《【2017年整理】遥感图像处理系统ENVI功能简介》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】遥感图像处理系统ENVI功能简介（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1遥感图像处理系统 ENVIENVI(The Enviroment for Visualizing Images)是美国著名的遥感科学家用交互式数据语言IDL(Interactive Data Language)开发的一套功能强大的遥感图像处理软件，能够有效地从遥感影像中提取各种目标信息，可用于地物监测和目标识别；IDL 也使得 ENVI 具有其它同类软件无可比拟的可扩展性，全模块化的设计使得软件易于使用，操作方便灵活，界面友好，广泛地应用于地质、环境、林业、农业、军事、自然资源勘探、海洋资源管理等多个领域，并在 2000、2001、2002 年连续三年获得美国权威机构 NIMA 遥感软件测评
2、第一。1、ENVI 功能体系ENVI 包含齐全的遥感影像处理功能，包括数据输入输出、常规处理、几何校正、大气校正及定标、全色数据分析、多光谱分析、高光谱分析、雷达分析、地形地貌分析、矢量分析、神经网络分析、区域分析、GPS 联接、正射影像图生成、三维景观生成、制图等；这些功能连同丰富的可供二次开发调用的函数库，组成了非常全面的图像处理系统。1.1 数据输入/输出1972 年美国发射了第一颗地球资源技术卫星 ERTS-1。从那时起，一些国家和国际组织相继发射各种资源卫星、气象卫星、海洋卫星以及监测环境灾害的卫星，包括我国发射的风云系列卫星和中巴地球资源一号卫星(CBERS-1) ，构成了对地观测
3、网，多平台、多层面、多种传感器、多时相、多光谱、多角度和多种空间分辨率的遥感影像数据，以惊人的数量快速涌来。把同一地区各类影像的有用信息聚合在一起，将有利于增强多种数据分析和环境动态监测能力，改善遥感信息提取的及时性和可靠性，有效地提高数据的使用率,为大规模的遥感应用研究提供一个良好的基础，使花费大量经费获得的遥感数据得到充分利用。(1) ENVI 能够输入的数据ENVI 能处理多种卫星获取的不同传感器、不同波段和不同空间分辨率的数据，包括美国Landsat 系列卫星、小卫星 IKONOS 和环境遥感卫星 TERRA，法国 SPOT 卫星，我国的风云系列卫星和 CBERS-1 获取的数据，EN
4、VI 还准备处理未来更多传感器收集到的数据。ENVI 还能处理光学传感器和雷达传感器数据，即：海洋卫星数据 SeaWIFS(Level 1B HDF)；军事卫星数据 Military(ADRG,CADRG,CIB,NITF)；热红外数据 Thermal(TIMS,MASTER)；雷达数据 IRS(Fast)、CEOS(ERS-1,ERS-2,JERS-1)、Radar(RADARSAT, ERS,JERS,JPL TOPSAR & POLSAR, SIR-C，AIRSAR(JPL)SIR-C/X-SAR；高程数据 DTED,USGS DEM,USGS SDTS DEM，DRG,DOQ,DEM,
5、SDTS DEM；高光谱数据 AVIRIS，CASI、ATSR、CADRG、CIB 等。ENVI 也可以处理通用格式的图像数据，如格式为TIFF、GEOTIFF、JPEG、BMP、SRF、XWD、MrSid(影像压缩格式)的数据；处理地理信息系统的数据，包括 ARC/Info 的.e00、ArcView Shape 的.shp、ADRG、AutoCAD 的.DXF、MapInfo 的.mif、Microstation 的.DGN 等多种格式的数据。2ENVI 与其它常用遥感图像处理软件是兼容的，能处理它们产生的影像数据，例如 PCI 的.pix格式的数据、ERDAS IMAGINE 8.X 的
