ENVI基本影像处理流程操作优质PPT课件.ppt

主要内容 1.快速认识ENVI 2.影像一般预处理 3.影像信息基本提取方法 4.制图与三维可视化数据的数据的输输入入输输出出图图像像显显示与分析示与分析图图像像预处预处理（几何理（几何纠纠正、融合、正、融合、镶镶嵌等）嵌等）影像信息提取（人工解影像信息提取（人工解译译、自、自动动分分类类、特征提取、特征提取、动态检测动态检测等）等）专题专题制制图图/三三维维可可视视化分析（集成化分析（集成GIS现现有数据有数据)成果成果报报告（告（GIS分析分析/共享）共享）遥感图像处理的一般流程1.快速快速认识认识ENVI1.1 ENVI简介1.2 安装目录结构1.3 栅格文件系统和储存1.4 数据输入1.5 数据显示1.6 常见系统设置Feature Extraction空空间间特征特征提提取模取模块块DEMExtraction立体像立体像对对高高程提取模程提取模块块Atmospheric Correction大气校正模大气校正模块块1.1ENVI简介ENVI/IDL体系结构ENVIIDL 扩展模块 主模块 开发语言IDL Advanced 数学与数学与统计扩统计扩展展 工具包工具包IDL DataMiner 数数据据库连库连接工接工 具包具包Orthorectification正射校正模正射校正模块块NITFNITF数据支数据支持模持模块块1.1ENVI简介ENVI从图像中获得您所需的信息Image-InformationEXTEND IDL,C+,Java,.NetPanchromatic 全色 Multispectral 多光谱 Hyperspectral 高光谱TRadarLidarhermal TerrainGPSVector雷达激光雷达热量数据地 形 数 据 位 置 数 据 矢量数据制制图图工具工具矢量工具矢量工具地形工具地形工具高光高光谱谱工具工具信息提取工具信息提取工具预处预处理工具理工具雷达工具雷达工具读读取取显显示工具示工具三三维维可可视视分析分析制制图输图输出出GeodatabaseGIS分析分析1.1ENVI简介大气校正扩展模块(Atmospheric Correction)可以有效地去除水蒸气,气溶胶散射，漫反射的邻域效应。获得地物反射率和辐射率、地表温度等真实物理模型参数。使影像变得“清晰”1.1ENVI简介立体像对高程提取扩展模块 DEM Extraction 快速从ALOS PRISM,ASTER,CARTOSAT-1,FORMOSAT-2,GeoEye-1,IKONOS,KOMPSAT-2,OrbView-3,QuickBird,WorldView-1,SPOT 1-5等以及航空影像立体像对中提取 DEM。全面支持RPC模型参数，尽可能少的控制点以达到有效的精度 使用DEM编辑工具对提取的DEM做局部编辑 交互量测特征地物的高度和收集3D信息并导出为3D Shapefile文件格式提供面向对象方法、易于使用的向导操作流程从高分辨 率全色和多光谱数据中提取地物信息。包括：交通工具飞机,坦克,汽车,船只 建筑物建筑物轮廓,屋顶 基础设施道路,桥梁,机场,海港码头 自然要素河流,湖泊,森林,田地 云和雾1.1ENVI简介空间特征提取扩展模块Feature Extraction（FX）1.1ENVI简介正射校正扩展模块Orthorectification 由瑞典的Spacemetric公司开发 采用的正射校正方法具有可靠和高精度的特点，并且该方 法被行业所认可。支持大区域范围内的多幅影像、多传感器的一次正射校正 具有镶嵌结果的功能，并提供接边线和颜色平衡辅助工具 采用流程化的向导式操作方式和工程化管理。自定义传感器模型 提供接口函数，便于扩展功能。1.1ENVI简介NITF数据支持扩展模块 NITF 读写、显示标准NITF格式文件 JPEG2000编码压缩NITF格式文件 支持NITF2.0、NITF2.1和NSIF1.0之间的转换 读写从商业卫星、NCDRD和 第二图像格式（NSIF）中获得政府标准数据 广泛支持NSDE的分类或未分类的TREs，也包括自定义的TREs1.1ENVI简介ENVI/IDL的特点1.先进、可靠的影像信息提取工具全套影像信息智 能化提取工具,全面提升影像的价值。2.专业的光谱分析高光谱分析一直处于世界领先地 位。3.随心所欲扩展新功能底层的IDL语言可以帮助用户 轻松地添加、扩展ENVI的功能，甚至开发定制自己的 专业遥感平台。4.