LandsatTM影像處理最流程

1、. 一. 界面系統(tǒng)介紹1. 主菜單：菜單項，F(xiàn)ile、Basic Tool、Classification、Tranform、Spectral實習所涉及的粗略介紹2. Help 工具的使用3. 主菜單設置preferences：存設置二. 文件的存取與顯示1圖像顯示由一組三個不同的圖像窗口組成：主圖像窗口、滾動窗口、縮放窗口。1主圖像Image窗口：400*400 100顯示全分辨率顯示scroll的方框，可交互式分析、查詢信息。主圖像窗口的功能菜單：在主圖像窗口點擊鼠標右鍵，切換隱藏子菜單的開啟和關閉。該 Functions 菜單控制所有的ENVI交互顯示功能，這包括：圖像和動態(tài)覆蓋；空間和波

2、譜剖面圖；比照度拉伸；彩色制圖；諸如ROI的限定、光標位置和值、散點圖和外表圖等交互特征；諸如注記、網(wǎng)格、圖像等值線和矢量層等的覆蓋疊置；動畫以及顯示特征。2滾動Scroll窗口：全局，重采樣(降低分辨率)顯示一幅圖像。只有要顯示的圖像比主圖像窗口能顯示的圖象大時，才會出現(xiàn)滾動窗口。滾動窗口位置和大小最初在envi.cfg 文件中被設置并且可以被修改。3縮放Zoom窗口：200*200顯示image的方框。縮放系數(shù)用戶自定義出現(xiàn)在窗口標題欄的括號中。2圖像的頭文件資料的獲取和編輯ENVI：FileEdit ENVI Header，選擇相應的文件。從 Header Info 對話框里，你可以點擊

3、 Edit Attributes 下拉菜單中的選項，調(diào)用編輯特定文件頭參數(shù)的獨立對話框。這些參數(shù)包括波段名、波長、地圖信息等。3圖像的存取File Open Image File. 當你翻開任何文件，可用波段列表ABL自動地出現(xiàn)。ABL列出該圖像文件的所有波段，并允許你顯示灰階和彩色圖像、啟動新的顯示窗口、翻開新文件、關閉文件，以及設置顯示邊框。要選擇當前活動顯示，請按以下步驟：從ABLAvailable Bands List，點擊Display #*按鈕菜單其中*是與顯示窗口標題欄數(shù)字相對應的數(shù)字，再從列表中選擇所需要的顯示。要開場一個新的顯示，從按鈕菜單項選擇擇New Display。點擊

4、Load Band或Load RGB，以把選定的波段導入選定的顯示。4.灰度圖像和彩色圖像的顯示ENVI：FileOpen ImageAvailable Bands ListABL中選擇Gray Scale或RGB Color模式5剖面和波譜圖Profiles and Spectral PlotsImage:ToolsProfiles。ENVI 允許抽取水平的*、垂直的Y、波譜的對每個像元為 Z 以及任意的剖面圖。剖面圖顯示在單獨的圖表窗口，并且*、Y 和 Z 剖面圖可以同時是激活的。鼠標用來移動一個十字準線并交互地選擇剖面圖。圖表窗口 Options 菜單下的 Auto Scale Y-A*

5、is非常有用。三. 圖像預處理1圖像的切割取子區(qū)ENVI：Basic Tools Resize Data Resize Data Input File對話框如下列圖。選擇需要切割的原始圖像；選擇Spatial Subset或Spectral Subset方式；假設設置空間切割方式Spatial Subsetselect Spatial Subset點擊Image；出現(xiàn)Subset by Image對話框，Subset的尺寸用2種形式，移動圖像上的方框或直接填寫samples/lines列/行值；假設設置波段圍Spectral SubsetFile Spectral Subset，選擇波段；假設

6、要根據(jù)已選擇的感興趣區(qū)域進展切割，可用ENVI：Basic ToolsSubset Data via ROIs。假設要使用與上次輸入的空間大小一樣的文件的空間子集，點擊Previous按鈕。注：Resize Data還可以進展圖像重采樣如下，假設僅僅進展子區(qū)的選擇，則不要調(diào)整Output File Dimensions。* 圖像左上角為原點(1.1 - 列.行)。Masking-把一個空間掩膜應用到圖像的*個局部，包括統(tǒng)計、分類、別離unmi*ing、匹配濾波、連續(xù)刪除continuum removal和波譜特征擬合spectral feature fitting。2圖像的重采樣ENVI：Ba

7、sic Tools Resize Data Resize DataInput File對話框選擇需要采樣的原始圖像OKResize Data Parameters調(diào)整 Output FileDimensions的像元數(shù)；選擇采用方法 文件輸出四. 影像分析影像統(tǒng)計分析1. 統(tǒng)計特征分析ENVI：Basic Tools Statistics puter StatisticsCalculate Statistics Parameters對話框-選擇統(tǒng)計類型Basic、Histogram、Covariance2. 主成分分析(ENVI: Transformprinciple pents)Transf

