《《ENVI基本影像处理》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《ENVI基本影像处理》PPT课件.ppt（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、ENVI基本影像处理流程操作ESRIESRI中国（北京）有限公司中国（北京）有限公司 遥感事业部遥感事业部 邓书斌邓书斌主要内容v1.1.快速认识快速认识ENVIENVIv2.2.影像一般预处理影像一般预处理v3.3.影像信息基本提取方法影像信息基本提取方法v4.4.制图与三维可视化制图与三维可视化数据的输入输出数据的输入输出图像显示与分析图像显示与分析图像预处理（几何纠正、融合、镶嵌等）图像预处理（几何纠正、融合、镶嵌等）影像信息提取（人工解译、自动分类、特征提取、动态检测等）影像信息提取（人工解译、自动分类、特征提取、动态检测等）专题制图专题制图/三维可视化分析（集成三维可视化分析（集成G
2、IS现有数据现有数据)成果报告（成果报告（GIS分析分析/共享）共享）遥感图像处理的一般流程1.1.快速认识快速认识ENVIENVI1.1 ENVI1.1 ENVI简介简介1.2 1.2 安装目录结构安装目录结构1.3 1.3 栅格文件系统和储存栅格文件系统和储存1.4 1.4 数据输入数据输入1.5 1.5 数据显示数据显示1.6 1.6 常见系统设置常见系统设置1.1ENVI简介ENVI/IDL体系结构ENVI EX空间特征提空间特征提空间特征提空间特征提取模块取模块取模块取模块DEM Extraction立体像对高立体像对高立体像对高立体像对高程提取模块程提取模块程提取模块程提取模块At
3、mospheric Correction大气校正模大气校正模大气校正模大气校正模块块块块ENVI扩展模块主模块开发语言IDL Advanced数学与统计扩展数学与统计扩展数学与统计扩展数学与统计扩展工具包工具包工具包工具包IDL DataMiner数据库连接工具包数据库连接工具包数据库连接工具包数据库连接工具包Orthorectification正射校正模正射校正模正射校正模正射校正模块块块块SARscape雷达高级处雷达高级处雷达高级处雷达高级处理模块理模块理模块理模块NITFNITFNITF数据支数据支数据支数据支持模块持模块持模块持模块IDL1.1ENVI简介ENVI从图像中获得您所需的
4、信息 Image - InformationPanchromatic 全色Multispectral 多光谱Hyperspectral 高光谱Radar 雷达Lidar 激光雷达Thermal 热量数据 Terrain 地形数据GPS 位置数据Vector 矢量数据三维可视分析三维可视分析制图输出制图输出GIS分析分析Geodatabase1.1ENVI简介大气校正扩展模块(Atmospheric Correction)v可以有效地去除水蒸气可以有效地去除水蒸气, , 气溶胶散射，漫反射气溶胶散射，漫反射的邻域效应。的邻域效应。v获得地物反射率和辐射率、地表温度等真实物获得地物反射率和辐射率、
5、地表温度等真实物理模型参数。理模型参数。v使影像变得使影像变得“清晰清晰”1.1ENVI简介立体像对高程提取扩展模块(DEM Extraction) v快速从快速从ALOS PRISM, ASTER, CARTOSAT-1, ALOS PRISM, ASTER, CARTOSAT-1, FORMOSAT-2, GeoEye-1, IKONOS, KOMPSAT-2, FORMOSAT-2, GeoEye-1, IKONOS, KOMPSAT-2, OrbView-3, OrbView-3, QuickBirdQuickBird, WorldView-1, SPOT , WorldView-1,
6、 SPOT 1-51-5等以及航空影像立体像对中提取等以及航空影像立体像对中提取DEMDEM。v全面支持全面支持RPCRPC模型参数，尽可能少的控制点以模型参数，尽可能少的控制点以达到有效的精度达到有效的精度v使用使用DEMDEM编辑工具对提取的编辑工具对提取的DEMDEM做局部编辑做局部编辑v交互量测特征地物的高度和收集交互量测特征地物的高度和收集3D3D信息并导出信息并导出为为3D 3D ShapefileShapefile文件格式文件格式 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：率全色和多光谱
7、数据中提取地物信息。包括：v交通工具交通工具飞机飞机, , 坦克坦克, , 汽车汽车, , 船只船只v建筑物建筑物建筑物轮廓建筑物轮廓, , 屋顶屋顶v基础设施基础设施道路道路, , 桥梁桥梁, , 机场机场, , 海港码头海港码头v自然要素自然要素河流河流, , 湖泊湖泊, ,森林森林, , 田地田地v云和雾云和雾1.1ENVI简介空间特征提取扩展模块（ENVI EX）1.1ENVI简介正射校正扩展模块（Orthorectification）v由瑞典的由瑞典的SpacemetricSpacemetric公司开发公司开发v采用的正射校正方法具有可靠和高精度的特点，采用的正射校正方法具有可靠和高
8、精度的特点，并且该方法被行业所认可。并且该方法被行业所认可。v支持大区域范围内的多幅影像、多传感器的一支持大区域范围内的多幅影像、多传感器的一次正射校正。次正射校正。v具有镶嵌结果的功能，并提供接边线和颜色平具有镶嵌结果的功能，并提供接边线和颜色平衡辅助工具。衡辅助工具。v采用流程化的向导式操作方式和工程化管理。采用流程化的向导式操作方式和工程化管理。v自定义传感器模型自定义传感器模型v提供接口函数，便于扩展功能。提供接口函数，便于扩展功能。1.1ENVI简介高级雷达处理扩展模块（高级雷达处理扩展模块（SARscapeSARscape）v提供完整的雷达处理功能，包括基本提供完整的雷达处理功能，
