ENVI实验指导书

遥感图像处理实验指导实验一 图像处理软件ENVI4功能介绍实验二 影像的配准实验三 图像融合实验四 波段组合计算及图像增强实验五 图像分类实验六 地图制图实验一 图像处理软件ENVI4功能介绍1 ENVI4支持文件格式ENVI使用的是通用的栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件和一个相关的ASCII的头文件。读该文件格式允许ENVI使用几乎有的影像文件，包括那些自身嵌入头文件信息的影像文件。通用的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。ENVI软件支持的数据类型，包括字节型，整型，无符号整型，长整型，无符号长整型，浮点型，双精度浮点型，复数型，双精度复数型，64位整型，以及无符号64位整型。2 ENVI的窗口和显示使用ENVI软件时，打开图像通常有三个窗口，即主影像窗口（Main Image Window）、滚动窗口（Scroll Window）和缩放窗口（Zoom Window），见图1.1。图1.1 ENVI显示窗口组：主影像窗口、滚动窗口和缩放窗口2.1 ENVI主菜单ENVI主菜单位于显示窗口的顶部，在默认情况下，它显示于主影像窗口的顶部，并提供交互式的影像显示和分析功能，见图1.2。如果所选的显示组中不包括主影像窗口，那么菜单将会出现在滚动窗口或者缩放窗口的顶部，同ENVI其他的菜单一样，从该菜单中可以选择任意的菜单选项。此外，在任何一个显示窗口点击右键会弹出一个快捷菜单。通过这个菜单可以访问显示函数，也可以改变显示的设置。图1.2主影像窗口中的overlay菜单和快捷菜单2.2 可用波段列表ENVI可以打开影像文件或者这些文件中的单个波段。可用波段列表（Available Bands List）是一个特殊的ENVI对话框，它包括了所以被打开文件中可用的影像波段，以及与此相关的地图信息列表，见图1.3。使用波段列表可以把彩色和灰阶影像加载到一个显示窗口中，可以直接打开一个新的显示窗口，也可以点击对话框底部的Display按钮，并从中选择显示窗口号，打开相应的显示窗口，然后点击Gray Scale 或者RGB单选按钮，再从列表中点击波段名，选择所需要的波段，加载显示影像。提示：如果加载的是单波段影像，可以直接在波段上双击来完成。图1.3可用波段列表对话框3 ENVI基本功能打开影像文件首先启动ENVI软件，双击软件图标即可。要打开一个影像文件可以分以下几个步骤：1 选择FileOpen Image file。在屏幕上弹出文件选择对话框“Enter Input Data File”。2 选择进入实验课程所提供的数据目录envidata中，双击打开文件夹，选择can_tm文件夹，从文件夹中选择can_tmr.img文件，然后点击ok。3 在可用波段列表中就会显示刚才选择的文件can_tmr.img，使用鼠标左键点击选择影像的显示方式（Gray Scale或RGB）。选择某个影像波段或三个波段进行显示，所选波段在标有“Selected Band”显示出来。4 点击Load Band或Load RGB，将影像加载到一个新的显示窗口。图像加载后，可以熟悉一下窗口的各个界面，以及对图像主窗口、滚动窗口和缩放窗口进行相关操作。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WindowCursor Location/Value，或者在主影像窗口中点击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择Cursor Location/Value。接着在屏幕上出现的Cursor Location/Value对话框将显示出光标在主影像窗口。滚动窗口或者缩放窗口中的位置，见图1.4。该对话框还显示了十字丝光标所对应的哪个象素的屏幕颜色值和实际数据值。要关闭这个对话框，可以在Cursor Location/Value对话框顶部的菜单中，选择filecancel。一旦Cursor Location/Value对话框打开以后，要隐藏或显示该对话框，可以在主影像窗口中双击鼠标左键即可。图1.4 Cursor Location/Value对话框显示影像剖面廓线可以交互式的选择和显示X轴（水平）、Y轴（竖直）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。