ENVI快速入門精簡(jiǎn)版

實(shí)驗(yàn)一、ENVI快速入門2012-11-8中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院遙感與地理信息工程系主要內(nèi)容ENVI介紹數(shù)據(jù)來源介紹軟件操作一、ENVI簡(jiǎn)介ENVI(TheEnvironmentforVisualizingImages，1994年發(fā)布)遙感影像處理軟件是美國ITT公司的旗幟產(chǎn)品，它是由著名的遙感科學(xué)家采用交互式數(shù)據(jù)語言IDL(InteractiveDataLanguage，1977年發(fā)布)開發(fā)的一套功能強(qiáng)大的遙感圖像處理軟件。IDL是第四代面向矩陣的計(jì)算機(jī)語言，它擁有豐富的分析工具包，采用先進(jìn)的圖形顯示技術(shù)，是集可視化、交互分析、大型商業(yè)開發(fā)為一體的高效開發(fā)環(huán)境。應(yīng)用于2000年澳大利亞悉尼運(yùn)動(dòng)會(huì)綜合預(yù)報(bào)系統(tǒng)、美國國家環(huán)境衛(wèi)星數(shù)據(jù)和信息服務(wù)中心的厄爾尼諾現(xiàn)象分析等。ENVI—功能完善的一體化遙感工具包制圖打印輸出網(wǎng)上發(fā)布IDL二次開發(fā)三維顯示

ＥＮＶＩ全色多光譜雷達(dá)影像矢量數(shù)據(jù)DEM數(shù)據(jù)高光譜GPS數(shù)據(jù)等真彩影像歸檔預(yù)處理工具、分類工具、矢量工具、地形工具、雷達(dá)工具等ENVI—功能完善的一體化遙感工具包ENVI的特色功能數(shù)據(jù)輸入輸出方便強(qiáng)大的的底層IDL二次開發(fā)平臺(tái)世界領(lǐng)先的波譜分析算法和工具包面向?qū)ο蟮奶卣魈崛」δ芨泳o密與第三方軟件整合(數(shù)據(jù)庫,ARCGIS等）支持企業(yè)級(jí)應(yīng)用工程化發(fā)展方向靈活、簡(jiǎn)單易用國際常用四種圖像處理軟件對(duì)比軟件ERDASENVIERMapperPCI特點(diǎn)1）ERDAS影像的幾何處理能力十分強(qiáng)大，用戶可以對(duì)于分類后的影像方便的生產(chǎn)專題圖。2)ERDAS與ArcInfo的結(jié)合能力很強(qiáng)，兩者在數(shù)據(jù)方面的互操作性較強(qiáng)。這對(duì)于用戶來說十分方便。1）強(qiáng)大的多光譜影像處理功能。2）更便捷地集成柵格和矢量數(shù)據(jù)。3）ENVI的集成雷達(dá)分析工具快速處理雷達(dá)數(shù)據(jù)。1）構(gòu)想十分獨(dú)特，保存的僅僅是算法而不是數(shù)據(jù)，這一點(diǎn)對(duì)于當(dāng)今遙感影像越來越大而言，十分有好處；2）ERMapper對(duì)于地質(zhì)遙感的應(yīng)用十分廣泛。1）PCI幾何處理能力比ERDAS強(qiáng)。2）PCI對(duì)于雷達(dá)影像的處理效果很好。二，數(shù)據(jù)介紹幾種常見的遙感數(shù)據(jù)陸地衛(wèi)星Landsat圖像地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（SPOT）圖像QuickBirdTerra(EOS-AM1)