流程化图像处理工具ENVI将众多主流的图像处理 过程集成到流程化（Workflow）图像处理工具中，进 一步提高了图像处理的效率。5.与ArcGIS的整合从2007年开始，与ESRI公司的全 面合作,为遥感和GIS的一体化集成提供了一个典型的 解决方案。1.2安装目录结构 Bin：相应的ENVI运行目录。Data：数据目录，保存一矢量文件夹（一些矢量数据）、两个TM5栅格 数据、两个DEM数据和一个高光谱数据。Filt_func：ENVI常规传感器的光谱库文件。例如：aster、modis、spot、tm等。Help：ENVI的帮助文档。Lib：IDL生成的可编译的程序，用于二次开发。Map_proj：影像的投影信息，文本格式，客户可以进行定制。Menu：ENVI菜单文件，可以进行中、英文菜单互换。Save：应用IDL可视化语言编译好的、可执行的ENVI程序。Save_add：客户自主开发的、可执行程序，比如各种补丁程序。Spec_lib：波谱库，不同地区可以有不同的波谱库，用户可以自定义。1.3栅格文件系统和储存 ENVI栅格文件格式：ENVI使用的是通用栅格数据格式，包含一 个简单的二进制文件（a simple flat binary）和一个相关 的ASCII（文本）的头文件。ENVI头文件包含用于读取图像数据文件的信息，它通常创建于一个数据文件第一次被 ENVI读取 时。单独的ENVI头文本文件提供关于图像尺寸、嵌入的头文件（若存在）、数据格式及其它相 关信息。所需信息通过交互式输入，或自动地用“文件吸取”创建，并且以后可以编辑修改。您可以在ENVI之外使用一个文本编辑器生成一个ENVI头文件通用栅格数据都会存储为二进制的字节流，通常它将以BSQ（按波段顺序）、BIP（波段按像元交叉）或者BIL（波段按行交叉）的方式进行存储。储存窗口菜单界面FileSave File As，将影像按照需要的格式进行存储，保存的为原始数据，没有拉伸。主影像窗口FileSave Images As，将影像按照需要的格式进行存储，存储的影像是显示的影像样式。FileSave Zoom As，将Zoom窗口显示的影像按照需要的格式进行存储。其他窗口下的文件存储例如：MapMosaicking的镶嵌窗口下：Apply；Save Template等；Classification等功能下：Output Result to等。1.4 数据显示 波段列表每次打开的文件都显示在Available Bands List中，列表中可以完成当前 在ENVI中打开的或存储在内存中的文件的信息，还可以进行包括：打开新 文件、关闭文件、将内存数据项保存到磁盘，以及编辑ENVI头文件等操作。三视窗显示当你打开一个图像文件时，会在一个ENVI的三视窗图像显示中，其中包括 主图像窗口，缩放窗口和滚动窗口（应用于大的图像），如图1.5所示，目 前大部分的ENVI图像处理操作都在这个窗口中完成。ENVI ZOOM显示将图层管理、图像显示、鼠标信息等集中在一个窗体中，目前只有部分 ENVI图像处理操作在这个窗口中完成，如面向对象的特征提取、Pan sharping、异常检测等，在新的软件版本中会有更多的功能集成在此窗体 中完成。1.4 数据显示1.5 数据输入一般数据的打开AVHRRHDF SeaWiFSMrSIDBMPJPEGNLAPSERMapper,PCI (.pix)JPEG 2000PDSERDAS 7.x(.lan)Landsat7Fast(.fst)RADARSATERDAS IMAGINE8.x(.img)Landsat 7 HDFSRFGeoTIFFMAS-50TIFFHDFMRLC(.dda)使用Open Image File打开 ENVI 图像文件或其它已知格式的 二进制图像文件。ENVI 自动地识别和读取下列类型的文件：1.5 数据输入特定数据的打开 对于特定的已知文件类型，利用内部或外部的头文件信息 通常会更加方便。使用 Open External File 选项，ENVI 能够读取一些标准文件类型的若干格式，包括精选的遥感 格式、军事格式、数字高程模型格式、图像处理软件格式 及通用图像格式。ENVI 从内部头文件读取必要的参数，因 此不必在Header Information对话框中输入任何信息。1.6常见系统设置用户自定义文件 这里可以选择自定义的图形颜色文件、颜色表文件、ENVI的菜单文件（ENVI Menu File、Display Menu、Shortcut File）、地图投影文件 等，需要重启ENVI。