ENVI遙感圖像處理實驗指導書

1、遙感圖像處理實驗指導書孫 華 林 輝 莫登奎 編著林業(yè)遙感信息工程研究中心2006年11月目 錄實驗一 圖像處理軟件ENVI4.2功能介紹3實驗二 影像的地理坐標定位和校正15實驗三 使用ENVI進行正射校正23實驗四 圖像鑲嵌29實驗五 圖像融合36實驗六 波段組合計算及圖像增強45實驗七 圖像分類58實驗八 使用ENVI進行三維曲面瀏覽與飛行66實驗九 地圖制圖78實驗一 圖像處理軟件ENVI4.2功能介紹1 ENVI4.2支持文件格式ENVI使用的是通用的柵格數(shù)據(jù)格式，包含一個簡單的二進制文件和一個相關(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

2、文件信息的影像文件。通用的柵格數(shù)據(jù)都會存儲為二進制的字節(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）的方式進行存儲。ENVI軟件支持的數(shù)據(jù)類型，包括字節(jié)型，整型，無符號整型，長整型，無符號長整型，浮點型，雙精度浮點型，復數(shù)型，雙精度復數(shù)型，64位整型，以及無符號64位整型。2 ENVI的窗口和顯示使用ENVI軟件時，打開圖像通常有三個窗口，即主影像窗口（Main Image Window）、滾動窗口（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、滾動窗口和縮放窗口2.1 ENVI

3、主菜單ENVI主菜單位于顯示窗口的頂部，在默認情況下，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，那么菜單將會出現(xiàn)在滾動窗口或者縮放窗口的頂部，同ENVI其他的菜單一樣，從該菜單中可以選擇任意的菜單選項。此外，在任何一個顯示窗口點擊右鍵會彈出一個快捷菜單。通過這個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波段?？捎貌ǘ瘟斜恚ˋvailable Bands List）是一個特殊的ENVI對話框，它包括了所以被打開文件中

4、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顯示窗口中，可以直接打開一個新的顯示窗口，也可以點擊對話框底部的Display按鈕，并從中選擇顯示窗口號，打開相應的顯示窗口，然后點擊Gray Scale 或者RGB單選按鈕，再從列表中點擊波段名，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可用波段列表對話框3 ENVI基本功能打開影像文件首先啟動ENVI軟件，雙擊軟件圖標即可。要打開一個影像文件可以分以下幾個步驟：1 選擇FileOpen Image file。在屏幕上彈出文件選擇對話框“E

5、nter Input Data File”。2 選擇進入實驗課程所提供的數(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，然后點擊ok。3 在可用波段列表中就會顯示剛才選擇的文件can_tmr.img，使用鼠標左鍵點擊選擇影像的顯示方式（Gray Scale或RGB）。選擇某個影像波段或三個波段進行顯示，所選波段在標有“Selected Band”顯示出來。4 點擊Load Band或Load RGB，將影像加載到一個新的顯示窗口。圖像加載后，可以熟悉一下窗口的各個界面，以及對圖像主窗口、滾動窗口和縮放窗口進行相關(guān)操作。顯示光標位置要

6、顯示鼠標光標的位置和值，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擊鼠標右鍵，從彈出的快捷菜單中選擇Cursor Location/Value。接著在屏幕上出現(xiàn)的Cursor Location/Value對話框?qū)@示出光標在主影像窗口。滾動窗口或者縮放窗口中的位置，見圖1.4。該對話框還顯示了十字絲光標所對應的哪個象素的屏幕顏色值和實際數(shù)據(jù)值。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。一旦Cursor Location/Value對話框打開以

7、后，要隱藏或顯示該對話框，可以在主影像窗口中雙擊鼠標左鍵即可。圖1.4 Cursor Location/Value對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，將會打開一個繪制窗口，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（sample number）之間的關(guān)系曲線圖，見圖1.5。2 重復上述過程，選擇Y profile，繪制出一幅數(shù)據(jù)值與行號（line number）之間的關(guān)系曲線圖。選擇Z

8、 profile，繪制出相應的波譜面廓線圖。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，可以查看鼠標鍵在剖面廓線顯示窗口中按鍵功能的描述。4 放置好這三個剖面廓線窗口，以便能同時看到它們。5 在影像上移動移動十字絲，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行快速對比拉伸使用主影像窗口、縮放窗口或者滾動窗口中的默認參數(shù)和數(shù)據(jù)來進行快速對比度拉伸。選擇主