8、orms Principal ponents Forward PC Rotation pute New Statistics and Rotate.- 選擇輸入文件- 選擇輸出 PC 波段數(shù)-Select Subset from Eigenvalues-出現(xiàn) PC EigenValues 繪圖窗口每個節(jié)點是PC各分量的特征值，可進一步計算PC各分量的方差百分比。3. 相關分析 ENVI：Basic Tools Statistics puter Statistics五.圖像增強 (Image:Enhance)1. 直方圖調(diào)整(1) 直方圖匹配(Image: EnhanceHistogram Ma

9、tching)至少顯示兩幅圖像，從想更改直方圖的圖像如Display#1PC1中，選擇EnhanceHistogram Matching-Match To選擇想匹配直方圖的圖像Display#2-V -OK，保存直方圖匹配后的PC1。查看兩圖像PC1與V直方圖：點右鍵Interactive Stretching或選擇 Functions Interactive Stretching顯示直方圖；假設需圖像替代則要求兩直方圖輸入值相同，可根據(jù)兩直方圖輸入值的關系，通過Band Math使兩直方圖數(shù)值一樣PC1變?yōu)镻C1-保存PC1，可為下一步PC1圖像替代V，進展HSV-RGB反變換作準備。(2)

10、 直方圖的交互式拉伸(Image: EnhanceInteractive Stretching )ENVI 用 2% 的系統(tǒng)默認線性拉伸值來顯示所有圖像(兩邊均舍去信息量的2%)，經(jīng)過這樣處理后合成的假彩色圖像層次清楚、地物差異大，各類地物易于判別。注：多在Scroll窗口對全局調(diào)整，分別調(diào)整R、G、B，使彩色更豐富一般R、G敏感，B線性即可。2. 彩色變換ENVI: TransformColor Transform包括HSV-色調(diào)、飽和度、數(shù)值變換，HLS-色調(diào)、亮度、飽和度變換等。3. MNF變換最小噪聲別離Minimum Noise Fraction，MNF變換是同主分量變換相似的一種方

11、法，它被用來別離數(shù)據(jù)中的噪聲，確定數(shù)據(jù)在的維數(shù)，減少隨后處理的計算量Green 等人，1988；Boardman和Kruse，1994。六.專題信息提取1. 波段運算獲取不同專題信息ENVI: Basic Toolsband math例：Newband=band5-band4具體操作是：翻開Band Math對話框(如右圖)，在Enter an e*pression中鍵入：b5-b4，點擊OK后將會出現(xiàn)Variables to Bands Pairings對話框。從可利用波段列表中，分別選擇b5和b4代表的波段，并鍵入待輸出的文件名，點擊OK即可。2. NDVI的提取: NDVI(vegeta

12、tion Inde*)NDVINormalized Difference Vegetation Inde*歸一化植被指數(shù)：是一個普遍應用的植被指數(shù)，將多波譜數(shù)據(jù)變換成唯一的圖像波段顯示植被分布。NDVI 值指示著像元中綠色植被的數(shù)量，較高的NDVI值預示著較多的綠色植被。NDVI 變換可以用于AVHRR、Landsat MSS、Landsat TM、SPOT 或 AVIRIS 數(shù)據(jù)，也可以輸入其他數(shù)據(jù)類型的波段來使用。3. 纓帽變換ENVI: TransformTasseled Cap5. 定義感興趣區(qū)(ROI)及分類監(jiān)視分類Supervised Classification監(jiān)視分類：按照分類

13、以前自定義的樣本進展分類。1. 訓練樣本的選擇和優(yōu)化1訓練樣本的提取ROI區(qū)的選擇ENVI: Basic Tools Region Of Interest ROI tool調(diào)出感興趣區(qū)工具窗口進展樣本選擇注意：必須事先翻開一幅圖像，可以進展樣本編輯名稱，顏色，填充方式等，樣本選擇越準確，分類結(jié)果越好。感興趣區(qū)工具窗口的翻開方式還有：Image：OverlayRegion of Interest，或者直接在圖像窗口上點擊鼠標右鍵，再選擇ROI Tool。根據(jù)前面的背景資料和預處理結(jié)果選擇分類圖像，建立各類地物的訓練區(qū)。各類地物的解譯標志，即地物的明顯特征是最重要的選擇標準。根據(jù)其在影像上表現(xiàn)出的