1.6常见系统设置默认文件目录 设置一些ENVI默认打开的文件夹，如数据目录、临时文件目录、输出 文件目录、ENVI补丁文件、光谱库文件、备用头文件目录等，需要重 启ENVI。1.6常见系统设置显示设置 可以设置三窗口中各个分窗口的显示大小，窗口显示式样等。其中可 以设置数据显示拉伸方式（Display Default Stretch），默认为2%线 性拉伸。1.6常见系统设置综合设置 这个选项设置的是一些杂项，值得设置的为制图单位（Page Unit），默认为英寸（Inches），可设置为厘米（Centimeters）；还有缓冲大 小（cache size），可以设置为物理内存的50-75%左右，文件碎片大 小设置为cache size的1/10。2.影像影像预处预处理理2.1 一般预处理流程介绍2.2 预处理中基础知识2.3 自定义坐标系2.4 ENVI中的几何校正2.5 ENVI中的图像融合、镶嵌、裁剪校正模型选择影像参考源控制点选取误差检查不 符 合图像融合图像镶嵌图像裁剪配准影像其它影像同名点选取（人工/自动）影像配准影像重采样校正影像2.1数据预处理一般流程2.2预处理中基础知识常见商业高分辨率卫星传传感器感器发发射射时间时间国家国家多光多光谱谱波段波段空空间间分辨率分辨率(米米)重返周期重返周期IKONOS1999美国美国红红、绿绿、蓝蓝、近、近红红外外全色：全色：1多光多光谱谱：41.5-2.9SPOT52001法国法国红红、绿绿、近、近红红外、中外、中远红远红外外全色：全色：5 或或2.5（超模式（超模式多光多光谱谱:1026Quick Bird（快（快鸟鸟2001美国美国红红、绿绿、蓝蓝、近、近红红外外全色：全色：0.61多光多光谱谱：2.441-3.5FORMOSAT II2004中国台中国台湾湾红红、绿绿、蓝蓝、近、近红红外外全色：全色：2多光多光谱谱：41EROS-B2006以色列以色列/全色：全色：0.7（立体）（立体）55CartoSAT-1（P5）2005印度印度/全色：全色：2.5（立体）（立体）ALOS2005日本日本红红、绿绿、蓝蓝、近、近红红外外全色：全色：2.5（立体）（立体）多光多光谱谱：102北京一号小北京一号小卫卫星星2005中国中国红红、绿绿、近、近红红外外全色：全色：4多光多光谱谱：323-5KOMPSAT-22006韩韩国国红红、绿绿、蓝蓝、近、近红红外外全色：全色：1 多光多光谱谱：43WorldView-1/22008美国美国红红、绿绿、蓝蓝、近、近红红外外 红边红边、海岸、海岸、黄、近黄、近红红外外2全色：全色：0.5 多光多光谱谱：2.41.1-3.7资资源源应应用用卫卫星星-2B星星2008中国中国/全色：全色：2.37多光多光谱谱：19.526GeoEye-12008美国美国红红、绿绿、蓝蓝、近、近红红外外全色：全色：0.41（0.5）多光多光谱谱：1.652-3RapidEye2008德国德国蓝蓝、绿绿、红红、红边红边、近、近红红外外5每天每天其他卫星传传感器感器发发射射时间时间国家国家多光多光谱谱波段波段空空间间分辨率分辨率(米米)Landsat177299美国美国蓝蓝、绿绿、红红、近、近红红外、短波外、短波红红外、外、热红热红外外15、30、60、80、120SPOT41999法国法国绿绿、红红、近、近红红外、中外、中远红远红外外全色：全色：10 多光多光谱谱:20中巴中巴资资源源卫卫星星-01/021999中国中国蓝蓝、绿绿、红红、近、近红红外外多光多光谱谱：19.5Resourcesat（P6）2003印度印度绿绿、红红、近、近红红外、短波外、短波红红外外多光多光谱谱 24 米全色米全色 5.8米米ALOS2005日本日本微波微波、立体像、立体像对对、多光、多光谱谱2.5米立体像米立体像对对、10米多光米多光谱谱、3米米RadarTerraSAR-X2007德国德国微波微波1 m Radar、3m、5mCOSMO-SkyMed2007意大利意大利微波微波3米、米、15米米RADARSAT II2008加拿大加拿大微波微波3m 超超细细化模式化模式1m景景观观光光线线模式模式NOAA气象卫星/美国美国红红、近、近红红外、中外、中红红外和两个外和两个热红热红外外1.1km风风云系列云系列卫卫星星/中国中国可可见见光光4个，近个，近红红外外2个，中个，中远红远红外外2个，个，热红热红外外2个。个。