6、数据、ER Mapper、ARC/Info Images 的.bil 格式的数据。ENVI 能自动导入/导出遥感影像的投影信息，大大地简化了用户在不同软件系统之间转换数据的繁琐过程。除了以上各种固定的数据格式外，ENVI 还支持广泛的科学数据格式，读取 ASCII 数据、二进制数据、底层开发平台 IDL 的变量，甚至用户自定义格式的数据，ENVI 同时提供对遥感数据特有的头文件信息进行编辑的功能。(2) ENVI 输出的数据格式ENVI 可以用下列格式输出处理结果：ENVI 的影像格式(.img)；通用影像格式(.TIFF)；如有地理坐标信息，则可另输出成 GeoTIFF 文件或.tfw TI
7、FF 文件 GIF 、JPEG 、ASCII 等；其它遥感影像格式，如 ERDAS、ERMAPPER、PCI、ARC/INFO Images 使用的数据格式；PostScript 格式；通用影像传输格式，NITF(National Imagery Transmission Format)02.00 (MIL-STD-2500A)或 02.10(MIL-STD-2500B)。1.2 图像预处理和交互式分析ENVI 可对图像进行多种形式的处理，例如图像裁切(包括空间及波谱重采样)、图像旋转及镜象处理、图像格式转换及数据查询、磁带数据的读取及查询、坏行替换、去条带等。ENVI 可以对TM、ETM、N
8、OAA-AVHRR、MODIS 等特定数据进行定标处理，例如显示 AVHRR 的头信息，对 AVHRR 进行大气精校正、地形建模、海平面温度计算等；对 Landsat 7 数据的 HDF 和 FAST 格式进行定标时，能自动从头文件中获取成像时间、太阳高度角等信息，可以进行内部平均相对反射率定标、平面场定标、地面定标、传感器通道电平及增益校正、原始 TIMS 数据的辐射率校正，可以计算热红外 IR数据(MWIR 和 LWIR)，修整 DEM 文件坏值，可以使用用户提供的值、值的范围或掩膜修正坏值。在 ENVI 下用户能十分方便地进行交互分析。ENVI 能快速打开图像，用多个窗口以不同比例尺显示
9、图像，浏览多种窗口图像更为方便。ENVI 在波段列表窗口中增加了鼠标右键控制，触发右键菜单可以更加便捷地控制波段组合、显示或删除；在 Zoom 窗口中增加了右键触发菜单，用户可以更加方便地完成 Zoom 窗口的设置(重采样方法、放大/缩小、触发滚动条等)。ENVI 有很强的图像链接功能，凡是具有地理编码的图像均可以互相链接，不必考虑它们各自的投影方式、象素尺度及旋转角度的差异。在图像尺寸、像素尺度和投影类型各不相同的众多图像中，ENVI 可以快速查出具有重叠范围的图像，并将它们放入一个图层集内加以管理。ENVI 可以对任意光谱、任意兴趣区进行统计分析。ENVI 的感兴趣区(ROI)工具为用户分
10、析特定区域的影像和处理分类结果提供了方便灵活的功能控制。利用 ROI 工具，用户可用多边形、矢量、象素点、GPS 等多种要素交互定义感兴趣区，可把多个感兴趣区合并成一个感兴趣区，可以计算多个感兴趣区的交集，并用计算结果定义新的感兴趣区或进行掩膜。可以将整个感兴趣区转换成点，可通过地理坐标将一幅图像里的感兴趣区转换到另一幅图像，可通过输入带有象元位置或地理坐标的 ASCII 文件来定义感兴趣区，可使图像中的感兴3趣区和用地理坐标定义的感兴趣区协调一致，可用二维散点图曲线或三维散度分析器来定义感兴趣区，把 ASCII 文件转变成多边形感兴趣区, 可用 ASCII 文件输出感兴趣区。ENVI 的基本
11、工具使用户在影像处理过程中能方便地选择各种途径，例如，打开文件对话框后用户可以许多输入文件，可以选择无损压缩方式存储文件以节省空间，可以拖动窗口的滚动条来快速查看图像。对图像所作的任何拉伸都重新显示图像，通过鼠标和窗口链接用户可以方便地比较图像，读取坐标，读取及定位亚象元坐标,生成二维散度和三维透视图，分析极化数据, 修改像元灰度；用户可以对图像数据进行各坐标轴向统计并形成档案(剖面处理、波谱提取)、图像自动拉伸及交互拉伸。ENVI 的重叠工具能叠合多元数据，包括注记、图像等值分析、矢量叠加、网格生成，ENVI 的动画工具可编辑二维及三维动画。ENVI 的测量工具可以测量图像的距离、面积等，其
