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1、实验二 图像融合与镶嵌实验二 图像融合与镶嵌一、实验目的与要求1 掌握ENVI图像融合方法，本实验提供两个实例：英国伦敦TM图像和SPOT图像融合、法国布雷斯特SPOT多光谱和全色图像融合。2 掌握ENVI图像镶嵌原理和方法：羽化、基于像素的镶嵌、基于地图的镶嵌、颜色平衡。二、实验材料与数据(一) 图像融合文件描述TM/SPOT 融合数据 lon_spot 伦敦 SPOT图像lon_spot.ers 伦敦 SPOT图像头文件lon_tm 伦敦 Landsat TM图像lon_tm.ers 伦敦 Landsat TM图像头文件SPOT 融合数据 s_0417_1.bil (.hdr) 布雷斯特
2、SPOT 全色图像 s_0417_2.bil (.hdr) 布雷斯特 SPOT 多光谱图像 copyright.txt 图像版权说明 （二）图像镶嵌文件描述Pixel-based 镶嵌 dv06_2.img (.hdr) AVIRIS-02 dv06_3.img (.hdr) AVIRIS-03 dv06a.mos 镶嵌模板1dv06b.mos 镶嵌模板2dv06_fea.img (.hdr) 羽化镶嵌Georeferenced 镶嵌 lch_01w.img (.hdr) 经过校正和直方图匹配的图像lch_01w.ann 用于切割线羽化的标注文件 lch_02w.img (.hdr) 经过校正
3、和直方图匹配的图像 lch_a.mos 镶嵌模板lch_mos1.img (.hdr) Georeferenced 镶嵌图像颜色平衡 mosaic1_equal.dat (.hdr) 各个波段各自进行直方图均衡化处理的ETM图像mosaic_2.dat (.hdr) ETM图像，没有经过任何拉伸三、实验方法与步骤（一）图像融合图像融合是将多幅图像合成单一图像的方法，通常用以提高多光谱数据的空间分辨率并保留多光谱图像的色彩信息，融合后的图像更容易目视判读。高空间分辨率图像可以是全色图像，也可以是单波段合成孔径雷达图像。进行融合的图像要么是具有相同的地理坐标系统，要么是覆盖相同的地理区域且图像大小
4、相同、像素大小相同且具有相同的方向。如果图像不具有相同的地理坐标系统，低空间分辨率的图像必须采样到与高空间分辨率图像的像素大小相同。英国伦敦图像融合示例1 读取和显示ER Mapper图像所用的图像是具有ER Mapper格式头文件的TM图像和SPOT图像。 ENVI可以自动读取具有ER Mapper头文件的图像。l 从ENVI主菜单栏选择 File Open External FileIP SoftwareER Mapper，出现文件选择对话框。l 按下Shift键选择lon_tm.ers和lon_spot.ers，单击Open。l 在Available Bands List中，选择RGB
5、Color单选按钮，然后单击Load RGB显示TM真彩色图像（lon_tm）。l 在Available Bands List中，单击Display 1并选择New display。l 选择Gray Scale单选按钮。在lon_spot下，选择Pseudo Layer波段并单击Load Band显示SPOT灰度图像（lon_spot）。2 调整图像到相同的像素大小在Available Bands List 对话框中可以看到，SPOT图像的大小为2820 x 1569，空间分辨率为10 m，TM图像的大小是1007 x 560，空间分辨率为28 m。因此需要将TM图像调整拉伸2.8倍创建10
6、m空间分辨率图像来匹配SPOT图像。l 从ENVI主菜单栏，选择Basic ToolsResize Data（Spatial/Spectral），出现Resize Data Input File对话框。l 选择lon_tm并单击OK，出现Resize Data Parameters对话框。l 在xfac栏中，输入2.8。在yfac栏中，输入2.8009。yfac使用值2.8009而不是2.8是为了使图像完全匹配。l 在Enter Output Filename栏中输入resize_lon_tm，单击OK。l 在Available Bands List中，单击Display 2然后选择Displ
7、ay 1。l 单击RGB Color按钮，加载resize_lon_tm RGB合成图像到Display 1。l 在图像窗口选择ToolsLinkLink Displays，出现Link Displays对话框。单击OK连接调整大小后的图像 (Display #1)到SPOT全色图像(Display #2)，并比较两幅图像。l 选择ToolsLinkUnlink Displays取消连接。3 手动HSV变换图像融合手动图像融合可以帮助您更好地理解图像融合的过程。首先，将TM图像从RGB色彩空间转换到HSV（Hue-Saturation-Value）色彩空间。将SPOT图像拉伸到0到1之间，并替
8、换TM变换后的Value波段，通过HSV逆变换回到RGB色彩空间。u HSV色彩模型正向变换l 从ENVI主菜单栏，选择TransformColor TransformsRGB to HSV，出现RGB to HSV对话框。l 选择Display 1（即resize_lon_tm），单击OK。出现RGB to HSV Parameters对话框。l 在Enter Output Filename栏中输入out_hsv，单击OK执行转换。l 在Available Bands List中out_hsv下，显示hue、saturation、value波段，可以分别以灰度图像显示，也可以彩色合成显示。u