1.1kmMODIS/美国美国36个波段个波段250m、500m和1000m减小减小卫卫星星A、B星星2008中国中国多光多光谱谱近中近中红红外外(4波段波段)、高光、高光谱谱(111波段波段)多光多光谱谱：30米米 高光高光谱谱：100米米Hyperion/EO-12000美国美国0.42.5 m共有共有220波段波段30米米2.2 预处理中基础知识数据源的选择图图像像选择选择经济经济成本成本专题专题目的目的专题专题地域地域环环境境专题图专题图比例尺比例尺空空间间分辨率分辨率时间时间分辨率分辨率波波谱谱分辨率分辨率2.2 预处理中基础知识影像格式 传感器文件格式不同的卫星传感器研发或运行机构一般会给所分发的卫星数据设计 一种分发格式，如Landsat系列的Fast格式、EOS系列卫星的HDF格 式等。商业软件文件格式商业化的图像处理软件都会开发出软件本身的图像格式，如ENVI的 Hdr&img格式，Erdas的IMG格式，PCI的pix格式等。通用图像文件格式很多图像格式成为国际通用，被大多数软件所支持。如TIFF、JPEG2000、BMP等。2.2预处理中基础知识引起图像畸变因素 系统误差有规律的、可预测的。比如扫描畸变 非系统误差无规律的如传感器平台的高度、经纬度、速度和姿态的不稳，地球曲率及空 气折射，地形影响等2.3预处理中基础知识几何校正中的几个概念 几何校正：纠正系统和非系统因素引起的几何畸变。图像配准（Registration）：同一区域里一幅图像（基准 图像）对另一幅图像校准，以使两幅图像中的同名像素配 准。图像纠正（Rectification）：借助一组控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正。又叫地理参照（Geo-referencing）图像地理编码（Geo-coding）：特殊的图像纠正方式，把图像矫正到一种统一标准的坐标系。图像正射校正（Ortho-rectification）：借助于地形高程 模型（DEM），对图像中每个像元进行地形的校正，使图像 符合正射投影的要求。2.4预处理中基础知识实际中的概念 几何粗校正校正系统误差，地面站完成 几何精校正包括图像纠正、地理编码和部分图像配准 图像配准 正射校正2.2预处理中基础知识卫星影像的校正 根据卫星轨道参数，包括位置、姿态、轨道及扫描特征，校正影像(有时加入DEM)。地面控制点校正+校正模型 轨道参数+地面控制点+DEM2.2预处理中基础知识多项式模型 多项式模型x=a0+a1x+a2Y+a3x2+a4xy+a5y2+y=b0+b1x+b2Y+b3x2+b4xy+b5y2+最少控制点个数N=（n+1）*（n+2）/2 误差计算RMSEerror=sqrt（x-x）2+（y-y）2）2.2预处理中基础知识控制点获得途径 基础数据基础测绘数据数字线画图（DLG）数字栅格图（DRG）影像数据正射影像（DOM）实地测量2.2预处理中基础知识控制点质量控制 图像选点原则选取图像上易分辨且较精细的特征点：道路交叉点，河流弯曲或分叉处，海岸线弯曲处，飞机场，城廓边缘等特征变化大的地区需要多选图像边缘部分一定要选取控制点尽可能满幅均匀选取 数量原则在图像边缘处，在地面特征变化大的地区，需要增加控制点保证一定数量的控制点，不是控制点越多越好。如一景TM的控制点数量在30-50左右。2.2预处理中基础知识重采样方法（插值算法）最近邻法取与所计算点（x,y）周围相邻的 4个点，比较它们与被计算点的距 离，哪个点距离最近，就取哪个 亮度值作为（x,y）点的亮度值简单易用，计算量小，图像的亮 度具有不连续性，精度差2.2预处理中基础知识重采样方法（插值算法）双线性内插法取（x,y）点周围的4邻点，在y方向内插二次，再在x方向 内插一次，得到（x,y)点的亮 度值f（x,y)双线性内插法比最近邻发虽 然计算量有所增加，但精度明 显提高，特别是对亮度不连续 现象或线状特征的块状化现象 有明显的改善。内插法会对图像起到平滑作 用，从而使对比度明显的分界 线变得模糊。x y双双线线内插算法原理示意内插算法原理示意图图原始原始图图像像2.2预处理中基础知识重采样方法（插值算法）三次卷积内插法进一步提高内插精度的一 种方法，通过增加邻点来 获得最佳插值函数取与计算点周围相邻的16 个点，先在某一方向内插，再根据计算结果在另一个 方向上内插，得到一个连 续内插函数计算量大，精度高，细节 表现更为清楚，对控制点 要求较高 x y123452.2预处理中基础知识图像融合 图像融合将低分辨率的多光谱影像与高分辨率的单波段影像重采样生成成一副高分辨率多光谱影像遥感的图像处理技术。