Landsat衛(wèi)星

陸地衛(wèi)星（Landsat）,原稱地球資源技術(shù)衛(wèi)星（ERTS），是美國發(fā)射的一系列以探測(cè)陸地資源為目的的人造衛(wèi)星。1972年7月23日發(fā)射第1顆。1975.1.22，1973.3.5分別發(fā)2、3顆。1983.7.16和1984.3.1分別發(fā)射4、5顆，4、5顆是改進(jìn)的新型陸地衛(wèi)星，至今已發(fā)射了７顆。軌道特征：近極地、近圓形與太陽同步軌道衛(wèi)星編號(hào)4、5、７1、2、3高度（KM）705遠(yuǎn)地點(diǎn)918、近地點(diǎn)906傾角（°）98.2299.125周期（分/圈）98.9103.267降交點(diǎn)時(shí)間9:45a.m9:38a.m覆蓋周期16天（233圈）18天（約251圈）掃描寬度（KM）185185赤道上軌道間距（KM）170195采用雙向掃描，使探測(cè)時(shí)間倍增。Landsat1，2，3：多功能光譜掃描儀（MSS）和反束光導(dǎo)管（RBV）。反束光導(dǎo)管易出故障，回收的圖像很少，故被淘汰。Landsat4、5、7：多光譜掃描儀和專題制圖儀(TM)。是改進(jìn)型的光學(xué)機(jī)械掃描儀，較之MSS，它具有更好的波譜選擇性，更好的幾何保真度，更高的輻射準(zhǔn)確度和分辨率。TM有7個(gè)波段，且探測(cè)儀器安裝在焦平面上，減少了幾何變形程度。波段1—5和7有16探測(cè)器，每次掃描產(chǎn)生16掃描行數(shù)據(jù)，瞬時(shí)視場(chǎng)（即地面分辨率）為3030m。波段6有四個(gè)探測(cè)器，每次掃描產(chǎn)生4掃描行數(shù)據(jù)，瞬時(shí)視場(chǎng)（地面分辨率)為120120m。掃描寬度均為185KM。TM1:藍(lán)波段(0.45-0.52um),對(duì)葉綠素和夜色素濃度敏感，對(duì)水體穿透強(qiáng)，有助于判別水深及水中葉綠素分布以及水中是否有水華等。TM2:綠波段(0.52-0.60um),對(duì)健康茂盛植物的反射敏感,用于探測(cè)健康植物綠色反射率,按綠峰反射評(píng)價(jià)植物的生活狀況,區(qū)分林型。TM3:紅波段(0.62-0.69um),葉綠素的主要吸收波段,反映不同植物葉綠素吸收,用于區(qū)分植物種類與植物覆蓋率,其信息量大多為可見光最佳波段,廣泛用于土壤,植被,水中泥沙等TM4:近紅外波段(0.76-0.96um),對(duì)無病害植物近紅外反射敏感，對(duì)綠色植物類別差異最敏感,為植物通用波段,作物長(zhǎng)勢(shì)測(cè)量,水域測(cè)量，生物量測(cè)定及水域判別。TM5:中紅外波段(1.55-1.75um),對(duì)植物含水量和云的不同反射敏感，處于水的吸收波段,一般1.4-1.9UM內(nèi)反映含水量,用于土壤濕度植物含水量調(diào)查。

TM6:遠(yuǎn)紅外波段(10.4-12.5um)可以根據(jù)輻射響應(yīng)的差別,區(qū)分農(nóng)林覆蓋長(zhǎng)勢(shì),差別表層濕度,水體巖石,以及監(jiān)測(cè)與人類活動(dòng)有關(guān)的熱特征,作溫度圖，植物熱強(qiáng)度測(cè)量。

