ENVI基本影像处理流程操作.ppt
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1、ENVI基本影像处理流程操基本影像处理流程操作作邓书斌E-mail:dengsbesrichina-ESRI中国(北京)有限公司 遥感事业部主要内容主要内容 1.快速认识ENVI 2.影像一般预处理 3.影像信息基本提取方法 4.制图与三维可视化数据的输入输出图像显示与分析图像预处理(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)专题制图/三维可视化分析(集成GIS现有数据)成果报告(GIS分析/共享)遥感图像处理的一般流程遥感图像处理的一般流程1.快速认识ENVI1.1 ENVI简介1.2 安装目录结构1.3 栅格文件系统和储存1.4 数据输入1.5 数据显
2、示1.6 常见系统设置Feature Extraction空间特征提取模块DEMExtraction立体像对高程提取模块Atmospheric Correction大气校正模块1.1ENVI简介ENVI/IDL体系结构ENVIIDL 扩展模块 主模块 开发语言IDL Advanced 数学与统计扩展 工具包IDL DataMiner 数据库连接工 具包Orthorectification正射校正模块NITFNITF数据支持模块1.1ENVI简介ENVI从图像中获得您所需的信息Image-InformationEXTEND IDL,C+,Java,.NetPanchromatic 全色 Mult
3、ispectral 多光谱 Hyperspectral 高光谱TRadarLidarhermal TerrainGPSVector雷达激光雷达热量数据地 形 数 据 位 置 数 据 矢量数据制图工具矢量工具地形工具高光谱工具信息提取工具预处理工具雷达工具读取显示工具三维可视分析制图输出GeodatabaseGIS分析1.1ENVI简介简介大气校正扩展模块大气校正扩展模块(Atmospheric Correction)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,漫反射的邻域效气溶胶散射,漫反射的邻域效应。应。获 得 地 物 反 射 率 和 辐 射 率
4、、地 表 温 度 等 真 实 物 理 模 型 参 数。获 得 地 物 反 射 率 和 辐 射 率、地 表 温 度 等 真 实 物 理 模 型 参 数。使影像变得使影像变得“清晰清晰”1.1ENVI简介简介立体像对高程提取扩展模块立体像对高程提取扩展模块 DEM Extraction 快速从ALOS PRISM,ASTER,CARTOSAT-1,FORMOSAT-2,GeoEye-1,IKONOS,KOMPSAT-2,OrbView-3,QuickBird,WorldView-1,SPOT 1-5等以及航空影像立体像对中提取 DEM。全面支持RPC模型参数,尽可能少的控制点以达到有效的精度 使用
5、DEM编辑工具对提取的DEM做局部编辑 交互量测特征地物的高度和收集3D信息并导出为3D Shapefile文件格式提供面向对象方法、易于使用的向导操作流提供面向对象方法、易于使用的向导操作流程从高分辨程从高分辨 率全色和多光谱数据中提取地物率全色和多光谱数据中提取地物信息。包括:信息。包括:交 通 工 具交 通 工 具飞机飞机,坦克坦克,汽车汽车,船只船只 建 筑 物建 筑 物建筑物轮廓建筑物轮廓,屋顶屋顶 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 自 然 要 素自 然 要 素河流河流,湖泊湖泊,森林森林,田地田地 云和雾云和雾1.1ENVI简介简介空间特征
6、提取扩展模块空间特征提取扩展模块Feature Extraction(FX)1.1ENVI简介简介正射校正扩展模块正射校正扩展模块Orthorectification 由 瑞 典 的由 瑞 典 的Spacemetric公司开发公司开发 采用的正射校正方法具有可靠和高精度的特采用的正射校正方法具有可靠和高精度的特点,并且该方点,并且该方 法被行业所认可。法被行业所认可。支 持 大 区 域 范 围 内 的 多 幅 影 像、多 传 感 器 的 一 次 正 射 校 正支 持 大 区 域 范 围 内 的 多 幅 影 像、多 传 感 器 的 一 次 正 射 校 正 具 有 镶 嵌 结 果 的 功 能,并
7、提 供 接 边 线 和 颜 色 平 衡 辅 助 工 具具 有 镶 嵌 结 果 的 功 能,并 提 供 接 边 线 和 颜 色 平 衡 辅 助 工 具 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。自 定 义 传 感 器 模 型自 定 义 传 感 器 模 型 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简介简介NITF数据支持扩展模块 NITF 读 写、显 示 标 准读 写、显 示 标 准NITF格式文件格式文件 JPEG2000编 码 压 缩编 码 压 缩NITF
8、格式文件格式文件 支 持支 持NITF2.0、NITF2.1和和NSIF1.0之间的转换之间的转换 读 写 从 商 业 卫 星、读 写 从 商 业 卫 星、NCDRD和和 第二图像格式(第二图像格式(NSIF)中获得中获得政府标准数据政府标准数据 广 泛 支 持广 泛 支 持NSDE的分类或未分类的的分类或未分类的TREs,也包括,也包括自定义的自定义的TREs1.1ENVI简介简介ENVI/IDL的特点的特点1.先进、可靠的影像信息提取工具全套影像信息智 能化提取工具,全面提升影像的价值。2.专业的光谱分析高光谱分析一直处于世界领先地 位。3.随心所欲扩展新功能底层的IDL语言可以帮助用户
9、轻松地添加、扩展ENVI的功能,甚至开发定制自己的 专业遥感平台。4.流程化图像处理工具ENVI将众多主流的图像处理 过程集成到流程化(Workflow)图像处理工具中,进 一步提高了图像处理的效率。5.与ArcGIS的整合从2007年开始,与ESRI公司的全 面合作,为遥感和GIS的一体化集成提供了一个典型的 解决方案。1.2安装目录结构安装目录结构 Bin:相应的ENVI运行目录。Data: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。Filt_func:ENVI常规传感器的光谱库文件。例如:aster、modis、spot、tm等。He