14、色調(diào)、紋理等特征，通過目視解譯方法用鼠標在工作區(qū)影像圖上選擇其訓練區(qū)，并使訓練區(qū)的分布盡量均勻。在實際的工作中，由于存在同物異譜的情況，因此對于同一種類型可能有多種不同的特征。為此，我們可以對同一地物選擇多個訓練區(qū)，分類后再合并。感興趣工具窗口見下列圖。提取訓練樣本的具體操作如下：1確定ROI的提取類型ROIPolygon, Polyline, Point, Rectangel, Ellipse和待操作窗口主圖像窗口、滾動窗口或縮放窗口。2在圖像窗口上畫出感興趣區(qū)，單擊鼠標右鍵確定選擇形狀此時可以拖動感興趣區(qū)域，用Ctrl鼠標左鍵可以刪除，再次單擊右鍵確定此訓練區(qū)此時假設要刪除訓練區(qū)，需要點擊

15、ROI Tool窗口中的Delete控鍵，此操作將刪除所有該類型的感興趣區(qū)域。ROI Tool 窗口中將會顯示選擇區(qū)域的顏色和相關信息，其中，感興趣區(qū)域名稱ROI Name和色彩可以修改?？删?一類訓練區(qū)選擇多個感興趣區(qū)域。3該類訓練區(qū)的選擇完成后，點擊ROI Tool窗口的New Region控鍵，再進展另一類訓練樣本的選擇，其顏色將自動改變。按以上操作完成所有訓練區(qū)的選擇。2訓練樣本的優(yōu)化和提純ROI上述步驟中選擇的*類訓練樣本，可能混入了其他類型的樣本，為了提高圖像分類精度，需要對訓練樣本進展提純。N維可視化分析器N Dimensional Visualizer即是對選擇的訓練區(qū)像元進展

16、提純。當*些像元始終聚集在一起運動時，這些就是所需的最純像元；假設在運動時，像元分成了兩個局部，則說明選擇了兩類地物的訓練區(qū)，需把此訓練區(qū)像元分開處理。ROIE*port ROIs to n-D Visualizer n-D Control; n-D Visualizer讓訓練區(qū)像元在n維空間自由轉(zhuǎn)動可以控制轉(zhuǎn)動速度Speed，當轉(zhuǎn)到最能區(qū)分各類型訓練區(qū)像元的位置時，停頓轉(zhuǎn)動，進展樣本提純操作。即：1在n-D Visualizer窗口中用鼠標選擇*類訓練區(qū)的純像元并點擊鼠標右鍵確定可進展屢次選擇，再次單擊右鍵E*port Class，提純后的訓練區(qū)將出現(xiàn)在ROI Tool窗口中。2進展下一個類

17、型訓練區(qū)的提純時，首先要在n-D Visualizer窗口中單擊右鍵New Class，下面的操作如前。如此，完成所有訓練區(qū)的提純。3訓練區(qū)的保存：ROISave ROIs2. 選擇分類方式分類方式包括平行六面體法、最短距離法、馬氏距離法、最大似然法、波譜角分類以及二進制編碼法等，選擇適宜的分類方式。1) 最大似然法Ma*imum Likelood ClassificationENVI: Classification supervised Ma*imum likelihood Classification Input File 選擇分類的圖像 Ma*imum likelihood Parame

18、ters 選擇訓練樣本，設置說明最大似然分類假定每個波段每一類統(tǒng)計呈均勻分布，并計算給定像元屬于一特定類別的可能性。除非選擇一個可能性閾值，所有像元都將參與分類。每一個像元被歸到可能性最大的那一類里。在Ma*imum Likelihood Parameters 對話框中設置一般分類參數(shù)，在Set Probability Threshold文本框里，鍵入一個閾值01。選項參數(shù)被用來控制像元準確分類的可能性。如果像元的可能性低于所有類的閾值，則它被歸為無類別，在此，我們一般選擇默認值。2) 波譜角分類法Spectral Angle Mapper SAMENVI: Classification su

19、pervised Spectral Angle Mapper Classification Input File 選擇分類的圖像 Spectral Angle Mapper Parameters 選擇訓練樣本，設置說明波譜角分類法是以物理學為根底的一種分類法，通過比擬終端光譜向量和每個像元的矢量在N維空間中的角度，將像元分配到相應的區(qū)間中去，角度值越小，分類越準確。輸入由上步提純得到的像元數(shù)據(jù)，選擇適宜的參數(shù)Ma*imum Angleradians 值，小于此值的像元將不參加分類，經(jīng)屢次實驗。默認值是0.1弧度。3. 分類引入影像確定分類圍和波段選擇訓練樣本給定閾值確定存儲路徑和文件名OK。下

20、列圖為最大似然法分類對話框。非監(jiān)視分類Unsupervised Classification非監(jiān)視分類：僅僅用統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)集中的像元進展分類，不需要樣本。方法：1IsoData:unsupervisedIsoData IsoData Parameters對話框：參數(shù)設置說明在ISODATA Parameters 對話框中，輸入Number of Classes分類數(shù)，Min最少分類數(shù)8、Ma*最大分類數(shù)15，Ma*imum Iteration最大迭代數(shù)10，Chang Threshold像元變化的閥值5.00，Minimum Pi*el in Class每類中的最小像元數(shù)1，Ma*imum

