ENVI監(jiān)督分類制圖操作.ppt

1、a,1,ENVI快速制圖,a,2,數(shù)據(jù)的輸入輸出（波段組合）,圖像顯示與分析（數(shù)據(jù)介紹）,圖像預(yù)處理（幾何校正、鑲嵌）,影像信息提?。ūO(jiān)督分類，分類統(tǒng)計）,專題制圖,成果報告,遙感圖像處理流程,a,3,實驗數(shù)據(jù)要求：影像行列號為153031，另一景行列號為153032，且年份必須為2009-2012年內(nèi)。 Landsat衛(wèi)星采用的全球參考系為WRS(world wide reference system)，是國際上非常具有代表意義的全球參考系之一。WRS是依據(jù)衛(wèi)星地面軌跡的重復(fù)特性，結(jié)合星下點成像特性而形成的固定地面參考網(wǎng)格。其WRS參考系網(wǎng)格與Landsat衛(wèi)星數(shù)據(jù)的成像區(qū)域緊密的契合，WR

2、S網(wǎng)格的二維坐標(biāo)采用PATH和ROW進行標(biāo)識。 目前WRS有兩個系統(tǒng)，分別為WRS1（1983年之前的參考系，Landsat1-3號衛(wèi)星采用此參考系）和WRS2（1983年之后的參考系，Landsat4，5，7號衛(wèi)星采用此參考系）。,選擇數(shù)據(jù),a,4,如前面敘述到的，WRS1 是1983年之前的參考系，Landsat1-3號衛(wèi)星采用此參考系，而WRS2是1983年之后的參考系，Landsat4，5，7號衛(wèi)星采用此參考系。而Landsat 7由于2003年出現(xiàn)故障，此后的影像均有黑色條帶，即使可以去除黑帶，但均處理后影像對后期使用依然有影響。 因此，我選擇下載的范圍是Landsat4，5的TM影

3、像。且要盡量選擇云量少，植被多的季節(jié)的影像。,a,5,數(shù)據(jù)介紹,下載地址：（美國地質(zhì)探索） / LT51530312011225KHC00是landset5的TM影像行列號為153031是2011年第225天拍攝的，LT51530322010238KHC00是landset5的TM影像行列號為153032是2011年第238天拍攝的。在envi中打開下載的影像展開map info，我們可以看到我們下載的衛(wèi)星影像的地理信息以及分辨率等信息。,a,6,組合多波段數(shù)據(jù),打開主菜單下file-open image file彈出enter data

4、 filenames 窗口，選中要打開的七個波段數(shù)據(jù)，點打開。打開結(jié)果如右圖所示。,a,7,將我們下載的多個波段的數(shù)據(jù)存為envi的標(biāo)準(zhǔn)格式，可達到組合波段的目的。在 new file builder 窗口中（右圖）點擊improt file 按鈕，導(dǎo)入文件。,a,8,這里要注意的是，輸出文件的波段順序是按照你導(dǎo)入數(shù)據(jù)的順序定的，所以，在導(dǎo)入文件時，我們要按波段的順序來進行導(dǎo)入，正確順序應(yīng)如右圖所示，從上到下波段1至波段7按順序排列。反之，導(dǎo)入順序為亂序，輸出波段序列號不代表原波段信息。通過這一步，我們得到了兩個組合文件將其命名為：LT51530322010238KHC00_組合LT51530

5、312011225KHC00_組合。,a,9,幾何校正,在主菜單下，file-open image file打開： LT51530322010238KHC00_組合 LT51530312011225KHC00_組合。 并使LT51530312011225KHC00_組合在display窗口中顯示出來。我們先對其進行校正。,a,10,為了方便幾何校正時找點，我們可以先從谷歌中將這兩景影像的范圍大致確定出來。確定范圍只需要分別知道這兩景影像的四個角的經(jīng)緯度坐標(biāo)即可。 操作如下：,a,11,在usgs首頁中path/row項中，選擇“面”選項并輸入行列號，點show，即會出現(xiàn)我們這景影像在地球上的位

6、置及影像四個角的經(jīng)緯度信息。,a,12,在谷歌地球中創(chuàng)建影像范圍,打開谷歌，在谷歌中點擊添加地標(biāo)按鈕，將影像八個角的經(jīng)緯度分別輸入到地標(biāo)屬性中對應(yīng)框內(nèi)，點確定。,a,13,主菜單下打開：map-registration-select GCPs:image to map。彈出projection selection。設(shè)置內(nèi)容如左圖(即與影像信息一致)。設(shè)置完后點OK，彈出groud cotrol points selection窗口。,a,14,分別在谷歌和影像上找到同名點。在谷歌中添加地標(biāo)，并在影像zoom中用十字叉絲對準(zhǔn)該點。,a,15,將地標(biāo)屬性中的坐標(biāo)復(fù)制粘貼到ground contro