10、lp:ENVI的帮助文档。Lib:IDL生成的可编译的程序,用于二次开发。Map_proj:影像的投影信息,文本格式,客户可以进行定制。Menu:ENVI菜单文件,可以进行中、英文菜单互换。Save:应用IDL可视化语言编译好的、可执行的ENVI程序。Save_add:客户自主开发的、可执行程序,比如各种补丁程序。Spec_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栅格文件系统和储存 ENVI栅格文件格式:ENVI使用的是通用栅格数据格式,包含一 个简单的二进制文件(a simple flat binary)和一个相关 的ASCII(文本)的头文件。E
11、NVI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 ENVI读取 时。单独的ENVI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 关信息。所需信息通过交互式输入,或自动地用“文件吸取”创建,并且以后可以编辑修改。您可以在ENVI之外使用一个文本编辑器生成一个ENVI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BSQ(按波段顺序)、BIP(波段按像元交叉)或者BIL(波段按行交叉)的方式进行存储。储存窗口菜单界面FileSave 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。主影像窗口FileSave Ima
12、ges 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。FileSave Zoom As,将Zoom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例如:MapMosaicking的镶嵌窗口下:Apply;Save Template等;Classification等功能下:Output Result to等。1.4 数据显示数据显示 波段列表每次打开的文件都显示在Available Bands List中,列表中可以完成当前 在ENVI中打开的或存储在内存中的文件的信息,还可以进行包括:打开新 文件、关闭文件、将内存数据项保存到磁盘,以及编辑ENVI头文件等操作。三视
13、窗显示当你打开一个图像文件时,会在一个ENVI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1.5所示,目 前大部分的ENVI图像处理操作都在这个窗口中完成。ENVI ZOOM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 ENVI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 sharping、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。1.4 数据显示1.5 数据输入数据输入一般数据的打开一般数据的打开AVHRRHDF SeaWiFSMrSIDBMPJPEGNLAPSERMapper,PCI (.pi
14、x)JPEG 2000PDSERDAS 7.x(.lan)Landsat7Fast(.fst)RADARSATERDAS IMAGINE8.x(.img)Landsat 7 HDFSRFGeoTIFFMAS-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 数据输入数据输入特定数据的打开特定数据的打开 对于特定的已知文件类型,利用内部或外部对于特定的已知文件类型,利用内部或外部的头文件信息的头文件信息 通常会更加方便。使用通常会更加方便。使用 Open Extern
15、al File 选项,选项,ENVI 能够读取一些标准能够读取一些标准文件类型的若干格式,包括精选的遥感文件类型的若干格式,包括精选的遥感 格式、格式、军事格式、数字高程模型格式、图像处理软件格军事格式、数字高程模型格式、图像处理软件格式式 及通用图像格式。及通用图像格式。ENVI 从内部头文件读取从内部头文件读取必要的参数,因必要的参数,因 此不必在此不必在Header Information对话框中输入任何信息。对话框中输入任何信息。1.6常见系统设置常见系统设置用户自定义文件用户自定义文件 这里可以选择自定义的图形颜色文件、颜色表文件、ENVI的菜单文件(ENVI Menu File、D
16、isplay Menu、Shortcut File)、地图投影文件 等,需要重启ENVI。1.6常见系统设置常见系统设置默认文件目录默认文件目录 设置一些ENVI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、ENVI补丁文件、光谱库文件、备用头文件目录等,需要重 启ENVI。1.6常见系统设置常见系统设置显示设置显示设置 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(Display Default Stretch),默认为2%线 性拉伸。1.6常见系统设置常见系统设置综合设置综合设置 这个选项设置的是一些杂项,值得设置的为制图单位(Page
17、 Unit),默认为英寸(Inches),可设置为厘米(Centimeters);还有缓冲大 小(cache size),可以设置为物理内存的50-75%左右,文件碎片大 小设置为cache size的1/10。2.影像预处理2.1 一般预处理流程介绍一般预处理流程介绍2.2 预处理中基础知识预处理中基础知识2.3 自定义坐标系自定义坐标系2.4 ENVI中的几何校正中的几何校正2.5 ENVI中的图像融合、镶嵌、裁剪中的图像融合、镶嵌、裁剪校正模型选择影像参考源控制点选取误差检查不 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)影像配准影像重采样校正影像2.1数据预处
