ENVI遥感图像增强处理Word格式文档下载.docx

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lena.jpg

具体操作：

通过尝试ENVI提供的各种图像增强算子，观察比较图像增强的效果。

（1）打开图像文件lena.jpg。

（2）在主菜单中，选择Filter→ConvolutionsandMorphology。

（3）在ConvolutionsandMorphologyTool中，选择Convolutions→滤波类型。

（4）不同的滤波类型对应不同的参数，主要包括三项参数：

●KernelSize（卷积核的大小）

卷积核的大小，以奇数来表示，如3×

3、5×

5等，有些卷积核不能改变大小，包括Sobel和Roberts。

●ImageAddBack（输入加回值）

将原始图像中的一部分“加回”到卷积滤波结果图像上，有助于保持图像的空间连续性。

该方法常用于图像锐化。

“加回”值是原始图像在结果输出图像中所占的百分比。

●EditableKernel（编辑卷积核中各项的值）

在文本框中双击鼠标可以进行编辑，选择Kernel可以把卷积核保存为文件（.ker），选择Kernel可以打开一个卷积核文件。

（5）卷积增强图像中的单个波段

a）选择Convolutions→HighPass，其他项按照默认设置，单击QuickApply按钮，第一次点击此按钮会提示选择增强的波段，增强后的波段在Display中显示。

如果要更改卷积增强波段，选择Options→ChangeQuick-ApplyInputBand。

b）选择QuickResulttoFile，可以将增强结果保存

（6）卷积增强图像文件

a）单击ApplyToFile按钮，在ConvolutionInputFile对话框中选择图像文件。

b）选择输出路径及文件名。

2.辐射增强处理

辐射增强处理是通过对单个像元的灰度值进行变换来增强处理，如直方图匹配、直方图拉伸、去条带噪声等。

2.1交互式直方图拉伸

将一个多光谱图像打开并在Display中显示。

在主图像窗口中，选择Enhance→Interactivestretching，就可以打开交互式直方图拉伸操作对话框（图1）。

图1交互式直方图拉伸操作对话框

在交互式直方图拉伸操作对话框中：

●显示一个输入直方图和一个输出直方图，它们表明当前的输入数据以及分别应用的拉伸。

●两条垂线（虚线）表明当前拉伸所用到的最小值和最大值，其值显示在Stretch标签的两个文本框中。

●对于彩色图像来说，直方图的颜色与所选择的波段颜色一致（系统默认显示红色波段），可以用鼠标选择RGB波段。

●在状态栏中列出拉伸类型和直方图来源，或者当前十字指针指定DN值和指定DN值的像元数、直方图及累计直方图。

在交互式直方图拉伸操作对话框中的菜单命令及其功能。

表1File菜单命令及功能

菜单命令

功能

ExportStretch

SaveStretchtoLUT

RestoreLUTStretch

SavePlotAs

输出图像拉伸结果

拉伸结果（LUT表）可以保存为ASCII文件或默认拉伸LUT

打开原先保存的LUT

导出直方图为图像文件

Stretch_Type菜单命令是拉伸方法选项，共有7种拉伸方法：

Linear

PiecewiseLinear

Gaussian

Equalization

SquareRoot

Arbitrary

UserDefinedLUT

线性拉伸

分段线性拉伸

高斯拉伸

直方图均衡化拉伸

平方根拉伸

自定义拉伸和直方图均衡化

自定义查找表拉伸

Histogram_Source菜单命令是选择直方图生成源，有主图像窗口（Image）、滚动窗口（Scroll）、放大窗口（Zoom）、整个原始波段（Band）和感兴趣区（ROI）。