TM7:中紅外波段(2.08-3.35UM),為地質(zhì)學(xué)家追加波段,可用于區(qū)分主要巖石類型.波段合成321：真彩色合成，即3、2、1波段分別賦予紅、綠、藍(lán)色，則獲得自然彩色合成圖像，圖像的色彩與原地區(qū)或景物的實(shí)際色彩一致，適合于非遙感應(yīng)用專業(yè)人員使用。432：標(biāo)準(zhǔn)假彩色合成，即4、3、2波段分別賦予紅、綠、藍(lán)色，獲得圖像植被成紅色，由于突出表現(xiàn)了植被的特征，應(yīng)用十分的廣泛，而被稱為標(biāo)準(zhǔn)假彩色。451：信息量最豐富的組合，TM圖像的光波信息具有3～4維結(jié)構(gòu)，其物理含義相當(dāng)于亮度、綠度、熱度和濕度。741：波段組合圖像具有兼容中紅外、近紅外及可見光波段信息的優(yōu)勢(shì)，圖面色彩豐富，層次感好，具有極為豐富的地質(zhì)信息和地表環(huán)境信息；541：XX開發(fā)區(qū)砂石礦遙感調(diào)查是通過對(duì)陸地衛(wèi)星TM最佳波段組的選擇（TM5、TM4、TM1）以及航空、航天多種遙感資料的解譯分析進(jìn)行的，在初步解譯查明調(diào)查區(qū)第四系地貌。這里不一一介紹，如果大家有需求可以具體了解。地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星（SPOT）圖像

SPOT衛(wèi)星是以法國空間中心為之設(shè)計(jì)的，由法國國家地理院負(fù)責(zé)圖像處理。這是一種用于地球資源觀測(cè)的衛(wèi)星。與Landsat相似，也是為近極地、近圓形與太陽同步軌道。SPOT系列衛(wèi)星共發(fā)射6顆，除SPOT-3于1996年12月失效外，其余都在正常運(yùn)行。SPOT-6于2012年9月發(fā)射。SPOT衛(wèi)星有兩臺(tái)高分辨率可見光推掃式掃描儀（HRV）傳感器，每個(gè)傳感器有兩種工作模式，即全色模式P和多光譜模式XS多光譜有3000個(gè)探測(cè)原件，在寬度為60KM的掃描帶上，每個(gè)探測(cè)原件的瞬時(shí)視場(chǎng)為20m20m；多波段的xS1,2,3相當(dāng)于TM2,3,4,其色調(diào)特征,波譜效應(yīng)相似。全色波段有6000個(gè)探測(cè)原件，地面瞬時(shí)視場(chǎng)為10m10m，探測(cè)原件放在焦平面上。HRV的全色波段（PA）屬可見光波段，但缺少紫光、藍(lán)光。SPOT衛(wèi)星上兩臺(tái)HRV的掃描寬度均為60KM，其重疊掃描寬度為3KM，兩臺(tái)實(shí)際的地面掃描寬度為117KMQuickBird

QuickBird衛(wèi)星于2001年10月由美國DigitalGlobe公司發(fā)射，是目前世界上最先提供亞米級(jí)分辨率的商業(yè)衛(wèi)星，具有引領(lǐng)行業(yè)的地理定位精度，海量星上存儲(chǔ)，單景影像比同時(shí)期其他的商業(yè)高分辨率衛(wèi)星高出2—10倍。Quickbird數(shù)據(jù)有兩個(gè)特點(diǎn)：一是空間分辨率最高達(dá)亞米級(jí)，能滿足1:3000以下的制圖精度，對(duì)判譯地物類型非常有利；二是其波段設(shè)置與自然真彩色接近，采用對(duì)應(yīng)的R（band3）、G（band2）、B（band1）組合，即可制作出反映地表真實(shí)景觀的真彩色遙感影像，對(duì)通過影像色彩及紋理進(jìn)行地物的判譯和分析非常有幫助。但該數(shù)據(jù)缺乏熱紅外波段，無法反映地面的熱異常信息。Terra(EOS-AM1)