9、影像窗口菜單欄中的Enhance菜單，可以進行各種各樣的對比度拉伸（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、縮放窗口或者滾動窗口中的影像作為拉伸數(shù)據(jù)源，嘗試進行各種類型的拉伸變換。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。顯示交互式的散點圖ENVI可以繪制出兩個所選影像的數(shù)值關(guān)系圖，即分別選定這兩個波段為X、Y軸，在平面坐標上繪制兩者的散點圖。1 在主影像窗口菜單欄中，選擇Tools 2D Scatter Plots。接著Scatter Plot Band Choice對話框就會出現(xiàn)在屏幕上，在該對話框中選擇要進

10、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，即可生成散點圖。3 一旦打開了散點圖繪制窗口（圖1.6）就可以將鼠標光標放在主影像窗口中的任意位置，并可以按住鼠標左鍵來拖動光標，此時，十字絲光標周圍10×10范圍內(nèi)的像素在散點圖中所對應的點將會用紅色突出顯示出來。提示：選擇WindowMouse Button Descriptions 來顯示不同的鼠標鍵在Scatter Plot顯示窗口中的功能。4 在主影像窗口上移動鼠標光標，觀察所產(chǎn)生的跳躍像素（dancing pixels ）效果。5 可以使用散點圖來突出顯示主影像窗口中含有對應波譜值的像素

11、，將鼠標光標放在散點圖窗口上，點擊并拖動鼠標中間鍵。6 在散點圖菜單欄中，選擇filecancel 來關(guān)閉Scatter Plot 窗口。圖1.6 一個交互式的散點圖，對波段2和波段3進行比較加載一幅彩色圖像1如果屏幕上沒有顯示可用波段列表對話框，那么在ENVI主菜單欄中，選擇Window Available Bands list，打開該對話框，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 點擊RGB單選按鈕，然后在另一個顯示窗口中，加載一幅彩色影像。3 通過點擊列表

12、中的波段名，從列表中為每種顏色（紅、綠、藍）選擇一個波段。當點擊列表中的波段名時，指定的RGB單選按鈕會自動的向前選擇。4 當三種顏色都有波段與其對應時，點擊Display1下拉式菜單按鈕，并從中選擇New Display。5 點擊Load RGB按鈕，就可以將一幅彩色影像加載到一個新的顯示窗口中。鏈接兩個顯示窗口將兩個顯示窗口鏈接在一起進行比較。當把兩個顯示窗口鏈接在一起后，在一個顯示窗口中（滾動、縮放等）所進行的任何操作，都會在與其相鏈接的顯示窗口中產(chǎn)生相同的響應。要在兩個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

13、像中點擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單中，選擇Link Displays。Link Displays對話框就會打開。2 在Link Displays對話框中，點擊ok，建立鏈接。3 現(xiàn)在嘗試在其中的一個窗口進行滾動或者縮放操作，觀察另一個窗口的反應。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、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，或者在影像中點擊鼠標右鍵，在彈出的菜單對話框中，選擇ROI Tool。接著與該

14、影像顯示窗口相對應的ROI Tool對話框就會出現(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：在主影像窗口中點擊鼠標左鍵，建立感興趣多邊形的第一個頂點。再依次點擊鼠標左鍵，按順序選擇更多的邊線點，點擊鼠標右鍵來閉合該多邊形。鼠標中鍵可以刪除最新定義的點，或者刪除整個多邊形。再一次點擊鼠標右鍵，固定多邊形的位置。通過選擇ROI Tool對話框頂部相應的單選按鈕，感興趣區(qū)也可以在縮放窗口中被定義。當完成一個感興趣區(qū)的定義后，該區(qū)域會在Available Regions of Interest列表中顯示出來

15、，同時顯示的還有感興趣區(qū)的名稱、顏色和所包含的像素數(shù)。3 要定義另一新的感興趣區(qū)，在ROI Tool對話框中點擊New Region即可定義。效果見圖1.7。圖1.7 定義感興趣區(qū)的對話框圖1.8 定義了三個感興趣區(qū)的圖像對影像進行注記在ENVI軟件中，可以向地圖和影像中添加一些文本、符號、色標條及一些其他的符號注記。1 要對一幅圖像進行注記，可以從主影像的菜單選項中選擇Overlay Annotation。接著與主影像窗口相對應的Annotation：Text對話框就會出現(xiàn)在屏幕上（見圖1.9）圖1.9文本（Text）模式的Annotation對話框2 要對繪制圖、3D表面以及相似的對象進行