1 从主影像窗口菜单栏中，选择ToolsProfilesX profle，将会打开一个绘制窗口，该窗口将根据影像中所选择的行，绘制出一幅数值与列号（sample number）之间的关系曲线图，见图1.5。2 重复上述过程，选择Y profile，绘制出一幅数据值与行号（line number）之间的关系曲线图。选择Z profile，绘制出相应的波谱面廓线图。提示：也可以通过任意影像窗口中的快捷菜单，来打开Z轴波谱剖面廓线图。3 选择WindowMouse Button Descriptions，可以查看鼠标键在剖面廓线显示窗口中按键功能的描述。4 放置好这三个剖面廓线窗口，以便能同时看到它们。5 在影像上移动移动十字丝，查看这三幅影像剖面廓线图在新的位置上是怎样显示新的数据值。6 从绘制图每个窗口中，选择FileCancel，来关闭绘制窗口。图1.5水平轴（X）、Y轴（竖直）和Z轴（波谱）剖面廓线绘制曲线图进行快速对比拉伸使用主影像窗口、缩放窗口或者滚动窗口中的默认参数和数据来进行快速对比度拉伸。选择主影像窗口菜单栏中的Enhance菜单，可以进行各种各样的对比度拉伸（线性拉伸，0255间的线性拉伸，2的线性拉伸、高斯拉伸、均衡化拉伸以及平方根拉伸）。1 使用主影像窗口、缩放窗口或者滚动窗口中的影像作为拉伸数据源，尝试进行各种类型的拉伸变换。2 比较在窗口显示组中线性、高斯、均衡及平方根拉伸后的结果。显示交互式的散点图ENVI可以绘制出两个所选影像的数值关系图，即分别选定这两个波段为X、Y轴，在平面坐标上绘制两者的散点图。1 在主影像窗口菜单栏中，选择Tools 2D Scatter Plots。接着Scatter Plot Band Choice对话框就会出现在屏幕上，在该对话框中选择要进行比较的两个影像波段。2 选择其中一个波段作为X轴，另一个波段作为Y轴，然后点击OK，即可生成散点图。3 一旦打开了散点图绘制窗口（图1.6）就可以将鼠标光标放在主影像窗口中的任意位置，并可以按住鼠标左键来拖动光标，此时，十字丝光标周围1010范围内的像素在散点图中所对应的点将会用红色突出显示出来。提示：选择WindowMouse Button Descriptions 来显示不同的鼠标键在Scatter Plot显示窗口中的功能。4 在主影像窗口上移动鼠标光标，观察所产生的跳跃像素（dancing pixels ）效果。5 可以使用散点图来突出显示主影像窗口中含有对应波谱值的像素，将鼠标光标放在散点图窗口上，点击并拖动鼠标中间键。6 在散点图菜单栏中，选择filecancel 来关闭Scatter Plot 窗口。图1.6 一个交互式的散点图，对波段2和波段3进行比较加载一幅彩色图像1如果屏幕上没有显示可用波段列表对话框，那么在ENVI主菜单栏中，选择Window Available Bands list，打开该对话框，如图1.3。注意：如果没有打开影像，那么在ENVI主菜单中，选择FileOpen Image File，然后选择一个要打开的影像。接着该影像的波段就加载到可用波段列表中。2 点击RGB单选按钮，然后在另一个显示窗口中，加载一幅彩色影像。3 通过点击列表中的波段名，从列表中为每种颜色（红、绿、蓝）选择一个波段。当点击列表中的波段名时，指定的RGB单选按钮会自动的向前选择。4 当三种颜色都有波段与其对应时，点击Display1下拉式菜单按钮，并从中选择New Display。5 点击Load RGB按钮，就可以将一幅彩色影像加载到一个新的显示窗口中。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（滚动、缩放等）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。要在两个显示窗口中链接在一起，操作步骤如下：1 从主影像窗口菜单中，选择ToolslinkLink Displays，或者在影像中点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中，选择Link Displays。Link Displays对话框就会打开。2 在Link Displays对话框中，点击ok，建立链接。3 现在尝试在其中的一个窗口进行滚动或者缩放操作，观察另一个窗口的反应。选择感兴趣区域（Region of Interest）ENVI允许在影像中定义感兴趣区（region of interest，ROIs）。