3 秒，東經(jīng)-105度 15 分45 秒）。 在矢量窗口中，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，并從彈出的快捷菜單中，選擇Export Map Location。新的地圖坐標(biāo)就會(huì)出現(xiàn)在 Ground Control Points Selection 對(duì)話框中。在 Ground Control Points Selection 對(duì)話框中，點(diǎn)擊 Add Point，添加該地圖坐標(biāo)/影像像素對(duì)，并觀察 RMS誤差的變化。3、4 RST和三次卷積校正： Ground Control Points Selection 對(duì)話框中，選擇 Options>Warp File。在 Input Warp Image

42、對(duì)話框中，高亮選擇文件名 zhumuqian_tm.img，點(diǎn)擊 OK，對(duì) TM的 6 個(gè)波段進(jìn)行校正。在出現(xiàn)的 Registration Parameters dialog 對(duì)話框中，將 Warp Method 選為 RST，將 Resampling 設(shè)置為 Cubic Convolution。把 background值改為 255。在 output file 文本框中，輸入輸出文件名 zhumuqiantm_m.img。點(diǎn)擊 OK，開始進(jìn)行影像到地圖的校正。 3、5 顯示結(jié)果并進(jìn)行評(píng)價(jià): 使用光標(biāo)位置/值（Cursor Location/Value）來對(duì)校正后的彩色影像進(jìn)行評(píng)價(jià)。 在可用波

43、段列表中， 點(diǎn)擊Gray Scale單選按鈕， 接著點(diǎn)擊校正影像的波段Wrap(Band 3: zhumuqiantm_m.img)。 從 Display #下拉式菜單按鈕中，選擇 New Display。點(diǎn)擊 Load Band，來加載這幅校正后的 TM影像。注意到校正影像是傾斜的，這是由于消除了 Landsat TM 軌道方向影響的原因。此時(shí)這個(gè)影像已經(jīng)帶有地理坐標(biāo)，但注意它的空間分辨率是 30 米，而SPOT 影像為 10 米分辨率。實(shí)驗(yàn)三 圖像融合數(shù)據(jù)融合是將多幅影像組合到單一合成影像的處理過程。它一般使用高空間分辨率的全色波段與低空間分辨率的多光譜影像進(jìn)行融合，達(dá)到增強(qiáng)光譜影像空間分

44、辨率的問題。進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的影像文件必須含有地理坐標(biāo)，在這種情況下，空間采樣會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。如果進(jìn)行數(shù)據(jù)融合的影像文件沒有地理坐標(biāo)，則影像就必須覆蓋同一地理區(qū)域，并且有相同的像素大小，影像大小以及相同的方位。1 無地理坐標(biāo)系統(tǒng)的影像融合讀取并顯示ER Mapper影像London 的TM影像和SPOT影像都是二進(jìn)制的文件，含有ER Mapper的頭文件。它們能夠自動(dòng)被ENVI的ER Mapper讀取程序讀取。1 選擇file open external file IP software ER Mapper，然后進(jìn)入lontmsp子目錄，選擇lon_tm.ers。2 在可用波段列表中，單擊RGB co

45、lor單選按鈕，并依次選取紅、綠、藍(lán)字段對(duì)應(yīng)的波段，點(diǎn)擊Load RGB來顯示一幅彩色的TM影像。3 選擇file open external file IP software ER Mapper，然后進(jìn)入lontmsp子目錄，選擇lon_spot.ers文件。4 在可用波段列表中，單擊grey scale單選按鈕，選取pseudo layer波段，從display的下拉菜單中選擇new display，點(diǎn)擊load band來顯示一幅灰階的SPOT影像。調(diào)整影像大小1 在可用波段列表中單擊SPOT影像可以發(fā)現(xiàn)其空間尺寸為2820×1569，用同樣的方法可以知道TM影像的空間尺寸為1

46、007×560。TM影像的像素大小為28米，而SPOT影像的像素大小為10米。TM影像必須以2.8的倍率來調(diào)整大小，以產(chǎn)生與SPOT影像匹配的10米大小的像元。2 選擇Basic tools Resize Data（spatial/Spectral）選擇lon_tm.ers并單擊ok。在resize data parameters對(duì)話框的xfac文本框中輸入2.8，在yfac文本框中輸入2.8009，選擇保存路徑和文件名lontm，點(diǎn)擊ok來調(diào)整TM影像的大小?；蛘咧苯釉趕amples文本框中輸入2820，在lines文本框中輸入1569，選擇保存路徑和文件名lon_tm，點(diǎn)擊ok來