搭載在Terra和Aqua兩顆衛(wèi)星上的中分辨率成像光譜儀（MODIS）是美國地球觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）計(jì)劃中用于觀測(cè)全球生物和物理過程的重要儀器。它具有36個(gè)光譜通道，分布在0.4-14μm的電磁波譜范圍內(nèi)MODIS儀器的地面分辨率分別為250米、500米和1000米，視幅寬度為2330km在對(duì)地觀測(cè)過程中，每秒可同時(shí)獲得6.1兆比特來自大氣、海洋和陸地表面信息，每日或每?jī)扇湛色@取一次全球觀測(cè)數(shù)據(jù)。MODIS標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品包括：陸地標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，大氣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，海洋標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，分解為44種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品類型，包括：基于Terra星和Aqua星數(shù)據(jù)的地表反射率、地表溫度、地表覆蓋、植被指數(shù)NDVI&EVI、溫度異常/火產(chǎn)品、葉面積指數(shù)LAI/光合有效輻射分量FPAR、總初級(jí)生產(chǎn)力GDP三、軟件操作文件讀取文件顯示放大、縮小或漫游影像滾動(dòng)條鼠標(biāo)鍵的使用方法顯示光標(biāo)位置顯示圖像的剖面廓線顯示散點(diǎn)圖選擇感興趣的區(qū)域?qū)τ跋襁M(jìn)行注記添加公里網(wǎng)保存數(shù)據(jù)本專題的目的是給第一次使用ENVI的用戶提供一個(gè)了解ENVI、熟悉其基本操作的機(jī)會(huì)。下面各項(xiàng)操作將要簡(jiǎn)單介紹ENVI的圖形界面和它的基本功能。文件的讀取打開圖像：File>OpenImageFile當(dāng)出現(xiàn)EnterDataFilename對(duì)話框，點(diǎn)擊文件名，打開可用波段列表對(duì)話框（Availablebandslist）將出現(xiàn)在屏幕上，這個(gè)列表允許你選擇合適的波段來顯示和處理。注意：你可以選擇一幅灰階或一幅RGB彩色影像。AvailablebandslistGrayScale：顯示灰階圖像RGBColor：顯示彩色圖像selectedbands：顯示所選波段如果想形成單波段灰度圖像：選擇某個(gè)波段→選中GrayScale→load

Band文件的顯示如果想形成彩色圖像，首先選定方案TM321-RGB(真彩色)→RGBColor→loadBand顯示組成主圖像窗口（MainImageWindow）：在這個(gè)窗口中，整幅影像或影像的某部分會(huì)以全分辨率（屏幕上一個(gè)像素就是影像中一個(gè)像素）顯示出來。滾動(dòng)窗口（ScrollWindow）：如果主影像窗口中沒有將整幅影像全部顯示出來，那么就會(huì)顯示滾動(dòng)窗口。滾動(dòng)窗口中顯示的是經(jīng)重采樣縮小尺寸后的整幅影像。在該窗口中可以選擇影像中的某一部分顯示于主影像窗口中。滾動(dòng)窗口中帶顏色的矩形框表示主影像窗口中顯示影像在完整影像中的空間位置。根據(jù)滾動(dòng)窗口標(biāo)題欄中的數(shù)值可以得到滾動(dòng)窗口中顯示的影像被縮放的倍數(shù)?？s放窗口（ZoomWindow）：該窗口顯示的是一幅放大了的影像，該影像對(duì)應(yīng)于主影像窗口所選一部分影像。主影像中帶顏色的矩形框，指出了縮放窗口中影像所處的空間位置。根據(jù)滾動(dòng)窗口標(biāo)題欄的數(shù)值，我們就可以知道影像被放大的倍數(shù)。ENVI主菜單ENVI主菜單位于顯示窗口的頂部。默認(rèn)情況下，它顯示于主影像窗口頂部。此外，在任何一個(gè)顯示窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵就會(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。在縮放窗口內(nèi)移動(dòng)光標(biāo)，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵將以所選像素為中心重新放置放大了的影像區(qū)域。單擊并按住鼠標(biāo)左鍵不動(dòng)，在縮放窗口中拖動(dòng)鼠標(biāo)，縮放窗口會(huì)漫游顯示出主影像窗口中各個(gè)區(qū)域的影像。在縮放窗口的左下角用鼠標(biāo)左鍵單擊最右邊的那個(gè)影像控件，會(huì)觸發(fā)縮放窗口中的十字絲出現(xiàn)或者關(guān)閉。在該影像控件上單擊鼠標(biāo)中鍵時(shí)，會(huì)觸發(fā)主影像窗口中的十字絲出現(xiàn)或者關(guān)閉。而用鼠標(biāo)右鍵單擊時(shí)，會(huì)打開或關(guān)閉主影像窗口上的縮放指示矩形框。放大、縮小或者漫游影像滾動(dòng)條主影像窗口和縮放窗口都有可供選擇的滾動(dòng)條，它提供了另一種可替代的方法，來移動(dòng)影像。在該窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，選擇Toggle→DisplayScrollBars要設(shè)置默認(rèn)情況下，任意一個(gè)窗口是否自動(dòng)的帶有滾動(dòng)條，可以在ENVI主菜單上，選擇File→Preferences，并點(diǎn)擊DisplayDefaults標(biāo)簽，然后使用箭頭切換按鈕來改變相應(yīng)的設(shè)置鼠標(biāo)鍵的使用方法