9、包括基本SARSAR数据的数据导入、数据的数据导入、多视、几何校正、辐射校正、去噪、特征提取等一系列基多视、几何校正、辐射校正、去噪、特征提取等一系列基本处理功能；调焦模块扩展了基础模块的调焦功能，采用本处理功能；调焦模块扩展了基础模块的调焦功能，采用经过优化的调焦算法，经过优化的调焦算法， 能够充分利用处理器的性能实现能够充分利用处理器的性能实现数据快速处理；提供基于数据快速处理；提供基于Gamma/Gaussian Gamma/Gaussian 分布式模型的分布式模型的滤波核，能够最大程度地去除斑点噪声，同时保留雷达图滤波核，能够最大程度地去除斑点噪声，同时保留雷达图像的纹理属性和空间分辨
10、率信息；可生成干涉图像、像的纹理属性和空间分辨率信息；可生成干涉图像、 相相干图像、地面断层图。主要功能包括：干图像、地面断层图。主要功能包括：SLCSLC像对交叠判断、像对交叠判断、多普勒滤波、脉冲调节、干涉图像生成、单列干涉图生成多普勒滤波、脉冲调节、干涉图像生成、单列干涉图生成等；对极化等；对极化SARSAR和极化干涉和极化干涉SARSAR数据的处理；永久散射体模数据的处理；永久散射体模块能用来确定特征地物在地面上产生的块能用来确定特征地物在地面上产生的mmmm级的位移。级的位移。1.1ENVI简介 NITF数据支持扩展模块 （NITF）v读写、显示标准读写、显示标准NITFNITF格式
11、文件格式文件vJPEG2000JPEG2000编码压缩编码压缩NITFNITF格式文件格式文件v支持支持NITF2.0NITF2.0、NITF2.1NITF2.1和和NSIF1.0NSIF1.0之间的转换之间的转换v读写从商业卫星、读写从商业卫星、NCDRDNCDRD和和 第二图像格式第二图像格式（NSIFNSIF）中获得政府标准数据）中获得政府标准数据v广泛支持广泛支持NSDENSDE的分类或未分类的的分类或未分类的TREsTREs，也包括，也包括自定义的自定义的TREsTREs1.1ENVI简介ENVI/IDL的特点1.1.先进、可靠的影像分析工具先进、可靠的影像分析工具全套影像信息全套影
12、像信息智能化提取工具智能化提取工具, ,全面提升影像的价值。全面提升影像的价值。2.2.专业的光谱分析专业的光谱分析高光谱分析一直处于世界高光谱分析一直处于世界领先地位。领先地位。3.3.随心所欲扩展新功能随心所欲扩展新功能底层的底层的IDLIDL语言可以语言可以帮助用户轻松地添加、扩展帮助用户轻松地添加、扩展ENVIENVI的功能，甚至的功能，甚至开发定制自己的专业遥感平台。开发定制自己的专业遥感平台。4.4.流程化图像处理工具流程化图像处理工具ENVIENVI将众多主流的图将众多主流的图像处理过程集成到流程化（像处理过程集成到流程化（WorkflowWorkflow）图像处）图像处理工具中
13、，进一步提高了图像处理的效率。理工具中，进一步提高了图像处理的效率。5.5.与与ArcGISArcGIS的整合的整合从从20072007年开始，与年开始，与ESRIESRI公公司的全面合作司的全面合作, ,为遥感和为遥感和GISGIS的一体化集成提供的一体化集成提供了一个典型的解决方案。了一个典型的解决方案。1.2 安装目录结构vBinBin：相应的ENVI运行目录。vDataData：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。vFilt_funcFilt_func：ENVI常规传感器的光谱库文件。例如：aster、modis、spot、t
14、m等。vHelpHelp：ENVI的帮助文档。vLibLib：IDL生成的可编译的程序，用于二次开发。vMap_projMap_proj：影像的投影信息，文本格式，客户可以进行定制。vMenuMenu：ENVI菜单文件，可以进行中、英文菜单互换。vSaveSave：应用IDL可视化语言编译好的、可执行的ENVI程序。vSave_addSave_add：客户自主开发的、可执行程序，比如各种补丁程序。vSpec_libSpec_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vENVIENVI栅格文件格式：栅格文件格式：ENVIENVI使用的是通用栅格数据格式
15、，包含一使用的是通用栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件（个简单的二进制文件（ a simple flat binary a simple flat binary ）和一个相关）和一个相关的的ASCIIASCII（文本）的头文件。（文本）的头文件。ENVIENVI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 ENVIENVI读读取时。单独的取时。单独的ENVIENVI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
16、关信息。所需信息通过交互式输入，或自动地用它相关信息。所需信息通过交互式输入，或自动地用“文件吸取文件吸取”创建，并且以后可以编辑创建，并且以后可以编辑修改。您可以在修改。您可以在ENVIENVI之外使用一个文本编辑器生成一个之外使用一个文本编辑器生成一个ENVIENVI头文件头文件通用栅格数据都会存储为二进制的字节流，通常它将以通用栅格数据都会存储为二进制的字节流，通常它将以BSQBSQ（按波段顺序）、（按波段顺序）、BIPBIP（波段按像（波段按像元交叉）或者元交叉）或者BILBIL（波段按行交叉）的方式进行存储。（波段按行交叉）的方式进行存储。v储存储存窗口菜单界面窗口菜单界面FileS