感兴趣区主要被用于提取分类的信息统计、生成掩膜以及其他一些操作。1 从主影像窗口中选择OverlayRegion of interest，或者在影像中点击鼠标右键，在弹出的菜单对话框中，选择ROI Tool。接着与该影像显示窗口相对应的ROI Tool对话框就会出现在屏幕上（图1.7）。2 绘制感兴趣区的多边形，在ROI_Type中选择ROI_Type类型，包括多边形、矩形、圆形等。具体绘制步骤如下：在主影像窗口中点击鼠标左键，建立感兴趣多边形的第一个顶点。再依次点击鼠标左键，按顺序选择更多的边线点，点击鼠标右键来闭合该多边形。鼠标中键可以删除最新定义的点，或者删除整个多边形。再一次点击鼠标右键，固定多边形的位置。通过选择ROI Tool对话框顶部相应的单选按钮，感兴趣区也可以在缩放窗口中被定义。当完成一个感兴趣区的定义后，该区域会在Available Regions of Interest列表中显示出来，同时显示的还有感兴趣区的名称、颜色和所包含的像素数。3 要定义另一新的感兴趣区，在ROI Tool对话框中点击New Region即可定义。效果见图1.7。图1.7 定义感兴趣区的对话框图1.8 定义了三个感兴趣区的图像4、保存ROIROI TOOL窗口菜单：File/Save ROIs5、合并ROIROI TOOL窗口菜单：Options/Merge Regions6、裁剪ROIROI TOOL窗口菜单：File/Subset Data via ROIs或：主菜单，Basic Tools/ Subset Data via ROIs对影像进行注记在ENVI软件中，可以向地图和影像中添加一些文本、符号、色标条及一些其他的符号注记。1 要对一幅图像进行注记，可以从主影像的菜单选项中选择Overlay Annotation。接着与主影像窗口相对应的Annotation：Text对话框就会出现在屏幕上（见图1.9）图1.9文本（Text）模式的Annotation对话框2 要对绘制图、3D表面以及相似的对象进行注记，可以从绘制窗口的菜单栏中选择Options Annotation。注记类型：Annotation：Text对话框中允许添加不同类型的注记。这些不同的类型都可以从object下拉菜单中进行选择，注记的类型主要有:文本、符号、矩形、椭圆、多边形、折线、箭头、地图比例尺、三北方向图标（Declination Diagrams）、地图图例、颜色标注及影像注记。默认情况下，注记的类型为文本（Text）。对话框中的其他选项用来控制文本注记的字体（Font）、大小（Size）、颜色（color）、位置和角度。放置注记：比如向主影像窗口中添加文本注记：1 在Annotation：Text对话框中，添加要输入的文本（for example， Center South University of Forestry & Technology ）在对话框相对应的菜单和参数设置中选择文本的字体、颜色和大小，然后在主影像窗口合适的位置上，点击鼠标左键。接着，输入的文本会显示在所选点的位置上，如图1.10。图1.10 带注记的影像注意：选择Window Mouse Button Description ，描述在注记对话框中鼠标按键的各项功能。2 使用鼠标左键，拖动文本注记的小圆柄，在窗口中放置文本注记。可以在对话框中改变相应区域的设置值，或者按下鼠标左键拖动文本或符号注记，以此来改变注记的属性和位置。3 完成文本注记的设置，可以点击鼠标的右键来锁定注记的位置。保存和恢复注记：1 从Annotation：Text对话框的菜单栏中，选择FileSave Annotation，来保存影像注记。2 打开一个Output Annotation Filename 对话框。要保存影像注记，在该对话框中指定要保存的路径以及保存的文件名，该文件的扩展名为.ann。注意：如果没有将影像的注记保存到文件中，那么关闭Annotation：Text对话框时，注记也将丢失。3 在Annotation：Text对话框中，选择FileRestore annotation，就可以恢复保存过的注记文件。修改先前放置的注记要对先前已经放置好的注记进行修改，可按如下步骤进行修改：1 在Annotation：Text对话框中，选择ObjectSelection/Edit。2 用鼠标点击并托拽出一个矩形框来包含要修改的注记对象。