ENVI上机报告Word格式.docx

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三、实验类型

实践

四、实验原理及内容

（1）遥感图像处理软件ENVI界面总体介绍

（2）ENVI软件能识别的图像类型介绍

（3）各种图像文件的打开

重点：

ENVI能识别的文件类型

学生可自行阅读帮助文件学习。

五、实验步骤

1．ENVI的安装

2．遥感图像处理软件ENVI界面介绍

①启动ENVI后,出现主菜单条,一共12项

File：

文件操作。

支持众多的卫星和航空传感器。

支持80多种图像以及矢量数据格式的输入，支持多种格式图像文件的直接输入。

可输出的格式包括：

栅格格式和矢量格式。

BasicTools：

基本图像工具。

提供了多种ENVI功能的入口。

这些功能对于处理各种数据类型都是很有用的。

主要包括数据的调整、图像统计/分析、变化检测、波段运算、图像分割、图像掩膜。

Classification：

图像分类工具。

包括非监督分类、监督分类、波谱端元收集和分类后处理

Transform：

图像变换工具：

将数据变换到另外一种数据空间，包括：

图像融合、图像增强变换和ENVI/TC变换。

Filter：

滤波工具。

包括卷积滤波、形态学滤波、纹理分析、自适应滤波、傅立叶变换等。

Spectral：

波谱分析工工具，为多光谱、高光谱和其他波谱数据提供的专业工具。

包括：

流程化图像处理工具、波谱库建立、重采样和浏览、波谱分割、波谱运算、波谱端元的判断、波谱数据的n-维可视化，波谱分类、线性波谱分离、匹配滤波、包络线去除、波谱特征拟合等