关键技术两个影像配准在亚像元范围内融合方法选择运算速度和交换缓冲空间2.2预处理中基础知识图像融合方法彩色彩色合成合成数学运算数学运算彩色技彩色技术术空空间间配准配准高分辨率高分辨率多光多光/谱谱图图像像变换变换HIS变换变换加加 与与 乘乘差差值值 比比值值主主 成成 分分 分分 析析滤滤波波分析分析小波小波分析分析HSV变换变换2.2预处理中基础知识图像镶嵌 图像镶嵌指在一定地数学基础控制下，把多景相邻遥感影像拼接成一个大范围的影像图的过程。关键技术颜色的平衡接边处理运算速度和交换缓冲空间2.2预处理中基础知识图像裁剪 图像裁减图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除，常用的是按照行政区划边界或自然区划边界进行图像的裁剪。关键技术裁剪区的确定无数据区处理2.3 自定义坐标系坐标系原理 地理坐标系是以经纬度为单位的地球坐标系统，地理坐标 系中有2个重要部分，即地球椭球体（spheroid）和大地基 准面（datum）。大地基准面指目前参考椭球与WGS84参考椭球间的相对位置关系（3 个平移，3个旋转，1个缩放），可以用其中3个、4个或者7个参数 来描述它们之间的关系，每个椭球体都对应一个或多个大地基准面。投影坐标系是利用一定的数学法则把地球表面上的经纬线 网表示到平面上，属于平面坐标系。数学法则指的是投影 类型，目前我国普遍采用的是高斯克吕格投影，在英 美国家称为横轴墨卡托投影（Transverse Mercator）。2.3 自定义坐标系北京54与西安80坐标系 都是投影直角坐标系 北京54坐标系、西安80坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。坐标名称投影类型椭球体基准面北京54Gauss Kruger（Transverse Mercator）Krasovsky北京54西安80Gauss Kruger（Transverse Mercator）IAG75西安80椭球体名称年代长半轴（米）短半轴（米）扁率WGS8419846378137.06356752.31：298.257克拉索夫斯基（Krasovsky19406378245.06356863.01：298.3IAG-7519756378140.06356755.31：298.2572.3 自定义坐标系 ENVI中自定义坐标系 ENVI中的坐标定义文件存放在HOME ITTIDLxxproductsenvixx map_proj 文件夹下，三个 文件记录了坐标信息：ellipse.txtdatum.txtmap_proj.txt椭球体参数文件 基准面参数文件 坐标系参数文件 在ENVI中自定义坐标系分三步：定义椭球体、基准面和定 义坐标参数2.3 自定义坐标系定义椭球体 语法为,。这里将 “Krasovsky，6378245.0，6356863.0”和“IAG-75，6378140.0，6356755.3”加入ellipse.txt末端。注：ellipse.txt文件中已经有了克拉索夫斯基椭球，由于 翻译原因，这里的英文名称是Krassovsky，为了让其他软 件平台识别，这里新建一个Krasovsky椭球体。2.3 自定义坐标系添加基准面与定义坐标系 语法为,。这里 将“Beijing-54,Krasovsky,-12,-113,-41”和 “Xian-80,IAG-75,0,0,0”加入datum.txt 末端。注：有的时候为了与其他软件平台兼容，基准面的名称直 接写成所用的椭球体名称。在ENVI任何用到投影坐标的功能模块中都可以新建坐标系 (在任何地图投影选择对话框中，点击“New”按钮。)，或 者直接选择主菜单-Map-Customize Map Projection2.3 自定义坐标系坐标系定义练习 利用自定义坐标系将一幅北京54坐标系转化为西安80坐标 系。