16、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下拉菜單中進行選擇，注記的類型主要有:文本、符號、矩形、橢圓、多邊形、折線、箭頭、地圖比例尺、三北方向圖標（Declination Diagrams）、地圖圖例、顏色標注及影像注記。默認情況下，注記的類型為文本（Text）。對話框中的其他選項用來控制文本注記的字體（Font）、大小（Size）、顏色（color）、位置和角度。放置注記：比如向主影像窗口中添加文本注記：1 在Annotation：Text對話框中，添加要

17、輸入的文本（for example， Center South University of Forestry & Technology ）在對話框相對應的菜單和參數(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，點擊鼠標左鍵。接著，輸入的文本會顯示在所選點的位置上，如圖1.10。圖1.10 帶注記的影像注意：選擇Window Mouse Button Description ，描述在注記對話框中鼠標按鍵的各項功能。2 使用鼠標左鍵，拖動文本注記的小圓柄，在窗口中放置文本注記?？梢栽趯υ捒蛑懈淖兿鄳獏^(qū)域的設(shè)置值，或者按下鼠標左鍵拖動文本或符號注記，以此來改變注記的屬性和位

18、置。3 完成文本注記的設(shè)置，可以點擊鼠標的右鍵來鎖定注記的位置。保存和恢復注記：1 從Annotation：Text對話框的菜單欄中，選擇FileSave Annotation，來保存影像注記。2 打開一個Output Annotation Filename 對話框。要保存影像注記，在該對話框中指定要保存的路徑以及保存的文件名，該文件的擴展名為.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對話框時，注記也將丟失。3 在Annotation：Text對話框中，選擇FileRestore annotation，就可以恢復保存過的注記文件。修改先前放置的注記

19、要對先前已經(jīng)放置好的注記進行修改，可按如下步驟進行修改：1 在Annotation：Text對話框中，選擇ObjectSelection/Edit。2 用鼠標點擊并托拽出一個矩形框來包含要修改的注記對象。3 當小圓柄出現(xiàn)后，點擊拖動注記及小圓柄，修改其對應的屬性，這就像設(shè)置新的注記對象時一樣。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對話框。注意：當給影像添加公里網(wǎng)格時，影像的邊框會自動添加進來。2 在Grid line Parameters對話框，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

20、記和網(wǎng)格的影像3 在Edit Pixel Attributes對話框中，可以改變公里網(wǎng)標注、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，點擊Edit Pixel Attributes對話框中的ok按鈕，將所做的更改應用到這些影像當中。4 當對所加的公里網(wǎng)滿意之后，點擊Grid line Parameters對話框中的Apply按鈕。保存和輸出影像對添加標注和進行圖像處理的圖像進行保存，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，然后打印或者導入到其他軟件當中，也可以直接通過打印機進行打印輸出。將影像保存為ENVI的影像格式1 從主影像窗

21、口菜單欄種，選擇File Save Image File, Output DisplayTo image file 對話框就會出現(xiàn)在屏幕上。2 選擇24比特彩色或者8比特的灰階進行輸出，然后再選擇其他圖形選項（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)就會自動的列到graphics選項中，也可以選擇其他注記文件應用于輸出圖像上。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，就要輸入一個輸出文件名。4 點擊ok保存影像。實驗二 影像的地理坐標定位和校正本專題旨在介紹如何在ENVI中對影像進行地理校正，添加

22、地理坐標，以及如何使用ENVI進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enter data filename文件選擇對話框出現(xiàn)后，選擇進入envidata目錄下的bldr_sp.img文件。3 點擊ok。4 當可用波段列表對話框出現(xiàn)后，點擊Grey scale單選按鈕，使用鼠標左鍵，點擊相應的波段名，從對話框頂部所列波段中選中SPOT波段。所選擇的波段名顯示在select Band：字段區(qū)域中。5 點擊Load Band按鈕，加載

23、這幅影像到一個新的顯示窗口中。修改ENVI頭文件中的地圖信息1 在可用波段列表中，右鍵點擊bldr_sp.img文件名下的Map info圖標，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。圖2.1這個對話框列出了在ENVI中添加地理坐標所用的地理信息?？梢哉{(diào)整ENVI使用的Magic Pixel（作為地圖坐標系統(tǒng)的起始點）相對應的影像坐標。因為ENVI可以從相應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)，所以用它能計算出影像中任意像元的地理坐標，既可以輸入地圖坐標，也可以輸入地理坐標（經(jīng)緯