17、ave File AsFileSave 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。，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。主影像窗口主影像窗口FileSave Images AsFileSave 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。，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 AsFileSave Zoom As，将，将ZoomZoom窗口显示的影像按照需要的格式进行存储。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其他窗口下的文件存储例如：例如
18、：MapMapMosaickingMosaicking的镶嵌窗口下：的镶嵌窗口下：ApplyApply；Save TemplateSave Template等；等；ClassificationClassification等功能下：等功能下：Output Output Result toResult to等。等。1.4 数据显示v波段列表波段列表每次打开的文件都显示在每次打开的文件都显示在Available Bands ListAvailable Bands List中，列表中可以完成当中，列表中可以完成当前在前在ENVIENVI中打开的或存储在内存中的文件的信息，还可以进行包括：打中打开的或存
19、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，以及编辑开新文件、关闭文件、将内存数据项保存到磁盘，以及编辑ENVIENVI头文件头文件等操作。等操作。v三视窗显示三视窗显示当你打开一个图像文件时，会在一个当你打开一个图像文件时，会在一个ENVIENVI的三视窗图像显示中，其中包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1.51.5所示，所示，目前大部分的目前大部分的ENVIENVI图像处理操作都在这个窗口中完成。图像处理操作都在这个窗口中完成。vENVI ZO
20、OMENVI ZOOM显示显示将图层管理、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ENVIENVI图像处理操作在这个窗口中完成，如面向对象的特征提取、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 Pan sharpingsharping、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、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。体中完成。1.4 数据显示1.5 数据输入一般数据的打开AVHRRHDFSeaWiFSMrSIDBMPJPEGNLAPSER Mapper, PCI(.pix)
21、JPEG2000PDSERDAS7.x(.lan)Landsat7Fast(.fst)RADARSATERDASIMAGINE8.x(.img)Landsat7HDFSRFGeoTIFFMAS-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v对于特定的已知文件类型，利用内部或外部的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。使用头文件信息通常会更加方便。使用 Open Open External File Extern
22、al File 选项，选项，ENVI ENVI 能够读取一些标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、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。格式及通用图像格式。ENVI ENVI 从内部头文件读从内部头文件读取必要的参数，因此不必在取必要的参数，因此不必在Header Header InformationInformation对话框中输入任何信息。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v这里可以选择自定义的图形颜色文件、颜色表文件、这里可以选择自定义的图形颜色
23、文件、颜色表文件、ENVIENVI的菜单文件的菜单文件（ENVI Menu FileENVI Menu File、Display MenuDisplay Menu、Shortcut FileShortcut File）、地图投影文）、地图投影文件等，需要重启件等，需要重启ENVIENVI。1.6常见系统设置默认文件目录v设置一些设置一些ENVIENVI默认打开的文件夹，如数据目录、临时文件目录、输出默认打开的文件夹，如数据目录、临时文件目录、输出文件目录、文件目录、ENVIENVI补丁文件、光谱库文件、备用头文件目录等，需要重补丁文件、光谱库文件、备用头文件目录等，需要重启启ENVIENVI。
24、1.6常见系统设置显示设置v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（以设置数据显示拉伸方式（Display Default StretchDisplay Default Stretch），默认为），默认为2%2%线性拉伸。线性拉伸。1.6常见系统设置综合设置v这个选项设置的是一些杂项，值得设置的为制图单位（这个选项设置的是一些杂项，值得设置的为制图单位（Page UnitPage Unit），），默认为英寸（默认为英寸（InchesInches），可设置为厘米（），可设置为厘米（Centim