试验的栅格数据情况为：一幅北京坐标系的栅格数据，投影参数如下：投影类型：Transverse Mercator 椭球：Krasovsky 基准面：Krasovsky（自定义）中央经线：117东向偏移：500000m2.4 ENVI中的几何校正传感器参数校正 传感器(带有地理定位文件)SPOT1-4SeaWiFSASTERAVHRRENVISATMODISRADARSAT 自定义地理定位文件GLTIGM2.4 ENVI中的几何校正传感器参数校正练习 数据源Modis传感器的2级数据（“1-Modis”文件夹内)EOS-HDF格式储存 处理过程利用自带地理定位文件进行几何校正 输出几何校正结果2.4 ENVI中的几何校正几何精校正流程显显示示图图像文件像文件采集地面控制点采集地面控制点计计算算误误差差选择选择几何模型几何模型检验检验校正校正结结果果开始开始结结束束重采重采样输样输出出误误差差 太太 大大2.5 ENVI中的几何校正几何精校正练习 数据源已经做过几何校正的SPOT4全色10米分辨率影像（“2-几何精校正”文件夹）待校正的Landsat5 TM 30米分辨率影像（“2-几何精校正”文件夹）处理过程用SPOT4影像作为基准影像，选择控制点来校正TM影像。输出校正结果2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪融合 ENVI中的融合方法HSV变换、主成分分析、Brovey变换，CN SpectralSharpening，高保真的Gram-Schmidt，Pansharping，小波融合（补丁）自定义 有地理坐标和无地理坐标都可以融合 操作方式主模块流程化操作ENVI ZOOM中 数据源已经做过几何校正的SPOT4全色10米分辨率影像（“3-影像融合”文件夹）待校正的Landsat5 TM 30米分辨率影像（“3-影像融合”文件夹）处理过程用主成分分析、HSV颜色变换等方法融合两个影像 输出融合结果2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪镶嵌 基于像素镶嵌和基于地理坐标镶嵌 自动颜色平衡，边缘直方图匹配 接边线、接边羽化 虚拟镶嵌 运算速度快 占用非常少的虚拟内存空间2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪镶嵌练习 数据源两幅已经校正好的SPOT4 10米全色影像（“4-影像镶嵌”文件夹中）处理过程用注记工具勾画两影像接边线，用羽化和颜色校正等使两幅影像镶嵌在一起。输出镶嵌结果2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪裁剪 空间裁减基于感兴趣区（ROI）的裁减基于矢量/栅格数据文件的裁剪自定义裁剪 波谱裁剪2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪裁剪练习 数据源一幅TM影像、影像区域的Shapefile矢量文件（“5-影像裁剪”文件夹中）处理过程用ROI工具在TM影像上绘制不规则的多边形感兴趣区域，后利用这 个感兴趣区域裁剪TM影像利用Shapefile矢量文件裁剪TM影像 输出裁剪结果3.影像信息基本提取方法影像信息基本提取方法3.1 影像信息提取技术概述3.2 影像增强处理3.3 监督分类3.4 非监督分类3.1 影像信息提取技术概述 遥感影像通过亮度值或像元值的高低差异（反映地物的光 谱信息）及空间变化（反映地物的空间信息）来表示不同 地物的差异，这是区分不同影像地物的物理基础。遥感影像分类就是利用计算机通过对遥感影像中各类地物 的光谱信息和空间信息进行分析，选择特征，将图像中每 个像元按照某种规则或算法划分为不同的类别，然后获得 遥感影像中与实际地物的对应信息，从而实现遥感影像的 分类。3.1 影像信息提取技术概述遥感分类技术的发展 可分为四个阶段人工解人工解译译基基于于光光谱谱 计计算算机机自自 动动分分类类基基于于专专家家 知知识识的的决决 策策树树分分类类面面向向对对象象 特特征征自自动动 提取提取四种方法并存四种方法并存3.2图像增强处理 图像变换主成分（PCA）独立主成分最小噪声分离(MNF)颜色空间变换（HSV,HLS）穗帽变换波段运算 图像拉伸去相关、饱和度、彩色直方图（匹配、拉伸）滤波卷积形态学、纹理、自适应、自定义频率域局部增局部增强强智能数字化工具 智能数字化工具提高数字化的效率增强ENVI矢量的功能计算提取的线状地物的长度过头去除以及两线相交ENVI中基于光谱分类方法非监督分类ISODATAK-Means监督分类基于传统统计分析分类器 平行六面体 最小距离 马氏距离 最大似然基于人工智能分类器 神经网络基于模式识别分类器 支持向量机 模糊分类类别类别定定义义/特征判特征判别别影像分影像分类类分分类类器器选择选择样样本本选择选择分分类类后后处处理理结结果果验证验证平行六面体 最小距离 马氏距离 最大似然 波谱角 二进制编码 光谱信息散度 神经网络 支持向量机分类 模糊分类3.3 监督分类3.2 监督分类练习数据源以Landsat TM为数据源（“6-监督与非监督分类”文件夹内）。