18、理一般流程数据预处理一般流程2.2预处理中基础知识预处理中基础知识常见商业高分辨率卫星常见商业高分辨率卫星传感器发射时间国家多光谱波段空间分辨率(米)重返周期IKONOS1999美国红、绿、蓝、近红外全色:1多光谱:41.5-2.9SPOT52001法国红、绿、近红外、中远红外全色:5 或2.5(超模式多光谱:1026Quick Bird(快鸟2001美国红、绿、蓝、近红外全色:0.61多光谱:2.441-3.5FORMOSAT II2004中国台湾红、绿、蓝、近红外全色:2多光谱:41EROS-B2006以色列/全色:0.7(立体)55CartoSAT-1(P5)2005印度/全色:2.5(
19、立体)ALOS2005日本红、绿、蓝、近红外全色:2.5(立体)多光谱:102北京一号小卫星2005中国红、绿、近红外全色:4多光谱:323-5KOMPSAT-22006韩国红、绿、蓝、近红外全色:1 多光谱:43WorldView-1/22008美国红、绿、蓝、近红外 红边、海岸、黄、近红外2全色:0.5 多光谱:2.41.1-3.7资源应用卫星-2B星2008中国/全色:2.37多光谱:19.526GeoEye-12008美国红、绿、蓝、近红外全色:0.41(0.5)多光谱:1.652-3RapidEye2008德国蓝、绿、红、红边、近红外5每天其他卫其他卫星星传感器发射时间国家多光谱波段
20、空间分辨率(米)Landsat177299美国蓝、绿、红、近红外、短波红外、热红外15、30、60、80、120SPOT41999法国绿、红、近红外、中远红外全色:10 多光谱:20中巴资源卫星-01/021999中国蓝、绿、红、近红外多光谱:19.5Resourcesat(P6)2003印度绿、红、近红外、短波红外多光谱 24 米全色 5.8米ALOS2005日本微波、立体像对、多光谱2.5米立体像对、10米多光谱、3米RadarTerraSAR-X2007德国微波1 m Radar、3m、5mCOSMO-SkyMed2007意大利微波3米、15米RADARSAT II2008加拿大微波3m
21、 超细化模式1m景观光线模式NOAA气象卫星/美国红、近红外、中红外和两个热红外1.1km风云系列卫星/中国可见光4个,近红外2个,中远红外2个,热红外2个。1.1kmMODIS/美国36个波段250m、500m和1000m减小卫星A、B星2008中国多光谱近中红外(4波段)、高光谱(111波段)多光谱:30米 高光谱:100米Hyperion/EO-12000美国0.42.5 m共有220波段30米2.2 预处理中基础知识数据源的选择图像选择经济成本专题目的专题地域环境专题图比例尺空间分辨率时间分辨率波谱分辨率2.2 预处理中基础知识预处理中基础知识影像格式影像格式 传 感 器 文 件 格
22、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卫星不同的卫星传感器研发或运行机构一般会给所分发的卫星数据设计数据设计 一种分发格式,如一种分发格式,如Landsat系列的系列的Fast格式、格式、EOS系列卫星的系列卫星的HDF格格 式等。式等。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式,商业化的图像处理软件都会开发出软件本身的图像格式,如如ENVI的的 Hdr&img格式,格式,Erdas的的IMG格式,格式,PCI的的pix格格式等。式等。通 用 图 像 文 件 格 式通 用 图 像 文 件 格
23、式很多图像格式成为国际通用,被大多数软件所支持。如很多图像格式成为国际通用,被大多数软件所支持。如TIFF、JPEG2000、BMP等。等。2.2预处理中基础知识预处理中基础知识引起图像畸变因素引起图像畸变因素 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 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,地球如传感器平台的高度、经纬度、速度和姿态的不稳,地球曲率及空曲率及空 气折射,地形影响等气折射,地形影响等2.3预处理中基础知识预处理中基础知识几何校正中的几个概念几何校正中的几个概念 几何校正
24、:纠正系统和非系统因素引起的几何畸变。图像配准(Registration):同一区域里一幅图像(基准 图像)对另一幅图像校准,以使两幅图像中的同名像素配 准。图像纠正(Rectification):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(Geo-referencing)图像地理编码(Geo-coding):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。图像正射校正(Ortho-rectification):借助于地形高程 模型(DEM),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。2.4预处理中基础知识预处理中基础知识实际中的概念实际中的概念 几 何
25、 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 几 何 精 校 正几 何 精 校 正包括图像纠正、地理编码和部分包括图像纠正、地理编码和部分图像配准图像配准 图 像 配 准图 像 配 准 正射校正正射校正2.2预处理中基础知识预处理中基础知识卫星影像的校正卫星影像的校正 根 据 卫 星 轨 道 参 数,包 括 位 置、姿 态、轨 道 及 扫 描 特 征,根 据 卫 星 轨 道 参 数,包 括 位 置、姿 态、轨 道 及 扫 描 特 征,校 正 影 像校 正 影 像(有有时加入时加入DEM)。地 面 控 制 点 校 正地 面 控 制 点 校 正+校正模型校正模型
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- ENVI 基本 影像 处理 流程 操作
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