47、調(diào)整TM影像的大小。圖 3.1 Resize Data 對(duì)話框3 顯示調(diào)整過的影像，選擇Tools link Link Displays將調(diào)整過大小的TM影像和SPOT的全色影像鏈接起來，使用動(dòng)態(tài)鏈接來分析比較這兩幅影像。圖3.2TM彩色合成影像和SPOT全色影像進(jìn)行HIS數(shù)據(jù)融合為了了解整個(gè)處理過程，選擇進(jìn)行手工數(shù)據(jù)融合。第一步，TM的彩色影像轉(zhuǎn)換到色度、飽和度和數(shù)值(也稱亮度值)（hue-saturation-value(intensity)）彩色空間。將高分辨率SPOT影像替換數(shù)值（value）波段，并將其拉伸到0至1之間以滿足正確的數(shù)據(jù)范圍，再將從TM影像獲取的色度、飽和度以及SPOT

48、影像中獲取的數(shù)值進(jìn)行反轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)回到紅-綠-藍(lán)彩色空間。這個(gè)過程將產(chǎn)生出一幅輸出影像，其中包含了從TM影像中獲取的顏色信息以及從SPOT影像中獲取的空間分辨率信息。HSV正變換1 從ENVI的主菜單選擇Transform color Transforms RGB to HSV，然后選擇調(diào)整過大小的TM數(shù)據(jù)作為輸入的RGB影像。輸入要輸出的文件名，點(diǎn)擊ok執(zhí)行變換。2 作為灰階影像或RGB彩色影像，來顯示色度、飽和度和數(shù)值的影像。拉伸SPOT影像并替換TM的數(shù)值波段1 從ENVI的主菜單選擇Basic Tools Stretch Data，單擊lon_spot文件，然后點(diǎn)擊ok。2 在Data s

49、tretching對(duì)話框的Output Data中，在min文本框中輸入0，Max文本框中輸入1.0，并輸入一個(gè)輸出文件名。單擊ok將SPOT影像的數(shù)據(jù)拉伸為浮點(diǎn)型，范圍為0到1.0。圖3.3 Data stretching對(duì)話框HSV反變換1 從ENVI主菜單中選擇Transform Color Transforms HSV to RGB，選擇經(jīng)過變換的TM影像的Hue和Saturation波段作為變換的H和S波段。2 選擇拉伸過的SPOT影像作為V波段，點(diǎn)擊ok。在HSV to RGB Parameters對(duì)話框中輸入要輸出的文件名，點(diǎn)擊ok進(jìn)行反變換。圖3.4 HSV to RGB Pa

50、rameters對(duì)話框顯示結(jié)果1 在可用波段列表中點(diǎn)擊RGB Color單選按鈕，并按順序點(diǎn)擊反變換后的RGB波段。再點(diǎn)擊Load RGB按鈕來顯示一幅經(jīng)過融合的TM/SPOT彩色影像。2 顯示融合后的影像，選擇Tools Link Link Displays將融合后的影像，同調(diào)整過大小的TM影像以及SPOT的全色影像鏈接起來。使用動(dòng)態(tài)分析比較這些影像。進(jìn)行自動(dòng)HSV變換融合1 在ENVI的主菜單選擇Transform Image Sharpening HSV。2 如果調(diào)整過大小的TM彩色影像已經(jīng)顯示在窗口中，則可以在Select Input RGB對(duì)話框中直接選擇合適的影像顯示窗口。否則，就

51、要在Select Input RGB對(duì)話框中，選擇“Red Layer”，“Green Layer”，“Blue layer”所對(duì)應(yīng)的調(diào)整過大小的TM影像波段，然后點(diǎn)擊ok。3 High Resolution Input File對(duì)話框中選擇SPOT影像，點(diǎn)擊ok。4 輸入輸出文件名：lontmsp.img，在HSV Sharpening Parameters對(duì)話框中點(diǎn)擊ok。結(jié)果顯示、鏈接和比較1 顯示融合后的彩色影像，在可用波段列表中，選擇RGB Color單選按鈕，再在RGB波段中，選擇融合影像中相應(yīng)的波段，點(diǎn)擊Load RGB。2 通過在主影像窗口菜單中選擇Tools Link Lin