25、etersCentimeters）；还有缓冲）；还有缓冲大小（大小（cache sizecache size），可以设置为物理内存的），可以设置为物理内存的50-75%50-75%左右，文件碎片左右，文件碎片大小设置为大小设置为cache sizecache size的的1/101/10。2.2.影像预处理影像预处理2.1 2.1 一般预处理流程介绍一般预处理流程介绍2.2 2.2 预处理中基础知识预处理中基础知识2.3 2.3 自定义坐标系自定义坐标系2.4 ENVI2.4 ENVI中的几何校正中的几何校正2.5 ENVI2.5 ENVI中的图像融合、镶嵌、裁剪中的图像融合、镶嵌、裁剪校正模
26、型选择影像参考源控制点选取误差检查影像重采样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感器传感器发射时间发射时间国家国家多光谱波段多光谱波段空间分辨率空间分辨率( (米米) )重返周期重返周期IKONOSIKONOS19991999美国美国红、绿、蓝、近红外红、绿、蓝、近红外全色：全色：1 1多光谱：多光谱： 4 41.5-2.9SPOT5SPOT520012001法国法国红、绿、近红外、中远红外红、绿、近红外、中远红外全色：全色：5 5 或或2.52.5（超模式）（超模式）多光谱多
27、光谱:10:102626Quick Bird Quick Bird （快鸟）（快鸟）20012001美国美国红、绿、蓝、近红外红、绿、蓝、近红外全色：全色：0.610.61多光谱：多光谱：2.442.441-3.51-3.5FORMOSAT II FORMOSAT II 20042004中国台中国台湾湾红、绿、蓝、近红外红、绿、蓝、近红外全色：全色：2 2多光谱：多光谱：4 41EROS-BEROS-B20062006以色列以色列/全色：全色：0.70.7（立体）（立体）55CartoSATCartoSAT -1 -1（P5P5）20052005印度印度/全色：全色：2.52.5（立体）（立体
28、）ALOSALOS20052005日本日本红、绿、蓝、近红外红、绿、蓝、近红外全色：全色：2.52.5（立体）（立体）多光谱：多光谱：10102北京一号小卫星北京一号小卫星20052005中国中国红、绿、近红外红、绿、近红外全色：全色：4 4多光谱：多光谱：32323-53-5KOMPSAT-2KOMPSAT-220062006韩国韩国红、绿、蓝、近红外红、绿、蓝、近红外全色：全色：1 1多光谱：多光谱：4 43WorldView-1/2WorldView-1/220082008美国美国红、绿、蓝、近红外红、绿、蓝、近红外红边、海岸、黄、近红外红边、海岸、黄、近红外2 2全色：全色：0.50.
29、5多光谱：多光谱：2.42.41.1-3.71.1-3.7资源应用卫星资源应用卫星-2B-2B星星20082008中国中国/全色：全色：2.372.37多光谱：多光谱：19.519.526GeoEye-1GeoEye-120082008美国美国红、绿、蓝、近红外红、绿、蓝、近红外全色：全色：0.410.41（0.50.5）多光谱：多光谱：1.651.652-3RapidEye2008德国德国蓝、绿、红、红边、近红外蓝、绿、红、红边、近红外5每天每天其他卫星传感器传感器发射时间发射时间国家国家多光谱波段多光谱波段空间分辨率空间分辨率( (米米) )Landsat17Landsat177299美国
30、美国蓝、绿、红、近红外、短波红外、热红外蓝、绿、红、近红外、短波红外、热红外15、30、60、80、120SPOT4SPOT419991999法国法国绿、红、近红外、中远红外绿、红、近红外、中远红外全色：全色：10 10 多光谱多光谱:20:20中巴资源卫星中巴资源卫星-01/02-01/02 1999中国中国蓝、绿、红、近红外蓝、绿、红、近红外多光多光谱谱：19.5Resourcesat（P6） 2003印度印度绿、红、近红外、短波红外绿、红、近红外、短波红外多光多光谱谱 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
31、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、近红外、中红外和两个热红外红、近红外、中红外和两个热红外1.1km风风云系列云系列卫卫星星/中国中国可见光可见光4 4个，近红外个，近红外2 2个，中远红外个，中远红外2 2个，个，热红外热红外2 2个。个。1.1kmMODIS/美国美国3636个波段个波段250m、500
32、m和1000m减灾减灾卫卫星星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0.40.42.5m2.5m共有共有220220波段波段30米米2.2 预处理中基础知识数据源的选择图像选择图像选择经济成本经济成本专题目的专题目的专题地域环境专题地域环境专题图比例尺专题图比例尺空间分辨率空间分辨率时间分辨率时间分辨率波谱分辨率波谱分辨率2.2 预处理中基础知识影像格式v传感器文件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不同的卫星传
33、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，如卫星数据设计一种分发格式，如LandsatLandsat系列的系列的FastFast格格式、式、EOSEOS系列卫星的系列卫星的HDFHDF格式等。格式等。v商业软件文件格式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，如式，如ENVIENVI的的Hdr&imgHdr&img格式，格式，ErdasErdas的的IMGIMG格式，格式，PCIPCI的的pixpix格式等。格式等。v通用图像文件格式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。很多图像格式