处理过程选择样本,后选择一种分类器进行分类。分类后处理 类后处理Majority/Minority 分析ClumpSieve 精度分析 生成随机样本 混淆矩阵结果分类结果3.4 非监督分类 非监督分类：也称为聚类分析或点群分类。在多光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱集群的过程。分类器选择ISODATAK-means其他影像分类类别定义/类别合并码分类后处理 结果验证影像分析3.4 非监督分类练习数据源以Landsat TM为数据源（“6-监督与非监督分类”文件夹内）处理过程分类器选择ISODATA或者K-mean对TM进行分类。分类后处理 类别定义 类后处理Majority/Minority 分析、Clump、Sieve 重新组合类别 精度分析 生成随机样本 混淆矩阵结果分类结果4.制制图图与三与三维维可可视视化化4.1 ENVI的快速制图4.2 三维可视化4.1 ENVI的快速制图QuickMap随意选择边界颜色设置所有格网线属性颜色、样式、字体等整饰和必要的标注作为图像显示自动标注地图综合三维场景构建与3D 曲面飞行 快速利用影像及DEM构建三维场景 叠其他数据，如矢量 用户自定义背景 可对DEM和影像进行重采样，提高浏览速度 放大时逐步增强细节 设置飞行路线，可将飞行录制成视频ENVI高级预处理主要内容 1、GLT几何校正 2、单景高分辨率影像的正射校正 3、影像自动配准1、GLT几何校正 GLT几何校正法利用输入的几何文件生成一个地理位置查找 表文件（geographic lookup table，GLT），从该文件中 可以了解到某个初始像元在最终输出结果中实际的地理位 置。地理位置查找表文件是一个二维图像文件，文件中所包含 两个波段：地理校正影像的行和列，文件对应的灰度值表 示原始影像每个像素对应的地理位置坐标信息，用有符号 整型储存，它的符号说明输出像元是对应于真实的输入像 元，还是由邻近像元生成的填实像元（infill pixel）。符号为正时说明使用了真实的像元位置值；符号为负时说 明使用了邻近像元的位置值，值为0说明周围7个象元内没 有邻近像元位置值。GLT校正风云三号气象卫星安装补丁 先安装ENVI的HDF5读取补丁，将文件解压放 在ITTIDL70productsenvi45save_add下，打 开ITTIDL70productsenvi45menuenvi.men文件，在0 File1 Open Image File open envi fileenvi_menu_event下添加以下菜单1 Open HDF5 File not used open_hdf5_event启动ENVI,在菜单File下新增一个菜单Open HDF5 File。GLT校正风云三号气象卫星打开文件 选择：主菜单-File-Open HDF5 File，选择文件打开。文件中包含很多的信息，选择图像数据EV_RefSB，在右边 可以预览。点击Import to ENVI,加载到ENVI中的波段列表 中。同样的方法将定位文件打开（Latitude和Longitude），GLT校正风云三号气象卫星生成生成GLT文件文件 选择:主菜单-Map-Georeference from Input Geometry-Build GLT 在弹出的对话框中框，X波段选择经度longitude信息文件，Y波段选择纬度latitude信息文件。在接下来弹出的对话框 中填写输出GLT文件的投影信息。值得注意的是，由于X波段左边边缘为0值，因此有必要对 边缘进行掩膜处理，这里选择空间子集去掉开始3个像素。填写GLT输出参数，像元大小选择默认，旋转角度（Rotation）为0（正上方为北），选择保存路径和文件名 输出。GLT校正风云三号气象卫星利用利用GLT文件几何校正影像文件几何校正影像 选择:主菜单-Map-Georeference from Input Geometry-Georeference from GLT。在弹出对话框中选择GLT文件和待校正文件，选择输出路径和文件名。GLT校正风云三号气象卫星验证结验证结果果 利用ENVI下的Google Earth Bridge功能，将校正结果在 Google Earth下叠加显示，可以看到校正结果和Google Earth完全重合。2、单单景高分辨率影像的正射校正景高分辨率影像的正射校正2.1 影像正射校正2.2ENVI下的正射校正为什么要进行正射纠正?