Map：

地图工具。

包括图像几何校正、图像配准、图像正射校正、图像镶嵌、图像投影坐标转换、自定义投影坐标、ASCII文件坐标转换、GPS连接。

Vector：

矢量处理工具。

包括对矢量格式支持、矢量数据的编辑、矢量数据生成、矢量数据转化、矢量数据分析。

Topographic：

地形分析工具。

包括DEM数据格式打开、地形建模、地形特征提取、等高线生成DEM、点数据栅格化等

Radar：

基本雷达处理。

提供了雷达影像的标准化工具。

这些工具可以对ERS-1，JERS-1，RADARSAT、SIR-C、X-SAR、AIRSAR数据和其它方式获取的SAR数据进行处理。

此外还可以处理CEOS格式的雷达数据。

包括，雷达文件定标、消除天线增益畸变、斜距校正、生成入射角图像、滤波、彩色图像合成、极化雷达处理、TOPSAR工具等

Window：

窗口菜单

Help：

帮助菜单

②可用波段列表窗口

用于存取ENVI图像文件和显示图像文件的主要控制面板。

无论何时何地打开一个图像文件，可用波段列表将同步出现的波段和信息。

选择显示图像文件的方式（Gray或RGB），利用波长来定位文件。

③三窗口显示方式

主窗口（Image）：

按图像文件实际分辨率显示图像的一部分。

1该窗口在第一次载入一幅图像时自动地被启动，它也能动态地被缩放。

2ENVI允许装载多个主图像窗口及相应的滚动和缩放窗口。

3“Overlay”和“Tools”菜单控制所有的ENVI交互显示功能，包括：

图像链接和动态覆盖；

空间和波谱剖面图；

对比度拉伸；

彩色制图；

诸如ROI的限定、光标位置和值、散点图和表面图等交互特征；

诸如注记、网格、图像等值线和矢量层等的覆盖（叠置）；

动画以及显示特征。

滚动窗口（Scroll）：

显示整个图像内容

4可以动态地将其缩放到任何大小直至全屏。

5可能出现多个滚动窗口，每个窗口对应于一个已载入的主图像窗口。

缩放窗口（Zoom）：

是一个小的图像显示窗口，它以用户字定义的放大系数来显示图像的一部分，可以无级放大到像元大小。

3.ENVI数据文件打开及操作

所有数据文件读取到ENVI，都是通过从ENVI主菜单上的File下拉菜单进行选择。

（1）OpenImageFile（打开图像文件）

•OpenImageFile是一个普通的文件打开程序。

使用该项打开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：

TIFF、GeoTIFF、GIF、JPEG、BMP、SRF、HDF、PDS、MAS-50、NLAPS、RADARSAT和AVHRR。

数据仍保留它原有格式，必要的信息从数据文件头中读取。

（2）OpenExternalFile（打开外部文件）

•虽然上述的OpenImageFile功能可以打开大多数文件类型，对于特定的已知文件类型，利用内部或外部的文件头信息通常会更加方便。

•使用OpenExternalFile选项，ENVI从内部文件头读取必要的参数，因此不必在HeaderInfo对话框输入任何信息。

•ENVI能读取这些标准文件类型的若干格式，这包括精选的遥感格式、图像处理格式、通用图像格式及数字高程模型。

（3）OpenVectorFile（打开矢量文件）

•该菜单选项允许你打开ARCViewShape文件、ARC/INFO交换（Interchange）格式文件、DXF矢量文件、MapInfoInterchange格式（.mif）、微型工作站DGN（.dgn）、USGSDLG文件、USGSSDTS文件以及ENVI矢量格式（.evf）文件。

你可以随意地导入多个矢量层；

然而，应注意每个文件应该只包含一个矢量层。

•缩放窗口是一个小的图像显示窗口，它以用户自定义的缩放系数使用像元复制来显示主图像窗口的一部分。

•缩放窗口提供无限缩放能力，缩放系数出现在窗口标题栏的括号中。

缩放窗口能动态地调整大小，直至屏幕中可利用的尺寸。

•可以显示多个缩放窗口,每个窗口对应于一个已载入的主显示窗口。

　4.加载一幅灰阶影像

双击ENVI图标，成功打ENVI后，其主菜单会出现在屏幕上。

如下图

图1.1ENVI主菜单

打开一幅多光谱的TM数据，它是美国西部的科罗拉多州（Colorado,USA）Canon地区的影像。

打开一个影像文件

要打开一个影像文件：

1.选择File→OpenImageFile。

将出现一个EnterInputDataFile对话框。

2.进入can_tm这个子目录，这个子目录在envidata目录下（该目录包括了其它专题所需要的文件）。

然后从列表中选择can_tmr.img这个文件，再点击Open。

可用波段列表对话框（AvailableBandsList）将出现在屏幕上，这个列表允许你选择合适的波段来显示或处理。

你可以选择显示一幅灰阶或一幅RGB彩色影像。

3.在可用波段列表中，通过在相应的波段名字上单击鼠标左键，选择TM的波段4。

你所选择的波段名将在被选择的波段名（SelectedBand）文本控件中显示出来。

4.单击GrayScale的单选按钮，然后在可用波段列表中单击LoadBand，这样影像就会在一个新的显示窗口中显示出来。

波段4将会以灰阶影像的形式显示出来。

图1.2AvailableBand窗口

熟悉影像的显示方式

当一幅影像被装载后，ENVI的影像显示窗口将出现在你的屏幕上。

显示窗口组包括主影像窗口（Imagewindow）、滚动窗口（Scrollwindow）和缩放窗口（Zoomwindow）。

这三个窗口被紧密的连在一起，在一个窗口中的改变会同时在其它窗口中反映出来。

提示：

你可以选择屏幕上合适的影像窗口排列组合形式，只需在任何影像的窗口中单击鼠标右键，然后在弹出的快捷菜单中选择DisplayWindowStyle的子菜单来选择特定的一个排列组合方式。