12、统计工具可对任意统计区域、任意光谱、任意兴趣区进行统计分析。ENVI 的交互分类工具可把分类结果叠合到灰度图像或彩色图像上，可打开或关闭个别类，可编辑和合并类名及色彩，可以交互编辑分类图像，添加或移去一组象元，或将一组象元从一类移到另一类。象素点采集工具可方便地将采集的象素点用于影像校正，或输出为 ASCII 及 ENVI 的矢量文件。1.3 影像几何校正、镶嵌及融合分析处理后常常把获得的遥感信息编制成图件，因而涉及地图投影问题。ENVI 拥有一个投影集，包括 38 种投影类型，例如亚尔勃斯等积(Albers Equal Area)投影、等积方位(Azimuthial Equal Area)投
13、影、兰勃特等角圆锥(Lambert Conformal Conic)投影、斜轴墨卡托(Oblique Mercator(A & B)投影、立体测图(Stereographic)、横轴墨卡特(Transverse Mercator)投影、任意(Arbitrary(x,y)投影、地理经纬度(Geographic(lat/long)投影、高斯-克吕格(Gauss Kruger)投影、北美大陆基准平面(State Plane NAD 27 & NAD 83)投影、统一横轴墨卡特(UTM)投影等。用户可以任意定制投影方式，并将自定义的投影方式增加到 ENVI 的投影集中。ENVI 支持图像到图像、图像到
14、地图(或矢量图)的几何校正，在几何校正过程中用户可交互选择地面控制点(GCP)，用户输入 GCP 的坐标后 ENVI 能预测 GCP 的位置。ENVI 可对航空数据、SPOT(1A 或 1B)数据进行正射校正，可以用 AVHRR、SeaWIFS、MODIS 传感器自带的经纬度信息对影像进行纠正。ENVI 可设置新的缓存系统，提高大数据量的航空数据正射校正的速度，也提高了进行标准校正的速度；对大图像进行多项式校正，当用三角网转动时，校正对话框将有一个“零边界”选项，沿图像产生一个一象元的边界背景，避免模糊效应。在影像镶嵌方面，ENVI 能进行基于像元的镶嵌和基于地理位置的镶嵌。ENVI 自动地按
15、照影像的地理位置信息将影像镶嵌在一起，允许用户设置是否羽化、羽化边缘拟羽化的象素个数，设置镶嵌线，按照用户自定义的镶嵌线进行镶嵌等。ENVI 还提供多种影像增强和直方图匹配工具，可以最大限度地消除镶嵌影像间的色调差异，实现无缝镶嵌。图像 27.1 是新疆北部 8 景 CBERS-1 影像的镶嵌结果，图像 27.2 是 CBERS-1 数据与空间分辨率为 6.6m 的 Kmopsat-1 卫星数据的融合结果。1.4 影像空间分析和滤波4ENVI 的影像空间分析功能包括波段比值、主成份分析及 MNF 分析、RGB 到 HSV、HLS 和Munsell HSV 彩色空间变换及其反变换、IHS 增强及
16、饱和度拉伸、去相关拉伸、NDVI 植被指数及缨帽变换。图像滤波功能包括：(1) 卷积滤波(图像平滑和边缘提取)。包括高通、低通、Laplacin、方向、高斯、中值、Sobel、Roberts 及用户自定义滤波核等；(2) 形态学滤波。包括形态扩张、骨骼化、开区处理和闭区处理等；(3) 纹理分析(雷达数据的灰阶分类)。包括一阶及二阶灰度统计纹理分析；(4) 适应滤波(雷达数据的噪声去除)。包括 Lee, Frost, Gamma, Kuan, Local Sigma 及 Bit Errors；(5) 交互式傅立叶变换。包括傅立叶变换和反傅立叶变换, 交互式频率域掩模生成工具。1.5 图像分类及高光谱分析ENVI 拥有最先进的高光谱和多光谱分析工具，用户可以识别出图像中纯度最高的象元，通过与已知波谱库的比较确定未知波谱的组分。用户不但可以使用 ENVI 自带的波谱库，也可以自定义波谱库，甚至可以组合使用线性波谱分离和匹配滤波技术进行亚象元分解，以消除匹配误差，获得更精确的结果。ENVI 提供的影像分类算法包括非监督分类和监督分类。非监督分类有 K-me