34、成为国际通用，被大多数软件所支持。如如TIFFTIFF、JPEG2000JPEG2000、BMPBMP等。等。2.2预处理中基础知识引起图像畸变因素v系统误差系统误差有规律的、可预测的。比如扫描畸变有规律的、可预测的。比如扫描畸变v非系统误差非系统误差无规律的无规律的如传感器平台的高度、经纬度、速度和姿态的不稳，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，地形影响等地球曲率及空气折射，地形影响等2.2预处理中基础知识几何校正中的几个概念v几何校正几何校正：纠正系统和非系统因素引起的几何畸变。：纠正系统和非系统因素引起的几何畸变。v图像配准（图像配准（Registratio
35、nRegistration）：同一区域里一幅图像：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（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。同名像素配准。v图像纠正（图像纠正（RectificationRectification）：借助一组控制点，对：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（一幅图像进行地理坐标的校正。又叫地理参照（Geo-Geo-referencingreferencing）v图像地理编码（图像地理编码（Geo-codingGeo-coding）：特殊的图像纠正方式，：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。
36、把图像矫正到一种统一标准的坐标系。v图像正射校正（图像正射校正（Ortho-rectificationOrtho-rectification）：借助于地：借助于地形高程模型（形高程模型（DEMDEM），对图像中每个像元进行地形的），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。校正，使图像符合正射投影的要求。2.2预处理中基础知识实际中的概念v几何粗校正几何粗校正校正系统误差，地面站完成校正系统误差，地面站完成v几何精校正几何精校正包括图像纠正、地理编码和部包括图像纠正、地理编码和部分图像配准分图像配准v图像配准图像配准v正射校正正射校正2.2预处理中基础知识卫星影像的校正v根据卫
37、星轨道参数，包括位置、姿态、轨道及根据卫星轨道参数，包括位置、姿态、轨道及扫描特征，校正影像扫描特征，校正影像( (有时加入有时加入DEM)DEM)。v地面控制点校正地面控制点校正+ +校正模型校正模型v轨道参数轨道参数+ +地面控制点地面控制点+DEM+DEM2.2预处理中基础知识多项式模型v多项式模型多项式模型x=ax=a0 0+a+a1 1x+ax+a2 2Y+aY+a3 3x x2 2+a+a4 4xy+axy+a5 5y y2 2+y=by=b0 0+b+b1 1x+bx+b2 2Y+bY+b3 3x x2 2+b+b4 4xy+bxy+b5 5y y2 2+v最少控制点个数最少控制
38、点个数N=N=（n+1n+1）* *（n+2n+2）/2/2v误差计算误差计算RMSERMSEerrorerror= =sqrtsqrt（x-xx-x）2 2+ +（y-yy-y）2 2）2.2预处理中基础知识控制点获得途径v基础数据基础数据基础测绘数据基础测绘数据数字线画图（数字线画图（DLGDLG）数字栅格图（数字栅格图（DRGDRG）v影像数据影像数据正射影像（正射影像（DOMDOM）v实地测量实地测量2.2预处理中基础知识控制点质量控制v图像选点原则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，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
39、机场，城廓边河流弯曲或分叉处，海岸线弯曲处，飞机场，城廓边缘等缘等特征变化大的地区需要多选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图像边缘部分一定要选取控制点尽可能满幅均匀选取尽可能满幅均匀选取v数量原则数量原则在图像边缘处，在地面特征变化大的地区，需要增加在图像边缘处，在地面特征变化大的地区，需要增加控制点控制点保证一定数量的控制点，不是控制点越多越好。如一保证一定数量的控制点，不是控制点越多越好。如一景景TMTM的控制点数量在的控制点数量在30-5030-50左右。左右。2.2预处理中基础知识重采样方法（插值算法）v最近邻法最近邻法取与所计算点（取与所计算点（x,yx,y）周围
40、）周围相邻的相邻的4 4个点，比较它们与个点，比较它们与被计算点的距离，哪个点被计算点的距离，哪个点距离最近，就取哪个亮度距离最近，就取哪个亮度值作为（值作为（x,yx,y）点的亮度值）点的亮度值简单易用，计算量小，图简单易用，计算量小，图像的亮度具有不连续性，像的亮度具有不连续性，精度差精度差2.2预处理中基础知识重采样方法（插值算法）v双线性内插法双线性内插法取（取（x,yx,y）点周围的）点周围的4 4邻点，邻点，在在y y方向内插二次，再在方向内插二次，再在x x方方向内插一次，得到（向内插一次，得到（x,yx,y) )点点的亮度值的亮度值f f（x,yx,y) )双线性内插法比最近邻
41、发虽双线性内插法比最近邻发虽然计算量有所增加，但精度然计算量有所增加，但精度明显提高，特别是对亮度不明显提高，特别是对亮度不连续现象或线状特征的块状连续现象或线状特征的块状化现象有明显的改善。化现象有明显的改善。内插法会对图像起到平滑作内插法会对图像起到平滑作用，从而使对比度明显的分用，从而使对比度明显的分界线变得模糊。界线变得模糊。 y x双线内插算法原理示意图双线内插算法原理示意图原始图像原始图像2.2预处理中基础知识重采样方法（插值算法）v三次卷积内插法三次卷积内插法进一步提高内插精度的一进一步提高内插精度的一种方法，通过增加邻点来种方法，通过增加邻点来获得最佳插值函数获得最佳插值函数取