通过用鼠标左键按住窗口的拐角边缘拖曳，就能够调整所有影像窗口的大小。

1.将主影像窗口的大小调整到足够大，可以注意到滚动窗口将消失。

2.此时再将主影像窗口调整到比整个影像范围小时，滚动窗口又会再出现。

3.然后，试着改变缩放窗口的大小，会发现主影像窗口中显示范围轮廓的矩形方框也会随之改变大小。

ENVI显示窗口组的基本特性将会在随后的几个部分分别介绍。

三个显示窗口都有各自的快捷菜单，以进行常规的显示设置和使用交互式的功能

1想在任何一个显示窗口中获取快捷菜单，只需在相应的窗口中单击鼠标右键。

滚动窗口（ScrollWindow）

滚动窗口显示了一个经重采样后分辨率降低了的完整范围的影像。

重采样的比例系数将显示在窗口顶部标题栏中的圆括号内。

突出显示的一个滚动控制矩形方框（缺省条件下是红色的）将绘出在主影像窗口中显示部分的全分辨率影像。

2要在主影像窗口中显示影像的其它部分，需将鼠标移动到滚动的矩形方框内，然后按住鼠标的左键，再移动鼠标到想去的区域，最后松开鼠标。

当鼠标的按钮松开时，主影像窗口会自动的更新。

3也可以在滚动窗口中移动鼠标完成上述的定位操作，只需在滚动窗口中按住鼠标的左键，然后移动到想要去的区域即可。

在这个过程中，如果按住鼠标左键不放，拖曳鼠标，主影像窗口会随着鼠标的移动而更新影像。

（更新的速度依赖于你的计算机的配置情况）

4

最后，你可以通过键盘上的箭头按钮在滚动窗口中重新定位。

为了增加滚动的速度，你可以在按住箭头按钮的同时再按住Shift键。

主影像窗口的快捷菜单

图1.3滚动窗口（ScrollWindow）

主影像窗口（ImageWindow）

主影像窗口将以实际的分辨率（未经重采样）来显示影像的某一部分。

缩放控制矩形方框（主影像窗口中的有颜色的矩形框）来指示缩放窗口中显示的区域。

●为了重新定位缩放窗口中被放大了的区域，可以先将鼠标移动到缩放控制矩形框内，然后按下鼠标左键移动鼠标。

这时当松开鼠标左键时，缩放窗口就会自动的更新影像。

●采用别的方法，通过在缩放窗口中拖曳鼠标左键来移动被放大了的影像，你可以重新定位主影像窗口中的要显示的部分。

在这个过程中，如果你单击鼠标左键并拖曳其运动，缩放窗口中的影像会随着鼠标的移动而更新。

●此外，你也可以移动缩放窗口中的十字丝状指示器来完成定位过程。

你只需单击缩放窗口，并使用键盘上的箭头按钮来定位。

要每次移动几个像素的位置时，必须按住箭头按钮的同时也按下Shift键。

●主影像窗口也可以有选择性地使用滚动条，相对于滚动窗口而言，它提供了一种可供替代的方法来移动影像，以使得相应的某一部分的影像显示在主影像窗口中。

为了在主影像中添加滚动条，在影像窗口中单击右键，在弹出的快捷菜单中选择Toggle→DisplayScrollBars。

为了在缺省状态下使用滚动条，通过在ENVI的主菜单中或主影像窗口的菜单中，选择File→Preferences，然后选择DisplayDefaults标签并将ImageWindowScrollBars设置成Yes即可。

图1.4主影像窗口（ImageWindow）

缩放窗口（Zoomwindow）

缩放窗口放大显示了影像的某一部分，放大的倍数将在窗口顶部标题栏中的方括号内显示出来。

缩放的区域被主影像窗口中突出显示的方框（缩放控制框）表示出来。

在缩放窗口的左下角，有几个很小的图形控件（默认颜色为红色）。

这些控件将调节缩放的倍数或控制缩放窗口和主影像窗口中的十字丝的显示。

●在缩放窗口中移动鼠标，并单击鼠标左键，将会以所点击的像素为中心，在缩放窗口中重新放大显示所需区域的影像。

●要移动缩放窗口中的十字丝状指示器，只需单击缩放窗口，就可以使用键盘上的箭头按钮来移动十字丝。

要每次移动几个像素的位置时，要在按下箭头按钮的同时也按下Shift键。

●单击并按住鼠标左键不动，在缩放窗口中拖动鼠标，将会使缩放窗口漫游显示出主影像窗口中个各个区域的影像。

●在缩放窗口的左下角“-”（减号）的影像控件上单击鼠标左键，将会使放大倍数减少一。

在该影像控件上单击鼠标中键时，放大倍数会缩小一倍。

而用鼠标右键单击时，会使缩放窗口的放大倍数变为默认值。

●同理，在缩放窗口的左下角“+”（加号）的影像控件上单击鼠标左键，将会使放大倍数增加一。

在该影像控件上单击鼠标中键时，放大倍数会增大一倍。

●在缩放窗口的左下角用鼠标左键单击最右边的影像控件（第三个），会激发缩放窗口中的十字丝出现。

在该影像控件上单击鼠标中键时，会激发主影像窗口中的十字丝出现。

而用鼠标右键单击时，会打开或关闭主影像窗口上的缩放控制框显示。

在该影像控件上双击鼠标右键会激发主影像窗口上的滚动条开或关。

在MicrosoftWindows操作系统下使用两键鼠标，可以通过同时按下Ctrl和鼠标左键来模拟鼠标中键的功能。

●缩放窗口同样有可选择性使用的滚动条，相对于移动缩放窗口而言，它提供了一种可供替代的方法来移动要显示的区域影像。

要添加滚动条到缩放窗口上，在缩放窗口中用鼠标右键单击，在弹出的快捷菜单中选择Toggle→ZoomScrollBars。

为了在缺省状态下使用滚动条，通过在ENVI的主菜单中或主影像窗口的菜单中，选择File→Preferences，然后选择DisplayDefaults标签并将ZoomWindowScrollBars设置成Yes即可。