ENVI有許多交互式的功能，對(duì)于每個(gè)不同功能，鼠標(biāo)鍵的組合和作用都不同。MouseButtonDescriptions對(duì)話框?qū)⒏嬖V你在每個(gè)圖形窗口中鼠標(biāo)鍵的功能。ENVI主菜單欄中選擇Window→MouseButtonDescriptions。現(xiàn)在，只要你的鼠標(biāo)光標(biāo)出現(xiàn)在ENVI顯示窗口或者圖形窗口中，鼠標(biāo)鍵的功能就會(huì)出現(xiàn)在對(duì)話框中。MB1代表鼠標(biāo)左鍵MB2代表鼠標(biāo)中鍵MB3代表鼠標(biāo)右鍵圖中顯示的是主圖像窗口、滾動(dòng)窗口、縮放窗口中鼠標(biāo)按鍵的作用顯示光標(biāo)位置ENVI主菜單欄→Window→CursorLocation/Value。要關(guān)閉這個(gè)對(duì)話框，可以在CursorLocation/Value對(duì)話框頂部的菜單中，選擇File→Cancel顯示影像剖面廓線從主影像顯示窗口菜單欄中，選擇Tools→Profiles→XProfileX-Profile:沿選定點(diǎn)x軸方向所有地物的波譜信息。Y-Profile:沿選定點(diǎn)y軸方向所有地物的波譜信息。Z-Profile:選定點(diǎn)在七個(gè)波段的光譜信息。顯示交互式的散點(diǎn)圖ENVI可以繪制出兩個(gè)所選影像波段的數(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。選擇Tools→2DScatterPlots。接著ScatterPlotBandChoice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。一旦打開了散點(diǎn)圖繪制窗口，就可以將鼠標(biāo)光標(biāo)放在主影像窗口中任意位置，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。選擇感興趣區(qū)ENVI允許在影像中定義感興趣區(qū)（ROIs）。主影像顯示窗口菜單中選擇Overlay→RegionofInterest在主影像窗口中點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，建立感興趣區(qū)多邊形的第一個(gè)頂點(diǎn)。再次點(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)中鍵可以用來刪除最新定義的點(diǎn)，或者（如果你已經(jīng)閉合了該多邊形）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。當(dāng)完成一個(gè)感興趣區(qū)域的定義后，該區(qū)域?qū)?huì)在AvailableRegionsofInterest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)。繪制代表感興趣區(qū)的多邊形。對(duì)影像進(jìn)行注記ENVI靈活的注記功能，允許在地圖和影像中加入文本、多邊形、色標(biāo)條以及其它的一些符號(hào)注記。主影像菜單欄中選擇

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