在卫星影像和航空影像中会有一些几何误差 误差主要由以下原因引起:比例尺变化传感器的姿态/方位传感器的系统误差 正射纠正可以消除这些误差比例尺变化 在所有的摄影影像中都会发生影像的各处比例尺是不相同的房子的宽度=8m2 cm比例尺为 1:4006 cm比例尺为 1:133比例尺变化 在影像的铅直方向也有同样的影响房子的宽度是恒定的(8m),而在影像上的体现却各有不同,这说明各处的比例尺是变化的传感器姿态/方位要进行三角测量，就要给定软件 计算或估计出的空间传感器的位 置和方位123推帚扫描透视中心传感器的系统误差 数据是沿扫描线获取的，每条扫描线都有自己的透视中心 每条扫描线的传感器位置和方向都不同 用多项式函数可以对每个透视中心和旋转角度进行修正 多项式的次数越大要进行三角测量所需的地面控制点（GCP）数目就越多 多项式的纠正只能针对分辨率比较低的卫星影像，而对于 高分辨率的卫星影像我们需要严格的物理模型（如，dim原 数据）或者是有理函数多项式进行模拟卫星参数（如RPC参 数）。三种之间建立关联 影像空间 和 目标空间 的数学关联主要靠控制点的测量X,Y,Zx,y通过数学函数可以在这些值间建立关联GCP#1GCP#2GCP#3目标X2,Y2,Z2X3,Y3,Z3左右X1,Y1,Z1 x1,y1 x1,y1x2,y2 x2,y2x3,y3 x3,y3#1X,Y,Z#2X,Y,Z#3ENVI正射校正传感器模型文件ALOS/PRISMRPCRPC文件ASTERRPCRPC文件CARTOSAT-1(P5)RPCRPC文件FORMOSAT-2Pushbroom Sensor星历参数文件(METADATA.DIM)IKONOSRPCRPC文件（_rpc.txt）OrbView-3RPCRPC文件(_metadata.pvl)QuickBirdRPCRPC文件(.rpb)WorldView-1RPCRPC文件(.rpb)GeoEye-1RPCKOMPSAT-2RPCSPOT5Level1Aand1BPushbroom Sensor星历参数文件(METADATA.DIM)自定义RPC文件正射校正 ENVI还具有根据星历表参数建立RPC文件来正射校正数据的功能（Map-Build RPCs）。也可以根 据地面控制点（GCP）或者外方位 元素（XS,YS,ZS,Omega,Phi,and Kappa）建立RPC文件，校正一 般的推扫式卫星传感器、框幅式航 空相片和数码航空相片。打开文件 在主界面中，选择File-Open External File，选择对应 的传感器类型和文件格式。选择校正模型 选择Map-Orthorectification，选择对应的传感器模型。选择控制点 有三种方式供选择，默认的为键盘输入参考点，第二种方 式是从影像上选择控制点，第三种方法是从矢量数据中获 得控制点。输出校正结果 在Ground Control Points Selection工具面板中，选择 Options-Orthorectify File 输出校正结果。3、影像配准、影像配准我们经常会遇到这种情况解决方法 选择重叠区同名点（链接点-Tie），利用数据模型进行校 正。ENVI提供影像自动配准功能（Automatic Registration），对于已经做过几何校正的两个影像，可以不用手工选择同名点；对于没有地理参考的影像，推荐手工选择至少三个 同名点。Tie点选择策略 基于灰度Tie点选择策略 基于特征检查Tie 目视和根据RMS验证结果 链接显示，查看特征点。ENVI高级影像信息提取主要内容 1、基于专家知识的决策树分类 2、面向对象的影像特征提取 3、基于立体像对的DEM提取 4、多时相影像动态检测技术1、基于、基于专专家知家知识识的决策的决策树树分分类类专家分类与决策支持系统 根据光谱特征、空间关系和其他上下文关系归类像元+DEM+专专家分家分类类提供了土地利用而不提供了土地利用而不仅仅仅仅是土地覆盖是土地覆盖RMoadap？Z Cooning verageLandcoverClassification陡坡上的植被陡坡上的植被缓缓坡上的植被坡上的植被高高ft植被植被公园用地公园用地决策树分类步骤 专家知识决策树分类的步骤大体上可分为四步：知识（规 则）定义、规则输入、决策树运行和分类后处理。规则定义 规则获取：经验总结和样本总结（C4.5）规则描述类1：NDVI大于0.3，坡度大于或者等于20度类2：NDVI大于0.3，坡度小于20