42、与计算点周围相邻的取与计算点周围相邻的1616个点，先在某一方向内插，个点，先在某一方向内插，再根据计算结果在另一个再根据计算结果在另一个方向上内插，得到一个连方向上内插，得到一个连续内插函数续内插函数计算量大，精度高，细节计算量大，精度高，细节表现更为清楚，对控制点表现更为清楚，对控制点要求较高要求较高 x y123452.2预处理中基础知识图像融合v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。技术。v关键技术关键技术两个影像配准在
43、亚像元范围内两个影像配准在亚像元范围内融合方法选择融合方法选择运算速度和交换缓冲空间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术彩色技术空间配准空间配准高分辨率高分辨率/多光谱多光谱图像变换图像变换HIS变换变换加加与与乘乘差值差值比值比值主成主成分分分分析析滤波滤波分析分析小波小波分析分析HSVHSV变换变换2.2预处理中基础知识图像镶嵌v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。接成一个大范围的影像图的过程。v关键技术关键技术颜色的平衡颜色的平
44、衡接边处理接边处理运算速度和交换缓冲空间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v图像裁减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。按照行政区划边界或自然区划边界进行图像的裁剪。 v关键技术关键技术裁剪区的确定裁剪区的确定无数据区处理无数据区处理2.3 自定义坐标系坐标系原理v地理坐标系是以经纬度为单位的地球坐标系统，地理坐标系是以经纬度为单位的地球坐标系统，地理坐标系中有地理坐标系中有2 2个重要部分，即地球椭球体个重要部分，即地球椭球体（spheroidspheroid）和大
45、地基准面（）和大地基准面（datumdatum）。）。大地基准面指目前参考椭球与大地基准面指目前参考椭球与WGS84WGS84参考椭球间的相对参考椭球间的相对位置关系（位置关系（3 3个平移，个平移，3 3个旋转，个旋转，1 1个缩放），可以用其个缩放），可以用其中中3 3个、个、4 4个或者个或者7 7个参数来描述它们之间的关系，每个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。椭球体都对应一个或多个大地基准面。v投影坐标系是利用一定的数学法则把地球表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。上的经纬线网表示到平面上，属于平面坐标
46、系。数学法则指的是投影类型，目前我国普遍采用数学法则指的是投影类型，目前我国普遍采用的是高斯的是高斯克吕格投影，在英美国家称为横克吕格投影，在英美国家称为横轴墨卡托投影（轴墨卡托投影（Transverse MercatorTransverse Mercator）。）。2.3 自定义坐标系北京54与西安80坐标系v都是投影直角坐标系都是投影直角坐标系v北京北京5454坐标系、西安坐标系、西安8080坐标系实际上指的是我坐标系实际上指的是我国的两个大地基准面。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
47、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（Krasovsky）19406378245.06356863.01：298.3IAG-7519756378140.06356755.31：298.2572.3 自定义坐标系 ENVI中自定义坐标系vENVIENVI中的坐标定义文件存放在中的坐标定义文件存放在HOME HOME ITTITTIDLxxproductsenvixxIDLxxproductsenvixx ma
48、p_projmap_proj 文件文件夹下，三个文件记录了坐标信息：夹下，三个文件记录了坐标信息：ellipse.txtellipse.txt 椭球体参数文件椭球体参数文件datum.txtdatum.txt 基准面参数文件基准面参数文件map_proj.txtmap_proj.txt 坐标系参数文件坐标系参数文件v在在ENVIENVI中自定义坐标系分三步：定义椭球体、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基准面和定义坐标参数2.3 自定义坐标系定义椭球体v语法为语法为 , 。这里将这里将“KrasovskyKrasovsky，6378245.06378245.0，635686
49、3.06356863.0”和和“IAG-75IAG-75，6378140.06378140.0，6356755.36356755.3”加入加入ellipse.txtellipse.txt末端。末端。v注：注：ellipse.txtellipse.txt文件中已经有了克拉索夫斯文件中已经有了克拉索夫斯基椭球，由于翻译原因，这里的英文名称是基椭球，由于翻译原因，这里的英文名称是KrassovskyKrassovsky，为了让其他软件平台识别，这里，为了让其他软件平台识别，这里新建一个新建一个KrasovskyKrasovsky椭球体。椭球体。2.3 自定义坐标系添加基准面与定义坐标系v语法为语法为