3 当小圆柄出现后，点击拖动注记及小圆柄，修改其对应的属性，这就像设置新的注记对象时一样。添加网格1要在影像中添加公里网格信息，可以从主影像窗口中选择Overlay Grid line Parameters对话框。注意：当给影像添加公里网格时，影像的边框会自动添加进来。2 在Grid line Parameters对话框，设置公里网线宽、颜色和公里网间隔，来修改公里网的属性。图1.11 添加注记和网格的影像3 在Edit Pixel Attributes对话框中，可以改变公里网标注、网格线、矩形边框和交叉角的颜色、宽度以及公里网间隔。完成了这些属性设定之后，点击Edit Pixel Attributes对话框中的ok按钮，将所做的更改应用到这些影像当中。4 当对所加的公里网满意之后，点击Grid line Parameters对话框中的Apply按钮。保存和输出影像对添加标注和进行图像处理的图像进行保存，可以将影像保存为ENVI的影像文件格式，或者保存为几种通用的图像格式，然后打印或者导入到其他软件当中，也可以直接通过打印机进行打印输出。将影像保存为ENVI的影像格式1 从主影像窗口菜单栏种，选择File Save Image File, Output DisplayTo image file 对话框就会出现在屏幕上。2 选择24比特彩色或者8比特的灰阶进行输出，然后再选择其他图形选项（包括注记和公里网）以及边框设置。如果将注记和公里网都添加到彩色影像显示中了，那么注记和公里网就会自动的列到graphics选项中，也可以选择其他注记文件应用于输出图像上。3 使用所需的单选按钮，将影像结果输出到Memory或者file中。如果选择了file，就要输入一个输出文件名。4 点击ok保存影像。实验二 影像的配准本专题旨在介绍如何在ENVI中对影像进行地理校正，添加地理坐标，以及如何使用ENVI进行影像到影像的几何校正。1图像文件头文件的修改打开并显示SPOT数据首先打开软件，打开软件自带数据库中的SPOT数据，步骤如下：1 从ENVI主菜单中，选择file open image file。2 当enter data filename文件选择对话框出现后，选择进入envidata目录下的bldr_sp.img文件。3 点击ok。4 当可用波段列表对话框出现后，点击Grey scale单选按钮，使用鼠标左键，点击相应的波段名，从对话框顶部所列波段中选中SPOT波段。所选择的波段名显示在select Band：字段区域中。5 点击Load Band按钮，加载这幅影像到一个新的显示窗口中。修改ENVI头文件中的地图信息1 在可用波段列表中，右键点击bldr_sp.img文件名下的Map info图标，从弹出的快捷菜单中选择Edit Map Information。Edit Map Information对话框出现在屏幕上。图2.1这个对话框列出了在ENVI中添加地理坐标所用的地理信息。可以调整ENVI使用的Magic Pixel（作为地图坐标系统的起始点）相对应的影像坐标。因为ENVI可以从相应头文件信息和地图投影文件中，识别出地图投影，像元大小以及地图投影参数，所以用它能计算出影像中任意像元的地理坐标，既可以输入地图坐标，也可以输入地理坐标（经纬度）。2 点击Projection/Datum文本旁边的箭头切换按钮，显示UTM Zone13 North地图投影的纬度/经度坐标。ENVI在处理过程中才进行转换。3 点击当前的DMS或者DDEG按钮，分别在度分秒（DegreeMinutesSecond）和十进制的度（Decimal Degrees）之间进行切换。4 点击Cancel，推出Edit Map Information对话框。图2.1Edit Map Information对话框5 修改图像的pixel size信息，添加公里网格和地图标注。6 保存图像。在主影像窗口中，选择file save image as image file。选择输出路径和填写输出文件名称。2 影像对影像的几何配准利用SPOT图像校正Landsat TM。打开并显示Landsat TM图像1 从ENVI主菜单中，选择file open image file。2 当enter data filenames对话框出现后，选择进入envidata目录下的bldr_reg子目录，从列表中选择bldr_tm.img文件。3 在文件选择对话框中，点击open ，把TM影像波段加载到可用波段列表中。