显示菜单栏（DisplayMenuBar）

主影像窗口上端的菜单栏，可以使你很方便的使用ENVI的各项功能，并直接运用到被显示的影像上。

你也可以跟使用其它ENVI的菜单一样，选择相应的选项设置。

鼠标键的使用方法

ENVI有许多交互式的功能，对于每个不同功能，鼠标键的组合和作用都不同。

MouseButtonDescriptions对话框将告诉你在每个图形窗口中鼠标键的功能。

●要打开MouseButtonDescriptions对话框，可以从主影像窗口菜单栏或者从ENVI主菜单栏中选择Window→MouseButtonDescriptions

现在，只要你的鼠标光标出现在ENVI显示窗口或者图形窗口中，鼠标键的功能就会出现在对话框中。

MB1代表鼠标左键，MB2代表鼠标中键，MB3代表鼠标右键。

显示光标位置

●要显示鼠标光标的位置和值，可以从主影像窗口菜单栏或者从ENVI主菜单栏中选择Window→CursorLocation/Value，或者在主动脉影像窗口中点击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择CursorLocation/Value。

接着屏幕上出现的CursorLocation/Value对话框将显示出光标在方影像窗口、滚动窗口或者缩放窗口中的位置（如下图）。

该对话框还显示了十字丝光标所对应的那个像素的屏幕值（颜色）和实际数据值。

●要关闭这个对话框，可以在CursorLocation/Value对话框顶部的菜单中，选择File→Cancel。

●一旦CursorLocation/Value对话框打开后，要隐藏或者显示该对话框，可以在主影像窗口中双击鼠标左键。

图1.5CursorLocation/Value

显示影像剖面廓线

可以交互式地选择和显示X轴（水平）、Y轴（垂直）和Z轴（波谱）的剖面廓线图。

这些剖面廓线图显示了穿过影像的横线（X）、纵线（Y）或者波谱波段（Z）的数据值。

从主图像窗口菜单栏中，可作以下操作：

Tools→Profile→XProfile

→YProfile

→ZProfile

分别显示数据值与列号（samplenumber）之间的关系曲线图；

数据值与行号（linenumber）之间的关系曲线图；

波谱剖面廓线图。

图1.6HorizontalProfile图1.7VerticalProfile

图1.8spectralprofile：

cant_tmr。

Img

♦使用对比度拉伸

在缺省情况下，ENVI用2%的线性拉伸来显示所有影像。

1.为了对影像使用不同的对比度拉伸，可以在主影像窗口的菜单中选择Enhance，它将显示6种默认拉伸选项，分别对应每一个显示窗口（Image，Zoom，Scroll）。

2.在列表中选择一项（比如：

选择Enhance→[Image]Equalization，它将会对主影像窗口中的影像进行直方图均衡化处理，并同时更新滚动窗口和缩放窗口中的影像）。

尝试使用几种不同的拉伸方法。

相应地，也可以交互式拉伸进行对比度拉伸，通过选择主影像窗口菜单中的Enhance→InteractiveStretching。

♦使用颜色映射表

在缺省情况下，ENVI用灰阶颜色表来显示所有影像。

1.为了使用预先定义的颜色表来显示影像，可以从主影像窗口的菜单中选择Tools→ColorMapping→ENVIColorTables，将出现ENVIColorTables对话框。

2.在对话框列表的底部选择一个颜色表，它将改变三个显示窗口的颜色映射值。

在ENVIColorTables对话框中，会缺省的选择Options→AutoApplyOn，所以颜色表会自动地应用到你的影像中。

你可以通过选择Options→AutoApplyOff关闭自动应用，在这种情况下，当你想应用颜色表并观察结果时，必须每次选择Options→Apply。

3.在ENVIColorTables对话框中，选择Options→ResetColorTable会将颜色表转变为缺省情况下的灰阶颜色表。

4.选择File→Cancel来关闭ENVIColorTables对话框。

♦动画循环显示所有的波段（animation）

你可以在一个影像窗口中，按顺序地显示所有的波段，创建一个动画（animation）。

1.在主影像窗口菜单中选择Tools→Animation，然后再在出现的AnimationInputParameters对话框中点击OK。

TM传感器的六个波段都将加载到一个动画窗口中。

一旦所有的波段都加载成功，影像将按顺序显示，产生一个电影的效果。

2.你可以通过使用动画窗口底部的动画控制器（向后循环，向前循环，前后循环和暂停按钮）来控制动画的显示，也可以调整Speed增量框中的数值来改变波段显示的速度。

3.从动画显示菜单中选择File→Cancel来关闭动画显示。

♦散点图和感兴趣区

散点图能快速同时比较两个波段的值。

ENVI的散点图还能够进行快速地两个波段的分类。

1.使用散点图分析来显示影像的波段1和波段4的像素值的分布，选择Tools→2-DScatterPlots，将出现ScatterPlotBandChoice对话框。

