ENVI遙感圖像處理試驗二

本文格式為Word版，下載可任意編輯——ENVI遙感圖像處理試驗二遙感圖像預處理實習

姓名成績徐丹學號日期1202340882023.4.28實習內容：遙感圖像的裁剪、鑲嵌與幾何校正

1、在實際的工作中，為何經常需要對影像進行裁剪與鑲嵌操作？在ENVI軟件平臺如何實現(xiàn)影像的裁剪與鑲嵌，以一例如詳細表達裁剪與鑲嵌的具體操作步驟。

由于遙感衛(wèi)星是在一個預先設計的軌道上運行，星載傳感器沿著軌道在地面上的軌跡按一定寬度垂直于運行方向進行掃描，在實際工作中有時需要分析的地區(qū)并不完全處在同一幅圖像內，這時候需要把多景相鄰遙感圖像拼接成一個大范圍無縫的圖像，即圖像鑲嵌，而圖像剪裁的目的則是將研究之外的區(qū)域去除。

一、圖像裁剪：（1）規(guī)則分幅裁剪

a)在主菜單中，選擇File——OpenImageFile，開啟裁剪圖像

bhtmref.img。

b)在主菜單中，選擇File——SaveFileas——ENVIStandard，彈出New

FileBuilder對話框。c)在NewFileBuilder對話框中，單擊ImportFile按鈕，彈出CreateNew

FileInputFile對話框。

d)在CreateNewFileInputFile對話框中，選中SelectInputFile

列表中的裁剪圖像，單擊SpatialSubset按鈕。e)在SelectSpatialSubset對話框中，單擊Image按鈕，彈出SubsetBy

Image對話框。

f)在SubsetByImage對話框中，可以通過輸入行列數(shù)確定剪裁尺寸并按

住鼠標左鍵拖動圖像中的紅色矩形框確定剪裁區(qū)域，或直接用鼠標左鍵按紅色邊框拖動來確定剪裁尺寸以及位置，單擊OK按鈕。

g)在SelectSpatialSubset對話框中可以看到剪裁區(qū)域信息，單擊OK

按鈕。

h)在CreateNewFileInputFile對話框中，可以通過SpectralSubset

按鈕選擇輸出波段子集，單擊OK按鈕。

i)選擇輸出路徑及文件名或者選擇Memory直接在窗口上顯示，單擊OK按

鈕，完成規(guī)則分幅裁剪過程。

（2）不規(guī)則分幅裁剪——手動繪制感興趣區(qū)a）開啟圖像bhtmref.img并顯示在Display中。b）在Image窗口中選擇Overlay——RegionofInterest，在ROITool對話框中，單擊ROI_Type——Polygon。

c）繪制窗口——Window，選擇Image，繪制一個多邊形，右鍵兩次終止。

d）選擇主菜單——BasicTools——SubsetdataviaROIs，或者選擇ROITool——File——SubsetdataviaROIs，選擇裁剪圖像。

e）在SpatialSubsetviaROIparameters中，設置參數(shù)如下圖。選擇輸出路徑及文件名，或者直接保存在窗口中——Memory，單擊OK按鈕剪裁圖像。