9、 创建一个拉伸SPOT图象替换TM Value波段值l 从ENVI主菜单栏，选择Basic ToolsStretch Data，出现Data Stretch Input File对话框。l 选择lon_spot并单击OK，出现Data Stretching对话框。l 在Data Stretching对话框Output Data section的Min field栏输入0，在Max field栏输入1.0。l 在Enter Output Filename栏输入stretch_lon_spot，单击OK，将SPOT图像拉伸到01.0之间。u HSV逆变换l 从ENVI主菜单栏，选择Transfor
10、mColor TransformsHSV to RGB，出现HSV to RGB Input Bands对话框。l 在out_hsv下选择Hue和Sat波段作为H和S波段，在stretch_lon_spot下选择Stretch波段作为V波段，单击OK，出现HSV to RGB Parameters对话框。l 在Enter Output Filename栏输入fused_london，并单击OK进行逆变换。u 显示结果l 在Available Bands List中，加载fused_london RGB合成图像到Display 1。l 在Available Bands List中，单击Displ
11、ay 1并选择New Display。l 加载resize_lon_tm RGB合成图像到Display 3。Display #1: 融合后的TM/SPOT图像 (fused_london)Display #2: SPOT全色图像(lon_spot)Display #3: 调整大小后的TM图像(resize_lon_tm)l 在图像窗口选择ToolsLinkLink Displays，出现Link Displays对话框。l 单击OK，连接三组图像。在图像窗口中单击使用动态重叠进行图像比较。4 自动HSV数据融合l 从ENVI主菜单栏，选择Transform Image Sharpening
12、HSV，出现Select Input RGB对话框。l 选择Display 3（resize_lon_tm），单击OK，出现High Resolution Input File对话框。l 在lon_spot下选择Pseudo Layer波段，单击OK，出现HSV Sharpening Parameters对话框。l 在Enter Output Filename栏输入lontmsp.img，单击OK。l 在Available Bands Lis中，单击Display 3，然后选择New Display。l 加载lontmsp.img RGB合成图像到Display 4。l 在图像窗口选择Tool
13、sLinkLink Displays，出现Link Displays对话框。单击OK，连接四幅图像。以下是原始TM图像（左）与融合后TM/SPOT图像（右）在大致相同地区之间的比较l 从ENVI主菜单栏尝试用同样的操作方法进行其他方法的图像融合。如Transform Image Sharpening Color Normalized (Brovey)。法国布雷斯特图像融合示例1 打开并显示图像l 从 ENVI主菜单栏选择File Open Image File，选择s_0417_2.bil，单击Open。这是一个SPOT-XS多光谱图像文件。l 在Available Bands List中，单
14、击RGB Color按钮，单击加载s_0417_2.bil假彩色红外合成图像。l 从ENVI主菜单栏选择File Open Image File，选择s_0417_1.bil，单击Open。这是一个SPOT全色图像文件。l 在Available Bands Lis中，单击Gray Scale按钮，选择s_0417_1.bil下的Band 1，单击Load Band以显示SPOT全色图像。2 调整图像到相同的像素大小l 在Available Bands List中的图像维数栏中显示全色图像大小为2835 x 2227，空间分辨率为10 m，SPOT-XS多光谱图像大小为1418 x 1114，空
15、间分辨率为20 m，因此需要将SPOT XS多光谱图像拉伸2.0倍来创建10米空间分辨率的图像来匹配SPOT全色图像。l 从ENVI主菜单栏，选择Basic ToolsResize Data（Spatial/Spectral），出现Resize Data Input File对话框。l 选择s_0417_2.bil（SPOT - XS图像）并单击OK，出现Resize Data Parameters对话框。l 在xfac栏和yfac栏中，输入1.999。使用值1.999而不是2.0是为了使图像完全匹配。l 在Enter Output Filename栏中输入resize_spotxs，单击OK。l 在Available Bands List中，单击Display 1然后选择New Display。l 单击RGB Color按钮，加载resize_spotxs RGB合成图像到Display 2。l 在图像窗口选择ToolsLinkLink Displays，出现Link Displays对话框。单击OK连接调整大小后的图像 (Display #2)到SPOT全色图像(Dis