Default命令菜单包括一些默认拉伸方式以及直方图生成源，与主图像菜单中Enhance的默认拉伸一致。

Option菜单命令及其功能：

ResetStretch

SetGaussianStdv

SetFloatingPointPrecision

EditUserDefinedLUT

EditPiecewiseLinear

HistogramParameters

AutoResetHistogram

AutoApply

LockStretchBars

恢复默认拉伸

设置Gaussian拉伸的标准差

设置浮点数据的小数点位数

交互定义LUT

编辑分段线性拉伸分段点参数

直方图参数设置

设定对新加载数据是否应用之前输入的范围

自动应用拉伸处理

锁定最小值和最大值拉伸条（垂直虚线）间的距离

交互式直方图拉伸的操作过程：

（1）在Display中加载图像，在主图像窗口中，选择Enhance→Interactivestretching，打开交互式直方图拉伸操作对话框。

（2）要浏览像元DN值和指定DN值的像元个数、百分比以及累计百分比，可以在直方图内按住鼠标左键并拖动随之产生的白色十字交叉指针，在状态栏中显示信息。

（3）在交互式直方图拉伸操作对话框中，选择Stretch_Type→拉伸方法。

不同拉伸方法操作和参数设置不一样，常用操作如下：

●Linear（线性拉伸）

（1）选择Stretch_Type→Linear

（2）选择Options→AutoApply，打开自动应用功能

（3）设定拉伸范围，使用鼠标左键，移动输入直方图中的垂直线（白色虚线）到所需要的位置，或在“Stretch”文本框中输入所需要的DN值或一个数据百分比

●PiecewiseLinear（分段线性拉伸）

（1）选择Stretch_Type→PiecewiseLinear

（3）一个转换函数（初始伟一条白色直线）将被绘制在输入直方图中。

在输入直方图的任何位置点击鼠标中键，为转换函数增加一个节点，绘制的线段将把端点和绘制的节点标记连接起来。

（4）要移动一个点的位置，在标记上按住鼠标左键，然后把它拖放到一个新位置。

要删除点，在标记上点击鼠标右键。

也可以手动地键入输入和输出值，选择Options→EditPiecewiseLinear。

●Gaussian（高斯拉伸）

（1）选择Stretch_Type→Gaussian

（4）选择Options→SetGaussianStdv，设置高斯标准差

（5）输出直方图用一条红色曲线显示被选择的Gaussian函数。

被拉伸数据的分布呈白色，并叠加显示在红色Gaussian函数上

●Equalization（直方图均衡化拉伸）

（1）选择Stretch_Type→Equalization

（4）根据拉伸DN值范围自动缩放数据，使每个直方图中的DN数相均衡。

输出直方图用一条红色曲线显示均衡化函数，被拉伸数据的分布呈白色叠加显示（图2）。

图2直方图均衡化

3.光谱增强处理

光谱增强处理是基于多光谱数据对波段进行变换达到图像增强处理，如主成分变换、独立成分变换、色彩空间变换、色彩拉伸等。

3.1波段比的计算

计算波段的比值可以增强波段之间的波谱差异，减少地形的影响。

用一个波段除以另一个波段生成一幅能提供相对波段强度的图像，该图像增强了波段之间的波谱差异。

计算波段比，必须输入一个“分子”波段和一个“分母”波段，波段比是分子与分母的比值。

can_tmr.img

计算波段比的具体操作如下：

（1）打开一个多波段图像文件（TM图像）。

（2）在主菜单中，选择Transforms→BandRatios。

（3）在BandRatiosInputBands对话框中，从可用波段列表（SelectfromtheAvailableBand）中选择分子（Numerator）和分母（Denominator）波段。

例如，近红外波段/红波段（图3）。

单击Clear按钮可以清除选择的分子和分母波段。

（4）单击EnterPair按钮，将比值波段添加到SelectedRatioPairs中。

（5）选择输出文件路径及文件名，单击OK按钮。

（6）将得到的近红外波段/红波段比值图像与近红外波段和红波段的灰度图像进行对比，特别是植被、裸地的灰度变化。

图3波段比的计算

3.2色彩空间变换

ENVI支持将三波段红、绿、蓝图像变换到一个特定的彩色空间，并且能从所选彩色空间变换回RGB。

两次变换之间，通过对比度拉伸，可以生成一个色彩增强的彩色合成图像。

ENVI支持的彩色空间包括“色度、饱和度、颜色亮度值（HSV）”，“色度、亮度、饱和度（HLS）”和描述土壤岩石颜色特征的HSV（USGSMunsell）。

色彩空间变换操作比较简单，下面以RGBtoHSV为例，各种色彩空间变换操作过程类似。

（1）打开多光谱图像can_tmr.img，显示为RGB彩色图像。

（2）在主菜单中，选择Transforms→ColorTransforms→RGBtoHSV。

在RGBtoHSVInput对话框中，可以从一个显示的彩色图像窗口或可用波段列表中选择3个波段进行变换。

（3）在RGBtoHSVParameters对话框中，选择输出路径及文件名，单击OK按钮完成。

3.3NDVI计算

归一化植被指数NDVI计算可以将多光谱数据变换成一个单独的图像波段，用于显示植被分布。

较高的NDVI值预示着包含较多的绿色植被。

ENVI的NDVI使用如下标准算法：

NDVI值的范围为-1~+1。

ENVI已经为AVHRR、LandsatMSSLandsatTM、SPOT和AVIRIS数据预设值了相应波段，对于其他数据类型，可以自己指定波段来计算NDVI值。

0112024.img

（1）打开TM图像0112024.img。

（2）在主菜单中，选择Transforms→NDVI。

在NDVICalculationInputFile对话框中，选择TM图像，单击OK按钮。

（3）在NDVICalculationInputFile对话框中，Input选择LandsatTM。

用于计