24、度）。2 點擊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。ENVI在處理過程中才進行轉(zhuǎn)換。3 點擊當前的DMS或者DDEG按鈕，分別在度分秒（DegreeMinutesSecond）和十進制的度（Decimal Degrees）之間進行切換。4 點擊Cancel，推出Edit Map Information對話框。圖2.1Edit Map Information對話框5 修改圖像的pixel size信息，添加公里網(wǎng)格和地圖標注。6 保存圖像。在主影像窗口中，選擇file save image as image file

25、。選擇輸出路徑和填寫輸出文件名稱。2 影像對影像的幾何配準利用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enter data filenames對話框出現(xiàn)后，選擇進入envidata目錄下的bldr_reg子目錄，從列表中選擇bldr_tm.img文件。3 在文件選擇對話框中，點擊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，點擊display#1按鈕，并從下拉式菜單中選擇new display。5 點擊Load Band按鈕，把TM的band3波段的影像加載

26、到一個新的顯示窗口中。顯示光標位置/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位置信息對話框，可以按以下步驟進行操作。1 從主影像窗口菜單欄中，選擇tools Cursor Location/value。2 在主影像窗口、滾動窗口和縮放窗口的TM影像上，移動鼠標光標。注意坐標是以像素為單位給出的，這是因為這個影像是基于像素坐標的，它不同于上面帶有地理坐標的SPOT影像。3 選擇file Cancel，關(guān)閉Cursor Location/value對話框。開始進行影像配準1 從ENVI主菜單欄中，選擇Map Registration Select GCPs：Image to Ima

27、ge。2 在image to Image Registration對話框中，點擊并選擇display1（spot影像），作為Base Image。點擊display2（TM影像）作為Warp image。圖2.2image to Image Registration對話框3 點擊ok，啟動自動配準程序。通過講光標放置在兩幅影像的相同地物點上，來添加單獨的地面控制點。注意：同名地物點，需要在兩張圖上都有的，一般選擇河流和道路的交叉點或者拐角點。交叉點或拐角點的選擇要依據(jù)圖像空間分辨率大小來確定，如Quickbird的空間分辨率為0.61米，則對Quickbird進行圖像校正時，道路的交叉點寬度應

28、在1米以內(nèi)為好。4 啟動Ground control Points Selection對話框后，首先在兩張圖上找到同名地物點，如現(xiàn)在SPOT圖像上找到一點，將鼠標移動至該點，同樣的方法在TM影像上找到該點。5 在兩個縮放窗口（Zoom）中，查看光標所在位置，把十字絲移到對應位置，記錄每點的X,Y值。圖2.3縮放窗口（Zoom）對話框6 Ground Control Points Selection對話框的base X和Y文本框中，分別輸入286和255，將SPOT影像中的光標位置移動到相應的位置點上。使用同樣的方法在Warp X和Y文本框中，分別輸入133和264，將TM影像中的光標移動到相應

29、的位置。7 Ground Control Points Selection對話框中，點擊Add point，把該地面控制點添加到列表中。點擊Show list查看地面控制點列表，見圖2.4。然后依同樣的方式尋找其余的同名地物點。圖2.4用來進行影像配準的Ground Control Points Selection對話框和Show list列表注意：在縮放窗口中支持亞像元（sub-pixel）級的定位，縮放的比例越大，地面控制點的精度就越好。地面控制點的選擇除了通過移動光標之外還可以直接在同名地物點上通過鼠標進行點擊完成。在show list對話框中，一旦已經(jīng)選擇了4個以上的地面控制點后，RM

30、S誤差就會顯示出來。8 如果選擇的控制點中，某點的誤差很大，刪除該點，重新尋找新的點來代替。在show list對話框中用鼠標點擊該點，選擇delete即可刪除該點。如果對所有選擇的控制都不滿意的話，可以通過Ground Control Points Selection對話框，選擇Options Clear All Points，可以清除掉所有的已選擇的地面控制點。9 若選擇的地面控制點比較滿意，則在對圖像進行校正之前要對控制點信息進行保存。具體方法為在Ground Control Points Selection對話框中，選擇file Save GCPs to ASCII，選擇保存路徑和文件

31、名，對控制點信息進行保存，以備下次使用。圖2.5影像配準中所用到的Image to Image GCP List對話框校正影像在這里我們校正的影像為TM影像的一個波段，我們也可以同時校正多波段影像中的所有波段。1 從Ground Control Points Selection對話框中，選擇Options Warp Displayed Band。2 在Registration Parameters對話框中的Warp Method按鈕菜單中，選擇RST。在Resampling的按鈕菜單中選擇Nearest Neighbor重采樣法。圖2.6 Registration Parameters對話框3