7、l points selection窗口中對應(yīng)的位置上。,a,16,為了快速確定點的位置，可以使用以下方法。在影像display窗口中單擊右鍵，選pixel locator ，彈出pixel locator 窗口，該窗口會顯示十字叉絲對準(zhǔn)的點的坐標(biāo)。這里我們也可以手動輸入坐標(biāo)，然后點apply，十字叉絲就會對準(zhǔn)我們輸入的坐標(biāo)的位置。,a,17,選擇控制點時，盡可能使控制點在影像上均勻分布，控制點數(shù)目在20個左右即可。RMS Error小于1，即說明控制點選取的合格，我們可以通過點show list查看具體控制點信息，可看出哪個點的誤差最大，通過刪除誤差大的點或移動該點位置來減小控制點的誤差。,

8、a,18,經(jīng)調(diào)整使得控制點誤差在允許范圍內(nèi)后，點ground control points selection 面板中options-warp file,進行幾何校正圖的輸出。,a,19,選擇要進行幾何校正的影像文件：,a,20,在registration parameters 面板中，選擇多項式幾何校正，雙線性內(nèi)插法，給定路徑及文件名，點OK。,a,21,用這種方法，將兩景影像校正完。我們就得到了兩張校正影像：LT51530312011225KHC00_幾何校正 LT51530322010238KHC00_幾何校正,a,22,鑲嵌,打開主菜單下map-mosaicking-georefere

9、nced。彈出map based mosaic窗口。導(dǎo)入之前校正過的兩景影像： LT51530312011225KHC00_幾何校正 LT51530322010238KHC00_幾何校正,a,23,在mosaic窗口頂層的圖層上單擊右鍵，選edit entry，彈出entry 窗口。將背景值設(shè)為0，（在feathering處將值填為30,去除鑲嵌后影像上的黑色虛線。羽化值越大，朦朧范圍越寬，羽化值越小，朦朧范圍越窄。 ）。設(shè)置完成點OK。,a,24,背景值設(shè)置后效果如左圖所示。再在mosaic窗口中打開file-apply,a,25,彈出mosaic parameters窗口，使用雙線性內(nèi)插法

10、bilinear，指定路徑，給出文件名設(shè)置完畢點OK。,a,26,右圖為鑲嵌后影像（沒有使用羽化的效果） 鑲嵌后影像中有黑色虛線，在前面已經(jīng)講過可以用羽化的方法消除黑線，考慮到羽化會使黑線周邊范圍的圖邊緣變成朦朧的效果 ，所以這里以及后面使用的影像均未羽化。,a,27,監(jiān)督分類,經(jīng)過仔細觀察影像中土地的利用現(xiàn)狀，我將影像土地利用類型分為五類：耕地，居民地，水體，未利用地，以及林地。 在打開鑲嵌后影像的image窗口菜單欄點overlay-region of in terest彈出roi tool 窗口，在window項中選zoom項，在zoom窗口中進行繪制感興趣區(qū)。,a,28,在zoom中繪

11、制感興趣區(qū)，繪制好該區(qū)域后，單擊右鍵自動閉合，再單擊右鍵自動填充顏色(如左圖)。且在roi tool窗口中會自動添加剛才繪制的感興趣區(qū)。,a,29,左鍵單擊roi name 列下方的對應(yīng)行的方框，可更改類別名稱（如左圖），單擊右鍵color可更改顏色（如右圖）。,a,30,繪制成果列表如下：,a,31,點roi tool 窗口下的file-save rois 彈出wave rois to save 窗口，全選樣本目標(biāo)，給定路徑及文件名點OK，保存分類樣本。,a,32,查看可分離性。Roi tool 窗口下，options-compute roi separability。,a,33,在彈出的s

12、elect input file for roi separability 窗口中，選擇要分類的文件(左圖)點OK，彈出roi separability calculation窗口，選中分類樣本（右圖），點OK。,a,34,分離性低于1.8的需要重新選擇，而這個分類樣本中各類別的分離性均在1.8以上，說明這個分類樣本是合格的。,a,35,為了使背景不參與分類，我們需要建掩膜文件，來分離背景。這里，我們先繪制一個邊界，并保存為：邊界_掩膜.roi，以供后面建立掩文件使用。繪制方法如之前介紹的繪制感興趣區(qū)方法相同。,a,36,打開主菜單下Classification-supervised-maxi