4 在列表中选择band3，点击display#1按钮，并从下拉式菜单中选择new display。5 点击Load Band按钮，把TM的band3波段的影像加载到一个新的显示窗口中。显示光标位置/值要打开一个显示主影像窗口，滚动窗口，或者缩放窗口中光标位置信息对话框，可以按以下步骤进行操作。1 从主影像窗口菜单栏中，选择tools Cursor Location/value。2 在主影像窗口、滚动窗口和缩放窗口的TM影像上，移动鼠标光标。注意坐标是以像素为单位给出的，这是因为这个影像是基于像素坐标的，它不同于上面带有地理坐标的SPOT影像。3 选择file Cancel，关闭Cursor Location/value对话框。开始进行影像配准1 从ENVI主菜单栏中，选择Map Registration Select GCPs：Image to Image。2 在image to Image Registration对话框中，点击并选择display1（spot影像），作为Base Image。点击display2（TM影像）作为Warp image。图2.2image to Image Registration对话框3 点击ok，启动自动配准程序。通过讲光标放置在两幅影像的相同地物点上，来添加单独的地面控制点。注意：同名地物点，需要在两张图上都有的，一般选择河流和道路的交叉点或者拐角点。交叉点或拐角点的选择要依据图像空间分辨率大小来确定，如Quickbird的空间分辨率为0.61米，则对Quickbird进行图像校正时，道路的交叉点宽度应在1米以内为好。4 启动Ground control Points Selection对话框后，首先在两张图上找到同名地物点，如现在SPOT图像上找到一点，将鼠标移动至该点，同样的方法在TM影像上找到该点。5 在两个缩放窗口（Zoom）中，查看光标所在位置，把十字丝移到对应位置，记录每点的X,Y值。图2.3缩放窗口（Zoom）对话框6 Ground Control Points Selection对话框的base X和Y文本框中，分别输入286和255，将SPOT影像中的光标位置移动到相应的位置点上。使用同样的方法在Warp X和Y文本框中，分别输入133和264，将TM影像中的光标移动到相应的位置。7 Ground Control Points Selection对话框中，点击Add point，把该地面控制点添加到列表中。点击Show list查看地面控制点列表，见图2.4。然后依同样的方式寻找其余的同名地物点。图2.4用来进行影像配准的Ground Control Points Selection对话框和Show list列表注意：在缩放窗口中支持亚像元（sub-pixel）级的定位，缩放的比例越大，地面控制点的精度就越好。地面控制点的选择除了通过移动光标之外还可以直接在同名地物点上通过鼠标进行点击完成。在show list对话框中，一旦已经选择了4个以上的地面控制点后，RMS误差就会显示出来。8 如果选择的控制点中，某点的误差很大，删除该点，重新寻找新的点来代替。在show list对话框中用鼠标点击该点，选择delete即可删除该点。如果对所有选择的控制都不满意的话，可以通过Ground Control Points Selection对话框，选择Options Clear All Points，可以清除掉所有的已选择的地面控制点。9 若选择的地面控制点比较满意，则在对图像进行校正之前要对控制点信息进行保存。具体方法为在Ground Control Points Selection对话框中，选择file Save GCPs to ASCII，选择保存路径和文件名，对控制点信息进行保存，以备下次使用。图2.5影像配准中所用到的Image to Image GCP List对话框校正影像在这里我们校正的影像为TM影像的一个波段，我们也可以同时校正多波段影像中的所有波段。1 从Ground Control Points Selection对话框中，选择Options Warp Displayed Band。2 在Registration Parameters对话框中的Warp Method按钮菜单中，选择RST。在Resampling的按钮菜单中选择Nearest Neighbor重采样法。图2.6 Registration Parameters对话框3 输入文件名bldr_tm1.wrp,点击ok。