f）

在NewDisplay中顯示出裁剪圖像。

二、圖像鑲嵌（這里舉例有地理參考的圖像鑲嵌）：（1）啟動圖像鑲嵌工具

在ENVI主菜單中，選擇Map——Mosaicking——Georeferenced，開啟MapBasicMosaic對話框。

（2）加載鑲嵌圖像

a）在Mosaic對話框中，選擇Import——ImportFiles，選擇

mosaic1.img和mosaic2.img鑲嵌文件導入。

b）導入的鑲嵌文件顯示在圖像窗口以及文件列表。

c）在文件列表中選擇需要調整順序的文件，單擊右鍵選擇快捷菜單

Raise(Lower)ImagetoTop(Bottom)或Raise(Lower)ImageonePosition。

（3）圖像重疊設置

a）選擇文件列表中一個文件，單擊右鍵選擇EditEntry。b）在EditEntry對話框中，依照下圖設置參數(shù)。

（4）切割線設置

a）在Mosaic對話框中，選擇File——SaveTemplate或者Apply直接

應用到窗口中。

b）將模板文件顯示在Display中。

c）在Display中，選擇Overlay——Annotation，在重疊區(qū)繪制一條折

線當作切割線，在Annotation——Object——Polyline，右擊終止。

d）繪制一個Symboy放在切割線一旁，表示這部分將被剪裁，選擇File

——SaveAnnotation保存分割線。

e）回到Mosaic對話框中，在文件列表最下面文件單擊右鍵選擇Edit

Entry。

f）在Entry參數(shù)對話框中，單擊SelectCutlineAnnotationFile按

鈕，選擇前面生成的注記文件。

（5）顏色平衡設置

a）首先確定一個圖像當作基準，在文件列表中選擇這個圖像，單擊右

鍵，選擇EditEntry，開啟Entry對話框。

b）將MosaicDisplay設置為RGB，并選擇波段合稱RGB圖像顯示。c）選擇ColorBalancing參數(shù)：Fixed，作為基準圖像。

d）同樣的方法設置其他圖像文件，ColorBalancing參數(shù)為Adjust。

（6）輸出結果

在Mosaic對話框中，選擇File——Apply，在MosaicParameters對話框中，設置輸出像元大小、重采樣方式、文件路徑及文件名、背景值。

2、何為影像掩膜(mask)？有何作用？在ENVI中如何建立并使用掩膜？請寫出具體步驟。

掩膜是由0和1組成的一個二進制圖像。當在某一功能中應用掩膜時，1值區(qū)域被處理，被屏蔽的0值區(qū)域不被包括在計算中。通過制定的數(shù)值，包括忽略的數(shù)據(jù)值、數(shù)據(jù)值范圍、有限或無線、感興趣區(qū)、ENVI矢量文件盒解釋文件來定義圖像掩膜，也可以應用上述選項的任意組合作為輸入來建立掩膜。

建立掩膜：

a）菜單——File——OpenVectorFile，開啟剪裁圖像所在區(qū)域shp文件，導入Memory。

b）顯示。

菜單——File——OpenImageFile，開啟裁剪圖像，在Display中

c）主菜單——BasicTool——Masking——BuildMask。

d）在MaskDefinition對話框中，單擊Options——ImportEVFs，選擇步驟a)導入的shp文件選擇輸出路徑,完成掩膜的生成。

3、在ENVI中如何生成感興趣區(qū)（ROI）？ROI的有何用途？并簡要表達利用矢量數(shù)據(jù)對影像做多邊形裁剪的具體過程。

(1)生成感興趣區(qū):a）開啟一個圖像，在Image窗口中選擇Overlay——RegionofInterest,

選擇ROI_Type——Polygon。

b）繪制窗口選擇Image，繪制一個或多個多邊形，雙擊右鍵終止。

c）主菜單——BasicTools——SubsetdataviaROIs，或者ROITool—

—File——SubsetdataviaROIs，選擇剪裁圖像。

(2)ROI用途:

感興趣區(qū)是圖像的一部分，它通過在圖像上選擇或使用諸如設定閾值或者從其他文件轉換獲得等方法生成。感興趣區(qū)可以使點、線、面不規(guī)則的形狀，尋常用來作為圖像分類的樣本、掩膜、裁剪區(qū)域及其它操作。

(3)利用矢量數(shù)據(jù)對影像做多邊形裁剪:

a）主菜單——File——OpenVectorFile，開啟裁剪圖像所在區(qū)域的shp

矢量文件，投影參數(shù)不變，導入Memory。

b）在AvailableVectorList對話框中，選擇File——ExportLayerto

ROI，在彈出的對話框中選擇裁剪圖像，點OK。

c）在ExportEVFLayertoROI選擇對話框中，選擇將所有的矢量元素轉

成一個ROI，單擊OK。

d）主菜單——BasicTools——SubsetdataviaROIs，選擇剪裁圖像。

e）在SubsetviaROIParameters中，設置以下參數(shù)：

i.在ROI列表中，選擇繪制的ROI；

ii.在“MaskpixelsoutsideofROIs〞項中選擇Yes；iii.裁剪背景值：0。

f）選擇輸出路徑及文件名，點擊OK按鈕，裁剪。

4、對兩幅影像進行鑲嵌時，在什么狀況下需要利用注記工具繪制切割線(Cutline)和符號（Symbol）？可否省去此操作？并簡要說下切割線和符號的作用。

幅圖像重疊部分較多而且色調差異較大時，需要繪制切割線并根據(jù)切割線進行羽化，實現(xiàn)無縫拼接。該過程可根據(jù)具體狀況而定，若兩幅影像重疊部分相差不大也可省略此操作。切割線作用：在鑲嵌過程中，在相鄰的兩圖重疊區(qū)，按一定規(guī)則選擇一條線作為兩個圖的接邊線，這樣能改變接邊處差異太大問題。

符號作用：用來標示切割線部分，Symbol放在切割線一旁標示這部分將被裁剪。

五、寫出ENVI改變遙感影像分辯率（重采樣）的方法與步驟。

1主菜單BasicTools?ResizeData（Spatial/Spectral），彈出ResizeDataInputFile對話框。（2）選中需要重采樣的圖像,單擊OK按鈕，彈出ResizeDataParameters對話框

（3）在ResizeDataParameters對話框中，自上而下依次設置影像的分辯率，重采樣模型，設置保存的路徑和名稱，單擊OK按鈕。

5、簡述地圖投影、地圖坐標系、大地水準面和大地基準面，并理解其含義。

地圖投影：地圖投影是利用一定數(shù)學方法則把地球表面的經、緯線轉換到平面上的理論和方法，是將地球球面坐標轉化為平面坐標的過程。投影所需要的必要條件是：任何一種投影都必需基于一個橢球（地球橢球體）、將球面坐標轉換為平面坐標的過程（投影算法）。