2.在ChooseBandX中选择波段1，在ChooseBandY中选择波段4。

点击OK生成散点图。

3.将鼠标光标移动到主影像窗口中，按下鼠标的左键不放，在窗口中移动鼠标。

（确保不是在缩放控制框中点击鼠标键）

图19散点图

当移动鼠标时，可以注意到在散点图中有不同的像素被突出显示出来。

这些跳跃的像素（dancingpixels）表示了以鼠标光标为中心，10×

10的区域范围内的像素对应在散点图上的位置。

4.在ScatterPlot显示中定义感兴趣区，用鼠标左键在散点图窗口中单击选择生成多边形的顶点，然后单击鼠标右键去封闭多边形。

当该区域被闭合后，与散点图中所选择的区域范围相对应的像素，将会突出显示在主影像窗口和缩放窗口中。

5.要定义第二种类，可以从散点图窗口菜单中选择Class菜单并选择第二中颜色，再重复以上步骤。

图1.10ScatterPlot散点图

6.从散点图菜单中选择Options→ExportAll，将导出所有的感兴趣区，并出现ROITool对话框。

ROITool对话框也可以通过在主影像窗口菜单中选择Overlay→RegionofInterest出现在屏幕上。

在缺省情况下，导入到ROITool对话框中的感兴趣区的名字会以ScatterPlotExport开头，然后再在后面加上区域的颜色和所包含的点的个数。

7.在ROITool对话框的菜单中选择File→Cancel将关闭这个对话框。

在使用ENVI这个过程中，定义的感兴趣区都将保存在内存中。

在散点图窗口中，可以通过选择File→Cancel来关闭散点图。

♦显示一幅彩色合成影像

ENVI允许同时显示多幅灰阶或RGB彩色影像。

1.要显示Canon地区的彩色合成影像，单击可用波段列表（AvailableBandsList）。

如果你在以前的操作过程中关闭了可用波段列表，你可以通过在ENVI的主菜单中选择Window→AvailableBandsList来重新显示可用波段列表对话框。

2.单击可用波段列表中的RGBColor单选按钮，则会在对话框的中部出现红、绿、蓝三个字段。

3.通过在对话框上部的波段列表中单击波段名，依次选取波段7，波段4，波段1，波段的名字会自动的加入红、绿、蓝三个字段。

4.单击LoadRGB在影像窗口中显示彩色合成影像。

链接两个显示窗口

将两个显示窗口链接在一起进行比较。

当把两个显示窗口链接在一起后，在一个显示窗口中所进行的任何操作，都会在与其相链接的显示窗口中产生相同的响应。

要将两个显示窗口链接在一起，操作如下：

主图像窗口中Tools→Link→LinkDisplys，或点击右键，在弹出的快捷菜单中选LinkDisplys。

动态叠加

鼠标中键选择叠加区域，可以在任何时候，点击并拖动鼠标中间键来改变叠加区域大小。

作左键显示叠加效果。

图1.11动态叠加

选择感兴趣区

ENVI允许在影像中定义感兴趣区（ROIs）。

感兴趣区主要被用于提取分类的统计信息、生成掩膜以及其它一些操作。

主图像窗口中选择Overlay→RegionofInterest

要定义一个新感兴趣区，点击NEWRegion按钮，可编辑感兴趣区的名字，选择感兴趣区的颜色和填充方式。

图1.12感兴趣区域RegionofInterest

感兴趣区的操作处理

在任意影像中，可定义任意多个感兴趣区。

图1.13创建多个感兴趣区域

●一旦创建了感兴趣区，就可以在表中列出来；

●点击Stats按钮，可以查看所选感兴趣区的统计数据。

●点击Grow按钮，使用一个特定的阀值把感兴趣区“生长”到邻近的像素。

●点击Pixel按钮，可以将多边形、椭圆、矩形以及折线进行“像素化”。

像素化后目标就变成是可编辑点的集合。

●点击Delete按钮，将会把所选的感兴区从列表中永久性地消除。

●ROITool对话框顶部的其它按图1.14感兴趣区的统计数据

钮和下拉菜单中的选项，可以用于计算感兴趣区的均值