32、 輸入文件名bldr_tm1.wrp,點擊ok。4 重復步驟1和步驟2，還是使用RST校正法，但是要相應的選擇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 再一次重復步驟1和步驟2，這一次選擇一次多項式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，相應的使用Cubic convolution重采樣法。7 將上述結(jié)果分別輸出到bldr_tm4.wrp和bldr_tm5.wrp文件中。按照同樣的方法可

33、以對TM影像的其余波段進行校正，與上述步驟有區(qū)別的地方是，對其余的波段進行校正，不需要重新找點，只需要將保存的控制點信息直接調(diào)用即可。在Ground Control Points Selection對話框中，選擇file Restore GCPs from ASCII，調(diào)用保存的控制點信息即可對圖像進行校正，校正后的圖像進行合成。8 合成的步驟為，在ENVI主菜單欄中選擇basic tools lay stacking，通過lay stacking選擇校正后的各個波段進行圖層的疊加，對疊加后的圖像進行保存，保存文件名為bldrtm_m.img。比較校正結(jié)果使用動態(tài)鏈接來比較校正結(jié)果：1 在可用

34、波段列表中，點擊原始的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，點擊Load Band將該文件加載到一個新的顯示框中。3 在主影像窗口中，點擊鼠標右鍵，選擇tools Link link displays。4 在link displays對話框中，點擊ok，把SPOT影像和已添加了地理坐標的bldr_tm1.wrp影像鏈接起來。5 使用動態(tài)鏈接功能，與帶地理坐標的SPOT影像進行比較。6 取消動態(tài)鏈接功能，選擇tools Lin

35、k unlink displays。查看地圖坐標1 從主影像窗口菜單欄中，選擇Tools cursor Location/Value。2 瀏覽帶地理坐標的數(shù)據(jù)集，注意不同采樣方法和校正方法對數(shù)據(jù)值所產(chǎn)生的效果。3 選擇File Cancel，關(guān)閉該對話框。3對不同分辨率的帶地理坐標的數(shù)據(jù)集進行HSV融合對兩幅不同分辨率的帶地理坐標的數(shù)據(jù)進行融合處理，在這里使用配準過的TM彩色合成影像作為低分辨率的多光譜影像，而帶地理坐標的SPOT影像作為高分辨率的影像。融合后的結(jié)果增強了空間分辨率的彩色合成影像。顯示30米分辨率的TM假彩色合成影像1 如果已經(jīng)關(guān)閉了校正后的TM影像，那么請重新打開文件bldr

36、tm_m.img。2 點擊可用波段例表中的RGB單選按鈕，將波段4、波段3、波段2（分別對應RGB）加載到一個新的顯示窗口。顯示10米分辨率的SPOT影像1如果已經(jīng)關(guān)閉了SPOT影像，那么請重新打開文件bldr_sp.img。2 點擊可用波段例表中的Grey Scale按鈕，然后點擊Display按鈕，從下拉菜單中選擇New Display。點擊Load Band按鈕，將SPOT影像加載到一個新的顯示窗口中。將SPOT影像和TM影像進行比較，注意影像中相似的幾何信息，以及不同分空間范圍和影像比例。進行HSV變換融合1 從主菜單中，選擇Transform Image Sharpening HSV

37、。2 如果已經(jīng)加載了彩色影像，那么就從Select Input RGB對話框中選擇合適的顯示窗口。否則，在Select Input RGB Input Band對話框中，選擇TM影像的波段4、波段3和波段2，然后點擊ok。3這樣就打開了High resolution Input file對話框。在Select Input Band例表中選擇SPOT影像，點擊ok。4 在HSV Sharpening Parameters對話框中，輸入輸出文件名bldrtmsp.img，點擊ok。一個顯示處理進度的狀態(tài)條出現(xiàn)在屏幕上，當處理完成后，新生成的影像會自動出現(xiàn)在可用波段例表中。顯示10米分辨率的彩色影像

38、1 在可用波段例表中，選擇RGB color單選按鈕，然后從列出的新生成的文件中，選擇R、G和B波段，點擊Load RGB，將融合后的圖像加載到一個新的顯示窗口中。將HSV融合后的彩色影像和原始的TM彩色合成影像以及SPOT影像進行比較。2 用標準化彩色變換（color Normalized（Brovey） Transform），試著進行同樣的處理。選擇Transform Image Sharpening Normalized（Brovey），并輸入所需的文件信息，然后點擊ok。3 對融合后的圖像進行疊加公里網(wǎng)格，注記等操作。4 輸出影像處理結(jié)果。實驗三 使用ENVI進行正射校正1正射校正正射