地圖坐標系：分為地理坐標系和投影坐標系。地理坐標系是地球上任意一點尋常用經度和緯度來決定，經線和緯線是地球表面上兩組正交（相交為90度）的曲線，這兩組正交的曲線構成的坐標，是為了確定地物在地球上位置的坐標系；投影坐標系是投影坐標系使用基于X,Y值的坐標系統(tǒng)來描述地球上某個點所處的位置，這個坐標系是從地球的近似橢球體投影得到的，它對應于某個地理坐標系。

大地水準面：指平均海平面通過大陸延伸勾畫出的一個連續(xù)的封閉曲面。大地水準面包圍的球體稱為大地球體。從大地水準面起算的陸地高度，稱為絕對高度或海拔。

大地基準面：設計用為最密合部份或全部大地水準面的數(shù)學模式。它由橢球體本身及橢球體和地表上一點視為原點間之關系來定義，用于盡可能與大地水準面密合的一個橢球曲面，是人為確定的。橢球面和地球確定不是完全貼合的，因而，即使用同一個橢球面，不同的地區(qū)由于關心的位置不同，需要最大限度的貼合自己的那一部分，因而大地基準面就會不同。

6、簡述墨卡托(Mercator)投影，高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影坐標系，橫軸墨卡托投影（TransverseMercator，TM），通用橫軸墨卡托投影（UniversalTransverseMercator，UTM），這些投影在ENVI軟件平臺中如何定義？

（1）墨卡托(Mercator)投影：墨卡托(Mercator)投影，是一種\等角正切圓柱投影〞，假設地球被圍在一中空的圓柱里，其標準緯線與圓柱相切接觸，然后再假想地球中心有一盞燈，把球面上的圖形投影到圓柱體上，再把圓柱體展開，這就是一幅選定標準緯線上的“墨卡托投影〞繪制出的地圖。

墨卡托投影沒有角度變形，由每一點向各方向的長度比相等，它的經緯線都是平行直線，且相交成直角，經線間隔相等，緯線間隔從標準緯線向兩極逐漸增

大。墨卡托投影的地圖上長度和面積變形明顯，但標準緯線無變形，從標準緯線向兩極變形逐漸增大，但由于它具有各個方向均等擴大的特性，保持了方向和相互位置關系的正確。

具體操作：類似如下（3）“橫軸墨卡托投影（TransverseMercator，TM）〞例如詳細步驟。

（2）高斯-克呂格(Gauss-Kruger)投影：簡稱“高斯投影〞，又名\等角橫切橢圓柱投影〞，是地球橢球面和平面間正形投影的一種。該投影依照投影帶中央子午線投影為直線且長度不變和赤道投影為直線的條件，確定函數(shù)的形式，從而得到高斯一克呂格投影公式。投影后，除中央子午線和赤道為直線外，其他子午線均為對稱于中央子午線的曲線。設想用一個橢圓柱橫切于橢球面上投影帶的中央子午線，按上述投影條件，將中央子午線兩側一定經差范圍內的橢球面正形投影于橢圓柱面。將橢圓柱面沿過南北極的母線剪開展平，即為高斯投影平面。取中央子午線與赤道交點的投影為原點，中央子午線的投影為縱坐標x軸，赤道的投影為橫坐標y軸，構成高斯克呂格平面直角坐標系。

高斯-克呂格投影在長度和面積上變形很小，中央經線無變形，自中央經線向投影帶邊緣，變形逐漸增加，變形最大之處在投影帶內赤道的兩端。由于其投影精度高，變形小，而且計算簡便（各投影帶坐標一致，只要算出一個帶的數(shù)據(jù)，其他各帶都能應用），因此在大比例尺地形圖中應用，可以滿足軍事上各種需要，能在圖上進行確切的量測計算。

具體操作：類似如下（3）“橫軸墨卡托投影（TransverseMercator，TM）〞例如詳細步驟。

（3）橫軸墨卡托投影（TransverseMercator，TM）：

ENVI中坐標定義文件存放在HOME\\ITT\\IDL70\\products\\envi45\\map_proj文件夾下，三個文件記錄了坐標信息：

ellipse.txt橢球體參數(shù)文件datum.txt基準面參數(shù)文件map_proj.txt坐標系參數(shù)文件

在ENVI中自定義坐標系分三步：定義橢球體、基準面和定義坐標參數(shù)：

第一步、添加橢球體：

語法為,,。

這里將“Krasovsky，6378245.0，6356863.0〞和“IAG-75，6378140.0，6356755.3〞參與ellipse.txt末端。（ellipse.txt文件中已經有了克拉索夫斯基橢球，由于翻譯原因，這里的英文名稱是Krassovsky，為了讓其他軟件平臺識別，這里新建一個Krasovsky橢球體。）

其次步、添加基準面：

語法為,,。

這里將“D_Beijing_1954,Krasovsky,-12,-113,-41〞和“D_X