50、 , 。这里将。这里将“Beijing-54, Beijing-54, KrasovskyKrasovsky, -, -12, -113, -4112, -113, -41”和和“Xian-80,IAG-Xian-80,IAG-75,0,0,075,0,0,0”加入加入datum.txtdatum.txt末端。末端。v注：有的时候为了与其他软件平台兼容，基准注：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。面的名称直接写成所用的椭球体名称。v在在ENVIENVI任何用到投影坐标的功能模块中都可以任何用到投影坐标的功能模块中都可以新建坐标系新建坐标系( (在任何地图投影选
51、择对话框中，在任何地图投影选择对话框中，点击点击“NewNew”按钮。按钮。) )，或者直接选择主菜单，或者直接选择主菜单- -Map-Customize Map ProjectionMap-Customize Map Projection2.3 自定义坐标系坐标系定义练习v利用自定义坐标系将一幅北京利用自定义坐标系将一幅北京5454坐标系转化为坐标系转化为西安西安8080坐标系。坐标系。v试验的栅格数据情况为：一幅北京坐标系的栅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：格数据，投影参数如下： 投影类型：投影类型：Transverse MercatorTransverse
52、Mercator 椭球：椭球：KrasovskyKrasovsky 基准面：基准面：KrasovskyKrasovsky（自定义）（自定义） 中央经线：中央经线：117117 东向偏移：东向偏移：500000m500000m2.4 ENVI中的几何校正传感器参数校正v传感器传感器( (带有地理定位文件带有地理定位文件) )SPOT1-4SPOT1-4SeaWiFSSeaWiFSASTERASTERAVHRRAVHRRENVISATENVISATMODISMODISRADARSATRADARSATv自定义地理定位文件自定义地理定位文件GLTGLTIGMIGM2.4 ENVI中的几何校正传感器参数
53、校正练习v数据源数据源MODIS Level 1BMODIS Level 1B（“1-Modis1-Modis”文件夹内文件夹内) )EOS-HDFEOS-HDF格式储存格式储存v处理过程处理过程利用自带地理定位文件进行几何校正利用自带地理定位文件进行几何校正v输出输出几何校正结果几何校正结果2.4 ENVI中的几何校正几何精校正流程显示图像文件显示图像文件采集地面控制点采集地面控制点计算误差计算误差选择几何模型选择几何模型检验校正结果检验校正结果开始开始结束结束重采样输出重采样输出误误差差太太大大2.4 ENVI中的几何校正几何精校正练习v数据源数据源已经做过几何校正的已经做过几何校正的SP
54、OT4SPOT4全色全色1010米分辨率影像（米分辨率影像（ “2-2-几何精校正几何精校正”文件夹）文件夹）待校正的待校正的Landsat5Landsat5 TM 30TM 30米分辨率影像（米分辨率影像（“ “ 2-2-几何精几何精校正校正”文件夹）文件夹）v处理过程处理过程用用SPOT4SPOT4影像作为基准影像，选择控制点来校正影像作为基准影像，选择控制点来校正TMTM影像。影像。v输出输出校正结果校正结果2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪融合vENVIENVI中的融合方法中的融合方法vHSVHSV变换、主成分分析、变换、主成分分析、BroveyBrovey变换变换 ， CN S
55、pectral CN Spectral Sharpening Sharpening ，高保真的，高保真的Gram-SchmidtGram-Schmidt，PansharpingPansharping，小波融合，小波融合（补丁）（补丁） v自定义自定义v有地理坐标和无地理坐标都可以融合有地理坐标和无地理坐标都可以融合v操作方式操作方式主模块主模块流程化操作流程化操作ENVI ZOOMENVI ZOOM中中2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪融合练习v数据源数据源已经做过几何校正的已经做过几何校正的SPOT4SPOT4全色全色1010米分辨率影像（米分辨率影像（ “3-3-影像融合影像融合”文
56、件夹）文件夹）待校正的待校正的Landsat5Landsat5 TM 30TM 30米分辨率影像（米分辨率影像（“3-3-影像融影像融合合”文件夹）文件夹）v处理过程处理过程用主成分分析、用主成分分析、HSVHSV颜色变换等方法融合两个影像颜色变换等方法融合两个影像v输出输出融合结果融合结果2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪镶嵌v基于像素镶嵌和基于地理坐标镶嵌基于像素镶嵌和基于地理坐标镶嵌v自动颜色平衡，边缘直方图匹配自动颜色平衡，边缘直方图匹配v接边线、接边羽化接边线、接边羽化v虚拟镶嵌虚拟镶嵌v运算速度快运算速度快v占用非常少的虚拟内存空间占用非常少的虚拟内存空间2.5 ENVI中的
57、影像融合、镶嵌、裁剪镶嵌练习v数据源数据源两幅已经校正好的两幅已经校正好的SPOT4 10SPOT4 10米全色影像（米全色影像（“4-4-影像镶影像镶嵌嵌”文件夹中）文件夹中）v处理过程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。使两幅影像镶嵌在一起。v输出输出镶嵌结果镶嵌结果2.5 ENVI中的影像融合、镶嵌、裁剪裁剪v空间裁减空间裁减基于感兴趣区（基于感兴趣区（ROIROI）的裁减）的裁减基于矢量基于矢量/ /栅格数据文件的裁剪栅格数据文件的裁剪自定义裁剪自定义裁剪v波谱裁剪波谱裁剪2.5 ENVI中的影像融合