39、校正是對一個影像空間和幾何畸變進行校正生成平面正射影像的處理過程。將相機或衛(wèi)星模型與有限的地面控制點結(jié)合起來，可以建立正確的校正公式，產(chǎn)生正確的，經(jīng)幾何校正的具有地圖精度級的正射影像。2 使用ENVI進行正射校正的步驟使用ENVI進行正射校正需要幾個步驟來完成，不考慮采集數(shù)字影像數(shù)據(jù)的傳感器和像片類型。這些步驟包括：1 進行內(nèi)定向（Interior Orientation，只針對航空像片而言）：內(nèi)定向?qū)⒔⑾鄼C參數(shù)和航空像片之間的關(guān)系。它將使用航空像片間的條狀控制點、相機框標（fiducial mark）和相機的焦距，來進行內(nèi)定向。2 進行外定向（Exterior Orientation）外定

40、向?qū)押狡蛐l(wèi)片上的地物點同實際已知的地面位置（地理位置）和高程聯(lián)系起來。通過選取地面控制點，輸入相應的地理坐標，來進行外定向。這個過程同影像到影像的配準（image to map registration）比較相似。3 使用數(shù)字高程模型（DEM）進行正射校正，這一步將對航片和衛(wèi)片進行真正的正射校正。校正的過程將使用定向文件、衛(wèi)星位置參數(shù)，以及共線方程（collinearity equation）。共線方程是由以上兩步，并協(xié)同數(shù)字高程模型共同建立生成的。在進行正射校正之前，需要考慮影像空間分辨率的大小。正射校正的處理同ENVI影像配準有所不同，它有三個關(guān)鍵的參數(shù)：l DEM的像元大小l 輸入影

41、像的像元大小l 正射校正后輸出影像的像元大小ENVI允許對任何像元大小的影像進行處理，但是這些參數(shù)將對輸出結(jié)果有很大的影響。理想情況下，DEM的像元大小應該同要創(chuàng)建的輸出正射影像大小相同（或者更?。Ｈ绻鸇EM分辨率明顯大于所需的輸出分辨率，那么得到的正射校正影像結(jié)果將有了一些明顯的誤差。在結(jié)果影像中，這些誤差成階梯狀或塊狀分布，這種情況通常發(fā)生在像素集群的邊緣處，這些位置通常會被賦予相同的DEM高程。因此在ENVI中進行正射校正之前，要使用Basic Tools Resize Images（spatial/spectral），將重采樣成所需的輸出正射影像的分辨率。在這里建議使用雙線性插值法（

42、bilinear interpolation）進行重采樣。這次實驗的數(shù)據(jù)為IKONOS數(shù)據(jù)，由美國space Imaging和Digital Globe公司提供。ENVI中的IKONOS影像的正射校正功能將使用RPC相機模型，RPC工具既不需要DEM文件，也不需要地面控制點。3 查看正射校正所涉及的影像1要打開一個文件，從ENVI主菜單中，選擇file open image file。2 在出現(xiàn)的Enter data filename文件選擇對話框中，點擊open file按鈕，選擇envidata目錄下的ortho子目錄，從文件夾中選擇po_101515_pan_0000000.tif文件，

43、然后點擊open。3 在可用波段列表中，選擇grey scale單選按鈕，選擇剛打開IKONOS影像文件的第一個波段，然后點擊load band按鈕顯示該波段。4 從ENVI主菜單欄中，選擇file open external fileDigital ElevationUSGS DEM，選擇進入envidata目錄下的ortho子目錄的conus_USGS.dem文件，然后點擊open。5 在USGS DEM Input Parameters對話框中，輸入ortho_dem.dat作為輸出文件名，然后點擊ok。6在可用波段列表中，選擇grey scale單選按鈕，點擊ortho_dem.dat

44、文件下所列的DEM影像。7 在可用波段例表底部，點擊display1按鈕，并選擇New display。8 點擊load band按鈕，把高程影像加載到一個新的顯示窗口。查看這些影像，這個影像區(qū)域的高程范圍從海平面一直到245米。這個顯著的地形起伏必然將給IKONOS影像帶來幾何上的誤差。同時，也可以注意到DEM和IKONOS影像沒有相同的地圖投影，而且沒有相同的像元大小，但是ENVI正射校正的工具可以解決這個問題，沒有必要在正射校正前對兩幅影像重新進行定義進行處理或者重采樣。運行正射校正程序1選擇map orthorectification IKONOS orthorectify IKONO