52、k Displays，將原始的TM彩色影像，SPOT影像以及自動(dòng)融合的彩色影像進(jìn)行鏈接比較。圖3.5 TM彩色影像、SPOT影像以及融合后的彩色影像鏈接比較2 帶地理坐標(biāo)系統(tǒng)的影像融合打開要進(jìn)行融合的圖像1選擇file open image file 然后進(jìn)入envidata目錄，雙擊p123r043ETM文件夾，選擇p123r043_7p19991224_z49_multi.hdr，點(diǎn)擊打開，影像就出現(xiàn)在可用波段例表中。2 在可用波段列表中，點(diǎn)擊RGB Color，選擇R（4）G（5）B（3）三個(gè)波段來進(jìn)行波段顯示。3 選擇file open image file 然后進(jìn)入envidata目

53、錄，雙擊p123r043ETM文件夾，選擇p123r043_7p19991224_z49_pan.hdr，點(diǎn)擊打開，影像就出現(xiàn)在可用波段例表中。4在可用波段列表中，點(diǎn)擊Grey scale，選擇p123r043_7p19991224_z49_pan.hdr，點(diǎn)擊Display1下拉菜單，點(diǎn)擊New display，點(diǎn)擊Load band。Color Normalized（Brovey）sharpening（標(biāo)準(zhǔn)化彩色變換融合）1在ENVI的主菜單選擇Transform Image Sharpening Color Normalized（Brovey）。2 在select Input for c

54、olor Bands對(duì)話框中選擇Available Bands List，點(diǎn)擊ok。圖3.6 select Input for color Bands對(duì)話框3 在隨后出現(xiàn)的可用波段列表對(duì)話框中，從p123r043_7p19991224_z49_multi.hdr文件中選擇三個(gè)波段對(duì)應(yīng)RGB選項(xiàng)，點(diǎn)擊ok。4 在high resolution Input file對(duì)話框中，選擇p123r043_7p19991224_z49_pan.hdr文件波段，點(diǎn)擊ok。圖3.7 high resolution Input file對(duì)話框5 在Color Normalized sharpening對(duì)話框中，R

55、esampling重采樣方法選擇Nearest Neighbor，輸入輸出文件名和保存路徑，點(diǎn)擊ok，就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)融合，融合結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)在可用波段例表當(dāng)中。圖3.8 Color Normalized sharpening對(duì)話框6 查看波段融合結(jié)果，在可用波段列表對(duì)話框中，選擇RGB color顯示方式，選擇R（4）G（5）B（3），點(diǎn)擊Load RGB，顯示融合圖像。Gram-schmidt spectral sharpening（GS變換融合）1在ENVI的主菜單選擇Transform Image Sharpening Gram-schmidt spectral sharpening。2 在

56、select low spatial resolution multi band input file對(duì)話框中選擇p123r043_7p19991224_z49_multi文件，點(diǎn)擊ok。4 在high resolution Input file對(duì)話框中，選擇p123r043_7p19991224_z49_pan文件波段，點(diǎn)擊ok。5 在Gram-schmidt spectral sharpening對(duì)話框中，Resampling重采樣方法選擇Nearest Neighbor，輸入輸出文件名和保存路徑，點(diǎn)擊ok，就會(huì)進(jìn)行自動(dòng)融合，融合結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)在可用波段例表當(dāng)中。6 查看波段融合結(jié)果，在可用

57、波段列表對(duì)話框中，選擇RGB color顯示方式，選擇R（4）G（5）B（3），點(diǎn)擊Load RGB，顯示融合圖像。圖3.9 select low spatial resolution multi band input file對(duì)話框PC spectral sharpening(主成分變換融合)1在ENVI的主菜單選擇Transform Image Sharpening PC spectral sharpening。2 在select low spatial resolution multi band input file對(duì)話框中選擇p123r043_7p19991224_z49_multi文件，點(diǎn)擊ok。4 在high resolution Input file對(duì)話框中，選擇p123r043_7p19991224_z49_pan文件波段，點(diǎn)擊ok。5 在PC