21、Class Stdv 最大標準差3.00，Minimum Class Distance 最小類間距4.00，Ma*imum Merge Pairs最大合并數(shù)2等8個根本參數(shù)根據(jù)實際圖像和先驗知識更改參數(shù)的設置2K-Means:unsupervised K-Means K-Means Parameters參數(shù)設置說明分類后處理Post Classification1. 分類統(tǒng)計：ENVI:ClassificationPost ClassificationClass Statistics：包括每一類的點數(shù)、最小值、最大值、平均值以及類的每個波段的標準差等。其中每一類的最小值、最大值、平均值以及標準

22、差可以以圖的方式進展顯示?？梢燥@示出每一類的直方圖，并且計算其協(xié)方差矩陣、相關矩陣、特征值和特征矢量等。2. 兩個分類結(jié)果的比擬：ENVI:ClassificationPost ClassificationConfusion Matri*：分類結(jié)果的精度，顯示在一個混淆矩陣里。通過用分類結(jié)果與地表真實圖像Ground Truth Image或地表真實感興趣區(qū)Ground Truth ROIs相比擬來計算混淆矩陣。分類結(jié)果記錄了總體精度、準確度、Kappa系數(shù)、混淆矩陣、mission 誤差每類中額外像元占的百分比和冗長誤差類左邊的像元占的百分比等等。當用地表真實圖像計算混淆矩陣時，還可以輸出每

23、類圖像中沒有被正確分類的那些像元。3. 類別集群：ENVI: ClassificationPost ClassificationClump Classes細小塊的合并，將一些碎塊進展合并平滑處理。注：未被選上用于聚塊clumping的類，在輸出圖像上無變化。4. 類別篩選：ENVI: ClassificationPost Classification Sieve Classes通過用斑點分組消除這些隔離的被分類的像元。該功能菜單將刪除分類中的孤島像元，并用黑像元表示，可以用成塊分類功能代替黑像元。注：在Group Min Threshold文本框里，輸入一個類組需要包含的最少像元數(shù)4或8。任何

24、一組小于這一數(shù)值的像元將從類中被刪除。5. 類的合并：ENVI : ClassificationPost Classificationbine Classes：將分過的類進展選擇性的合并，可以合并為一類或幾類。6. 類的疊合：ENVI : ClassificationPost ClassificationOverlay Class：用一幅彩色合成影像或灰階影像生成一幅影像地圖，并且類的顏色疊置在一起，輸出一幅3波段的 RGB圖像。7. 修改類的顏色：Image: ToolsColor Mappingclass color mapping：當一個分類后的圖像被導入一個顯示窗口時，每類自動呈現(xiàn)出不

25、同的顏色。每類的顏色與監(jiān)視分類中選擇的感興趣區(qū)的顏色或非監(jiān)視分類中預先選擇的每類顏色相對應。未分類區(qū)域在圖像中呈黑色，可以改變每類的顏色。七. 制圖輸出圖形的整飾1. 經(jīng)緯網(wǎng)格線Grid來設置網(wǎng)格線的屬性及圖像邊界。注：設圖面大小- Annotation - Options Display Borders-輸入左、上、右和低部圖像邊框所需要的邊框?qū)挾劝聪裨?. 注記Image: overlayannotation(標題；圖例；比例尺；南北指針)(1) 添加注記：Image: overlayannotation。注記可以被放置在主圖像窗口、滾動窗口或縮放窗口。通過從各自的 Options 菜單中

26、選擇 Annotation，每種圖表，包括*、Y、Z 剖面圖或外表圖，可以被注記。當出現(xiàn) #n Annotation 對話框時其中#n指正被注記的那個顯示，選擇 Object 所需要的注記對象。1文本注記Te*t：Objectte*t ，選擇注記的屬性如font、size等，在文本框中輸入待添加文本，用鼠標在圖像中點擊注記位置，按右鍵確定。2圖例注記map key：Objectmap key可以直接將各類的圖例加載上去，并且可以進展顏色、名稱等編輯。3比例尺注記Scale Bar：ObjectScale bar4偏差圖注記Declination：ObjectDeclination，Declination 選項允許你在圖像上放置一個磁偏角圖表。磁偏角圖表包括指向真北True North，用星號顯示、坐標北Grid North，GN和磁北Magnetic North，MN的箭頭的任意組合。5覆蓋分類結(jié)果：Image:Overlayclassification6邊界設置Set Display Border：OptionSet Display Border7其他注記略8假設要對注記進展選擇或編輯：ObjectSelection/Edit注：每一種注記添加到圖像中后，單擊鼠標右鍵進展確定。所有注記對象都有一個小的彩色菱