58、、镶嵌、裁剪裁剪练习v数据源数据源一幅一幅TMTM影像、影像区域的影像、影像区域的ShapefileShapefile矢量文件（矢量文件（“5-5-影影像裁剪像裁剪”文件夹中）文件夹中）v处理过程处理过程用用ROIROI工具在工具在TMTM影像上绘制不规则的多边形感兴趣区域，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后利用这个感兴趣区域裁剪TMTM影像影像利用利用ShapefileShapefile矢量文件裁剪矢量文件裁剪TMTM影像影像v输出输出裁剪结果裁剪结果3.3.影像信息基本提取方法影像信息基本提取方法3.1 3.1 影像信息提取技术概述影像信息提取技术概述3.2 3
59、.2 影像增强处理影像增强处理3.3 3.3 监督分类监督分类3.4 3.4 非监督分类非监督分类3.1 影像信息提取技术概述v遥感影像通过亮度值或像元值的高低差异（反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。不同影像地物的物理基础。v遥感影像分类就是利用计算机通过对遥感影像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，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
60、像元按照某种规则或选择特征，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与实际地物的对应信息，从而实现遥感影像的分类。分类。 3.1 影像信息提取技术概述遥感分类技术的发展v可分为四个阶段可分为四个阶段人工解译人工解译基于光谱基于光谱计算机自计算机自动分类动分类基于专家基于专家知识的决知识的决策树分类策树分类面向对象面向对象特征自动特征自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v图像变换图像变换主成分（主成分（PCAPCA）独立主成分独立主成分最小噪声分离最小噪声分离(MNF)
61、(MNF)颜色空间变换（颜色空间变换（HSV,HLSHSV,HLS）穗帽变换穗帽变换波段运算波段运算v图像拉伸图像拉伸去相关、饱和度、彩色去相关、饱和度、彩色直方图（匹配、拉伸）直方图（匹配、拉伸）v滤波滤波卷积卷积形态学、纹理、自适应、自定义形态学、纹理、自适应、自定义频率域频率域局部增强局部增强智能数字化工具v智能数字化工具智能数字化工具提高数字化的效率提高数字化的效率增强增强ENVIENVI矢量的功能矢量的功能计算提取的线状地物的长度计算提取的线状地物的长度过头去除以及两线相交过头去除以及两线相交ENVI中基于光谱分类方法v非监督分类非监督分类ISODATAISODATAK-MeansK
62、-Meansv监督分类监督分类基于传统统计分析分类器基于传统统计分析分类器平行六面体平行六面体最小距离最小距离马氏距离马氏距离最大似然最大似然基于人工智能分类器基于人工智能分类器神经网络神经网络基于模式识别分类器基于模式识别分类器支持向量机支持向量机模糊分类模糊分类类别定义类别定义/特征判别特征判别影像分类影像分类分类器选择分类器选择样本选择样本选择分类后处理分类后处理结果验证结果验证平行六面体平行六面体最小距离最小距离马氏距离马氏距离最大似然最大似然波谱角波谱角二进制编码二进制编码光谱信息散度光谱信息散度神经网络神经网络支持向量机分类支持向量机分类模糊分类模糊分类3.3 监督分类3.2 监督
63、分类练习v数据源数据源以以LandsatLandsat TM TM为数据源（为数据源（“6-6-监督与非监督分类监督与非监督分类”文件夹文件夹内）。内）。v处理过程处理过程选择样本选择样本, ,后选择一种分类器进行分类。后选择一种分类器进行分类。分类后处理分类后处理类后处理类后处理Majority/Minority Majority/Minority 分析分析ClumpClumpSieveSieve精度分析精度分析生成随机样本生成随机样本混淆矩阵混淆矩阵v结果结果分类结果分类结果3.4 非监督分类 v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、定非监督分类：也称为聚类分析或点群分
64、类。在多光谱图像中搜寻、定义其自然相似光谱集群的过程。义其自然相似光谱集群的过程。 分类器选择影像分类ISODATAISODATAK-meansK-means其他其他类别定义/类别合并分类后处理结果验证影像分析3.4 非监督分类练习 v数据源数据源以以LandsatLandsat TM TM为数据源（为数据源（“6-6-监督与非监督分类监督与非监督分类”文件夹文件夹内）内）v处理过程处理过程分类器选择分类器选择ISODATAISODATA或者或者K-meanK-mean对对TMTM进行分类。进行分类。分类后处理分类后处理类别定义类别定义类后处理类后处理Majority/Minority Maj
65、ority/Minority 分析、分析、ClumpClump、SieveSieve重新组合类别重新组合类别精度分析精度分析生成随机样本生成随机样本混淆矩阵混淆矩阵v结果结果分类结果分类结果4.4.制图与三维可视化制图与三维可视化4.1 ENVI4.1 ENVI的快速制图的快速制图4.2 4.2 三维可视化三维可视化4.1 ENVI的快速制图QuickMapv随意选择边界颜色随意选择边界颜色v设置所有格网线属性设置所有格网线属性颜色、样式、字体等颜色、样式、字体等v整饰和必要的标注作为图像显示整饰和必要的标注作为图像显示v自动标注自动标注v地图综合地图综合三维场景构建与3D 曲面飞行v快速利用影像及快速利用影像及DEMDEM构建三维场景构建三维场景v叠其他数据，如矢量叠其他数据，如矢量v用户自定义背景用户自定义背景v可对可对DEMDEM和影像进行重采样，提高浏览速度和影像进行重采样，提高浏览速度v放大时逐步增强细节放大时逐步增强细节v设置飞行路线，可将飞行录制成视频设置飞行路线，可将飞行录制成视频