4 重复步骤1和步骤2，还是使用RST校正法，但是要相应的选择Bilinear和Cubic Convolution重采样法。5 将结果分别输出为bldr_tm2.wrp和bldr_tm3.wrp文件中。6 再一次重复步骤1和步骤2，这一次选择一次多项式Polynomial校正法，并使用Cubic convolution重采样法。然后再选择Delaunay 三角网的Triangulation校正法，相应的使用Cubic convolution重采样法。7 将上述结果分别输出到bldr_tm4.wrp和bldr_tm5.wrp文件中。按照同样的方法可以对TM影像的其余波段进行校正，与上述步骤有区别的地方是，对其余的波段进行校正，不需要重新找点，只需要将保存的控制点信息直接调用即可。在Ground Control Points Selection对话框中，选择file Restore GCPs from ASCII，调用保存的控制点信息即可对图像进行校正，校正后的图像进行合成。8 合成的步骤为，在ENVI主菜单栏中选择basic tools lay stacking，通过lay stacking选择校正后的各个波段进行图层的叠加，对叠加后的图像进行保存，保存文件名为bldrtm_m.img。比较校正结果使用动态链接来比较校正结果：1 在可用波段列表中，点击原始的SPOT波段影像名bldr_sp.img，然后从菜单中，选择Grey scale显示方式来显示图像。2在可用波段列表中，选择bldr_tm1.wrp文件，在Display下拉式按钮中选择New Display，点击Load Band将该文件加载到一个新的显示框中。3 在主影像窗口中，点击鼠标右键，选择tools Link link displays。4 在link displays对话框中，点击ok，把SPOT影像和已添加了地理坐标的bldr_tm1.wrp影像链接起来。5 使用动态链接功能，与带地理坐标的SPOT影像进行比较。6 取消动态链接功能，选择tools Link unlink displays。查看地图坐标1 从主影像窗口菜单栏中，选择Tools cursor Location/Value。2 浏览带地理坐标的数据集，注意不同采样方法和校正方法对数据值所产生的效果。3 选择File Cancel，关闭该对话框。3 影像到地图的配准 这一部分将逐步地演示影像到地图的配准处理过程。许多步骤同影像到影像的配准步骤相似，因此这些步骤将不会被详细地讨论。从带地理坐标的 SPOT 影像中获取的地图坐标以及一个矢量的数字线划图（DLG）都将被作为基准数据，然后对基于像素坐标的 Landsat TM 影像进行校正，以匹配相应的地图数据3、1打开并显示 Landsat TM 影像文件: 从 ENVI 主菜单中，选择 File Open Image File。当 Enter Data Filenames对话框出现后，选择进入相应文件夹目录下列表中lxmbldr_tm.img 文件。点击 OK。TM 影像波段被加载到可用波段列表中，同时一幅彩色影像被加载到一个新的显示窗口中。在可用波段列表中，点击 Gray Scale 按钮，选择波段 3。点击 Load Band 按钮，把 TM 影像的第 3 波段加载到已打开的显示窗口中。3、2选择影像到地图的配准并恢复控制点坐标:从 ENVI 主菜单中，选择 MapRegistrationSelect GCPs:Image to Map。如果打开了多个影像显示窗口，那么就在 Image to Map Registration 对话框中，点击选择包含该灰阶影像的那个显示窗口的显示号。从投影列表中选择 UTM，并在 Zone 文本框中输入 13。设置像素大小为 30m，点击 OK，启动配准程序。 在要校正的影像中，把光标移动到一个已知地图坐标的地面点上（可以从一幅地图或者 ENVI 矢量文件中见下一部分读取所需的地图坐标） ，来添加单个的地面控制点。 Ground Control Points Selection 对话框中的 E（东向）和 N（北向）文本框中，手动地输入已知的地图坐标，然后点击 Add Point 来添加新的地面控制点。在 Ground Control Points Selection 对话框中，选择FileRestore GCPs from ASCII，打开lxm PZhun.pts 文件。