13、mum likelihood。在classification input file選中要進行分類的圖，在mask options 中選建立掩膜文件。,a,37,在彈出的mask defintion窗口中選擇options 下的導(dǎo)入剛才我們保存的 邊界_掩膜.roi文件。,a,38,會彈出如左圖的提示框，確認信息點OK，彈出mask definition input rois 窗口，選中剛才導(dǎo)入的邊界。,a,39,在mask definition窗口中選中剛才導(dǎo)入的文件。給定路徑點和文件名掩膜文件.roi點OK。這里要注意的是，在select mask band 項中會出來剛才我們建立的掩膜文件

14、如果出現(xiàn)則證明建立掩膜成功。如果沒出現(xiàn)，則證明沒建成功，這樣就無法使背景不參與分類。（但是只要按前面說的步驟做，就不會建立掩膜不成功了。）,a,40,參數(shù)設(shè)置如下，這里點preview即可預(yù)覽分類圖,a,41,分類圖與原圖效果對比（左為原圖，右為分類后圖）。我們發(fā)現(xiàn)，雖然背景沒有參與分類，但分類后圖的圖案以外的地方都是灰色，不過，后面我們會對其進行修改。,a,42,分類后處理,在display 窗口中打開overlay -classification。在彈出的窗口中選中分類后的影像。如下圖。,a,43,彈出interactive class tool 窗口，點masked pixels前的黑色

15、方框，并將其前面的方框打上小對勾，使其處于激活狀態(tài)。,a,44,在interactive class tool 窗口中選options-edit class colors /names,a,45,彈出calss color map editing在selected classes項中選中masked pixels，然后點color，將其改為黑色。,a,46,修改mask pixels顏色后：,使用這種方法還可以更改分類樣本中的其它類別的顏色。,a,47,在display窗口中右鍵選link daplaying（設(shè)置如右圖中l(wèi)ink displays窗口，點OK）將兩幅圖鏈接起來。便于查看對比分

16、類效果。,a,48,經(jīng)過仔細觀察，發(fā)現(xiàn)左圖中有一塊林地被分為了耕地。,a,49,使用將范圍內(nèi)某一類像元并入其他一類別。在interactive class tool面板中點edit-mode:polygon delete form class。,a,50,在interactive class tool面板中先點耕地前的方形色塊，再點菜單欄edit-set delete class value，彈出set delete class value窗口(右圖)。我們要將耕地并入到林地，所以set delete class value窗口選擇要并入到的類應(yīng)該是林地。,a,51,在image窗口中圈出要并

17、入到林地的范圍,a,52,處理后效果：,a,53,這里還可以使用另一種方法：將一定范圍內(nèi)像元都并入其他一個類別中。,在interactive class tool 面板中，選擇edit-mode :polygon add class。,a,54,在interactive class tool 面板中，鼠標(biāo)左鍵單擊：“未利用土地”前面的方形色塊，讓“未利用地”類別處于激活狀態(tài)。 選擇一個編輯窗口：inage,在image 窗口中繪制多邊形，多邊形以內(nèi)的類別全部歸于“未利用地”一類。,a,55,找到我們要處理的區(qū)域：,a,56,繪制要更改的區(qū)域，,a,57,處理后。,a,58,用以上方法，將分類后

18、影像中局部錯分、漏分、的像元，以這樣手動的方式進行修改，處理完后，保存文件。,a,59,分類統(tǒng)計,先打開分類影像以及原影像（鑲嵌影像） 選擇主菜單classification-post classification-class statistics。,a,60,彈出classification input file 窗口，選中分類文件，,a,61,在statistics input file窗口中選擇原始影像：,a,62,在class selection 窗口中 全選分類樣本中的類別，點OK,a,63,勾選基礎(chǔ)統(tǒng)計，矩陣以及直方圖，使輸出結(jié)果顯示在屏幕上四個復(fù)選框。也可以勾選使其輸出成文件的形

19、式。,a,64,查看統(tǒng)計結(jié)果：這里展示了原始影像中文件路徑以文件名，整景影像的像元數(shù)，分類后各類別像元數(shù)，及占總像元數(shù)的百分比。,a,65,結(jié)果驗證,選擇主菜單-basic tools -region of interest -delete rois,將之前打開的roi文件刪除，避免這些roi 干擾分類驗證。 選擇主菜單-basic tools -region of interest -restore saved roi file,打開“驗證樣本”文件。,a,66,選擇主菜單-classification-post classification-confusion matrix-using g

20、round truth rois,選擇分類影像。,a,67,在彈出的match classes 窗口默認參數(shù)，點OK,Confusion matrix parameters 窗口中默認參數(shù)，點OK,a,68,得到分類精度評價混淆矩陣,a,69,分類精度評價混淆矩陣分析：,總體分類精度(overall accuracy)：等于被 正確分類的總和除以總像元數(shù)。被正確分類的像元數(shù)目沿著混淆矩陣的對解線分布，總像元數(shù)等于所有真實參考源的像元總數(shù)。如： overall accuracy=(31226/32145) 97.1411% Kappa系數(shù)(kappa coefficient)：它是通過把所有真實