45、S，打開正射校正工具。2 在文件選擇對話框中，選擇po_101515_pan_0000000.tif文件，然后點擊ok。3在隨后出現(xiàn)的Enter orthorectification Parameters對話框中，輸入下列參數(shù)。31 orthorectification Parameters對話框l Image Resampling是可以確定IKONOS影像中像元值的大小，它可以把當前影像轉(zhuǎn)換到另外一個空間尺度。默認的重采樣方法是Bilinear（雙線性插值），它能夠?qū)τ跋襁M行適當?shù)钠交ubic convolution（三次卷積重采樣）選項能夠產(chǎn)生更加平滑的效果，而Nearest neig

46、hbor（最近鄰法重采樣）選項將不會改變初始值的像素值。Nearest neighbor選項將導致一個相對的不連續(xù)效果，但是如果想要在正射校正后的影像上進行分析，這將是唯一有效的選擇，在本次實驗中，選擇默認的Bilinear選項。l Background value就是在最終影像中指定的邊緣像素的像素值，一般設(shè)定為0。l Input Height指定了數(shù)字高程模型或者一個固定的高程值是否使用在整個影像中。因為我們已經(jīng)有了DEM數(shù)據(jù)，這是一個更精確的選項，因此選擇DEM選項，點擊select DEM。并在隨后出現(xiàn)的文件選擇對話框中，選擇先前生成的高程文件ortho_dem.dat。l DEM R

47、esampling是一個確定像元值的方法，它將在內(nèi)部進行計算，并生成同IKONOS影像有相同方位和像素大小的高程影像。在這里，我們采用默認的Bilinear重采樣法。l Geoid Offset為大地水準面超過影像拍攝地平均海平面的高度。大多數(shù)的高程影像都提供了每個像素相應地超過海平面的高程信息。正射校正仍然需要每個像素相應的超過橢球體的高程信息。要將DEM中平均海平面高程值轉(zhuǎn)換成超過橢球體的高程值，必須把大地水準面高程加到DEM中。本次默認值為35。l 對話框右邊，都是與輸出影像的范圍和像元大小相關(guān)的參數(shù)，默認的參數(shù)值將從原始IKONOS影像的地理坐標信息中計算出來，如果想要改變輸出的正射影

48、像的投影，可以點擊Change Proj。l Orthorectified Image Filename就是輸出文件的名字，在這里輸入文件名ikonos_ortho.dat。l 已經(jīng)選定了所有的參數(shù)，點擊ok，開始進行正射校正處理。正射校正處理將花費幾分鐘的時間，當處理完成后，經(jīng)正射校正的文件就會列出在可用波段列表中。檢查正射校正后的結(jié)果1 在display2中顯示正射校正后的影像，當前display2顯示窗口顯示的就是高程影像。2 從顯示窗口的菜單欄中，選擇toollink displayslink，對原始IKONOS影像和正射校正后的影像進行比較。3 在其中的一個顯示窗口中，點擊鼠標左鍵，

49、來查看另一幅影像，注意其幾何信息的差異，特別是在兩幅影像的右上角處，這就是正射校正后的結(jié)果。4利用地面控制點來對IKONOS進行正射校正利用控制點對IKONOS進行正射校正，首先要在IKONOS影像上找到明顯的交叉點，作為地面控制點，通過GPS外業(yè)采集精確的位置和高程值，再輸入到相應的地理坐標，這與影像的配準有點類似。1 顯示IKONOS影像和對應的DEM影像。2 選擇map orthorectification IKONOS orthorectify IKONOS with ground control3.2 ground control points selection對話框3 將地面控制

50、點的坐標值和高程輸入到ground control points selection對話框中，點擊add point，再點擊show list就可以看到剛才輸入的地面控制點值。3.3show list對話框4按照上述辦法輸入剩余的地面控制點值，待控制點的誤差達到要求即可進行控制點信息的保存工作。建議盡量選擇足夠的控制點，并使這些點均勻分布在影像中。5 在ground control points selection對話框中，選擇filesave gcps w/map coords。對控制點信息進行保存。6在ground control points selection對話框中，選擇option