21、參考的像元總數(shù)乘以混淆矩陣對角線的和，再減去某一類中真實參考像元與該類中被分類總數(shù)之積之后，再除以像元總數(shù)的平方減去某一類 中真實參考像元總數(shù)與該類中被分類像元總數(shù)之積對所有類別求和的結(jié)果。Kappa系數(shù)值越大說明其分類效果越好。,a,70,錯分誤差：指被分為用戶感興趣的類，而實際屬于另一類的像元，它顯示在混淆矩陣里面。如：被分類后耕地一共有6134個像元，其中有5581個耕地像元被分為耕地，81個林地像元被分為耕地，393個居民地像元被分為耕地，以及79個未利用地像元被分為耕地。 水體錯分誤差為：0 耕地錯分誤差為：（81+393+79）/ 6134*100%=9.01% 林地錯分誤差為:1

22、00/2313*100%=4.32% 居民地錯分誤差為：（59+35）/18223*100%=0.51% 未利用地錯分誤差為：(28+97+47)/3960*100%=4.34%,a,71,漏分誤差：指本身地表真實分類，而沒有被分類器分到相應(yīng)類別中的像元數(shù)。如：在本例中的林地類，有真實參考像元2294個，其中2213個正確分類，其余81個被錯分為耕地。 水體漏分誤差為： 28/1543*100%=1.81% 耕地漏分誤差為（59+97）/5737*100%=2.71% 林地漏分誤差為： 81/2294*100%=3.53% 居民地漏分誤差為：（393+47）/18569*100%=2.37%

23、未利用地漏分誤差為：（79+100+35）/3960=5.4%,a,72,制圖精度：是指分類器將整個影像的像元正確分為A類的像元數(shù)與A類真實參考總數(shù)的比率。如：耕地5581個被正確分為耕地，耕地真實值5737個其制圖精度為：5581/5737*100%=97.28% 林地：96.47% 水體：98.19% 居民地：97.63% 未利用地：94.65%,a,73,用戶精度：是指正確分到A類的像元總數(shù)與分類器將整個影像分為A類，總數(shù)的比率。如：耕地5581個被正確分為耕地，耕地總共被劃分為耕地的有6134，其耕地用戶精度為：5581/6134*100%=90.98% 水體：100% 居民地：99.

24、48% 林地：95.68% 未利用地：95.66%,a,74,快速制圖,在打開著分類影像的image窗口中打開：file-quickmap-new quickmap。,a,75,彈出quickmap default 窗口，在這個窗口中設(shè)置輸出圖的尺寸，單位，影像放置方向以及比例尺。設(shè)置完畢點OK。,在彈出的quickmap image selection 窗口中，根據(jù)需要調(diào)整出圖區(qū)域及圖大小。可以用鼠標(biāo)在紅線處拖動，也可在image size處輸入值或點黑色小三角調(diào)整值。完成設(shè)置后點OK，若設(shè)置不合適，在后面的窗口中也可進行更改。,a,76,彈出quickmap parameters窗口：,a

25、,77,Main Title文本框：輸入地圖標(biāo)題“153031及153032地區(qū)土地類型圖”；Font：選擇True Type61-80 中的微軟雅黑(如左圖)；Size：25。 Lower Left Text文本框：在對話框中使用鼠標(biāo)右鍵單擊，在彈出的菜單中選擇 Load Projection Info(如右圖)，從ENVI頭文件中加載影像的投影信息，對投影信息稍作修改，如將英文改成中文字符，增加影像拍攝時間信息、制圖時間等信息，這里不做更改；Font：選擇True Type61-80中的微軟雅黑(如左圖) ；Size：10。,a,78,在Lower Right Text文本框中，輸入制圖單

26、位信息和制圖時間。 Font：選擇True Type61-80中的微軟雅黑；Size：10。 根據(jù)本專題的目的，將Scale Bars、Grid Lines、North Arrow前面的復(fù)選框選中。單擊Grid Lines項中的Font，設(shè)置字體為Roman1，消除經(jīng)緯度單位中的“?”亂碼。 設(shè)置Map Grid Spacing項：10000，公里網(wǎng)的間隔。 指北針樣式設(shè)置如下圖：,a,79,設(shè)置完畢，選擇Save Template，選擇輸出文件路徑及文件名，點擊OK，將快速制圖的模板結(jié)果保存為153031及153032快速制圖模板.qm，以備下次使用。,a,80,在display窗口中點ov