51、s orthorectify file，在select file to orthorectify對話框中，選擇待校正的IKONOS影像po_101515_pan_0000000.tif。7在隨后出現(xiàn)的Enter orthorectification Parameters對話框中，輸入?yún)?shù)與圖3.1相同，輸入?yún)?shù)完畢對圖像進行正射校正和保存。實驗四 圖像鑲嵌鑲嵌就是將多幅影像連接合并，生成一幅單一的合成影像。ENVI提供了交互式的方式來將沒有地理坐標的影像拼接在一起，或者自動拼接有地理坐標的影像，并輸出成有地理坐標的鑲嵌影像。鑲嵌程序提供了透明處理，直方圖匹配，以及顏色自動平衡的功能，ENVI的

52、虛擬鑲嵌功能還允許用戶快速瀏覽鑲嵌結(jié)果，而不需要花時間生成一個很大的結(jié)果文件。1 基于像素的影像鑲嵌1在ENVI主菜單中，選擇Map Mosaicking Pixel Based。開始進行ENVI基于像素的鑲嵌操作。Pixel Based Mosaic對話框就出現(xiàn)在屏幕上。圖4.1Pixel Based Mosaic對話框2 從Pixel Based Mosaic對話框中，選擇Import Import files。3 在Mosaic Input files對話框中，點擊open file，選擇進入envidata avmosaic目錄，選擇文件dv06_2.img。圖4.2 Mosaic I

53、nput files對話框中4在Mosaic Input files對話框中，再次點擊open file，選擇進入envidata avmosaic目錄，選擇文件dv06_3.img。5在Mosaic Input files對話框中，查看兩個文件的像素大小，從圖4.2可以看到每景圖的像素大小為614×512。6在Mosaic Input files對話框中，按下鍵盤上的shift鍵，并同時點擊文件dv06_2.img和文件dv06_3.img。選中這連個文件，點擊ok。7 在select Mosaic size對話框X size中輸入614，Y size中輸入1024，指定鑲嵌影像的

54、大小。8 在Pixel Based Mosaic對話框中，點擊dv06_3.img文件名。影像當前的位置就會以像素為單位，列在對話框底部的文本框中。9 在YO文本框中，輸入值513，按下鍵盤上的enter鍵。這樣dv06_3.img文件就會放置在dv06_2.img文件的下面。圖4.3 Pixel Based Mosaic對話框(614×1024)注意：請大家考慮為什么在YO文本框中輸入513。另外，還可以用別的方式來放置影像，在對話框右邊的鑲嵌圖中的所需影像上，點擊并按住鼠標左鍵，托拽所選影像到所需的位置，然后松開鼠標左鍵就可以放置該影像了。10在Pixel Based Mosai

55、c對話框中，選擇fileapply。當Mosaic parameters對話框出現(xiàn)后，輸入輸出文件名dv06.img，即可生成鑲嵌影像。圖4.4兩幅圖鑲嵌前后的對比2 基于地理坐標的影像鑲嵌在進行帶地理坐標的影像鑲嵌時，通常要對鑲嵌的圖像進行羽化（Feathering）處理，并創(chuàng)建基于地理坐標的鑲嵌影像。1 打開要進行影像鑲嵌的兩張圖像，在ENVI主菜單欄中，選擇fileopen image file，找到envidata目錄下的avmosaic文件夾，選擇lch_01w.img文件。點擊打開。用同樣的方法打開lch_02w.img文件。2 在可用波段列表中，選擇lch_01w.img文件。點

56、擊波段名，然后點擊Load band按鈕，以灰階的形式顯示該文件。3在可用波段列表中，選擇lch_02w.img文件。點擊波段名，然后點擊Load band按鈕，以灰階的形式顯示該文件。4 比較這兩幅影像，尋找兩張圖的重疊部分。5 在ENVI主菜單欄中，選擇map mosaicking Georeferenced。出現(xiàn)map based mosaic 對話框。圖4.5map based mosaic 對話框6 在map based mosaic 對話框中，選擇import import files。7在Mosaic Input files對話框中，按下鍵盤上的shift鍵，并同時點擊文件lch_01w.img和文件lch_02w.img。選中這連個文件，點擊ok。8 在mosaic窗口中，可以看到兩張圖有一定的重疊度，可以通過邊緣羽化和忽略像元背景值的方式來達到鑲嵌的效果。9 在圖4.6中，在對話框的下部，有兩幅影像的名稱，鼠標右鍵點擊2band1：lch_01w.img文件，選擇Edit entry。10 在entry對話框中，在data value ignore文本框中填入0，表示忽略像元背景值，即圖像以外黑色的區(qū)域。Feathering distance文本框中填入20，表示在距離邊