在Ground Control Points Selection对话框中， 点击Show List按钮。 可以在Image to Map GCP List对话框中查看影像的地图坐标、实际影像点和预测点的坐标以及 RMS误差。3、3使用矢量显示的数字线划图（DLGs）来添加地图控制点： 从 ENVI 主菜单中，选择 FileOpen Vector FileUSGS DLG。在文件选择对话框中，选择 lxmbldr_rd.dlg 文件。在 Import Optional DLG File Parameters 对话框中，选择 Memory 单选按钮，点击 OK，读入所需的数字线划图（DLG）数据。在可用矢量列表中高亮选择 ROADS AND TRAILS: BOULDER, CO 文件，点击 Load Selected按钮。在 Load Vector 对话框中，点击 New Vector Window。把该矢量加载到一个新的矢量显示窗口中。 在 Vector Window #1 窗口中，点击并拖曳鼠标左键，激活一个十字形光标。光标处的地图坐标会在 Vector Window #1 窗口的底部列出。在主影像显示窗口中，选择 ToolsPixel Locator，并输入 402 和418，然后点击Apply，将影像光标移动到道路交叉口相应的点上去。注意，在缩放窗口中，同样可以获取到亚像元（sub-pixel）级的定位精度。 带十字形光标的矢量窗口，并且显示出了地图坐标(上图)在矢量窗口中，用鼠标左键点击并拖曳矢量光标，当十字形光标位于所需的道路交叉口时，松开鼠标左键，把矢量光标放置在道路的交叉口上，其坐标为 477593.74，4433240.0（北纬 40 度 3 分3 秒，东经-105度 15 分45 秒）。 在矢量窗口中，点击鼠标右键，并从弹出的快捷菜单中，选择Export Map Location。新的地图坐标就会出现在 Ground Control Points Selection 对话框中。在 Ground Control Points Selection 对话框中，点击 Add Point，添加该地图坐标/影像像素对，并观察 RMS误差的变化。3、4 RST和三次卷积校正： Ground Control Points Selection 对话框中，选择 OptionsWarp File。在 Input Warp Image 对话框中，高亮选择文件名 zhumuqian_tm.img，点击 OK，对 TM的 6 个波段进行校正。在出现的 Registration Parameters dialog 对话框中，将 Warp Method 选为 RST，将 Resampling 设置为 Cubic Convolution。把 background值改为 255。在 output file 文本框中，输入输出文件名 zhumuqiantm_m.img。点击 OK，开始进行影像到地图的校正。 3、5 显示结果并进行评价: 使用光标位置/值（Cursor Location/Value）来对校正后的彩色影像进行评价。 在可用波段列表中， 点击Gray Scale单选按钮， 接着点击校正影像的波段Wrap(Band 3: zhumuqiantm_m.img)。 从 Display #下拉式菜单按钮中，选择 New Display。点击 Load Band，来加载这幅校正后的 TM影像。注意到校正影像是倾斜的，这是由于消除了 Landsat TM 轨道方向影响的原因。此时这个影像已经带有地理坐标，但注意它的空间分辨率是 30 米，而SPOT 影像为 10 米分辨率。实验三 图像融合数据融合是将多幅影像组合到单一合成影像的处理过程。它一般使用高空间分辨率的全色波段与低空间分辨率的多光谱影像进行融合，达到增强光谱影像空间分辨率的问题。进行数据融合的影像文件必须含有地理坐标，在这种情况下，空间采样会自动运行。如果进行数据融合的影像文件没有地理坐标，则影像就必须覆盖同一地理区域，并且有相同的像素大小，影像大小以及相同的方位。1 无地理坐标系统的影像融合读取并显示ER Mapper影像London 的TM影像和SPOT影像都是二进制的文件，含有ER Mapper的头文件。它们能够自动被ENVI的ER Mapper读取程序读取。1 选择file open external file IP software ER Mapper，然后进入lontmsp子目录，选择lon_tm.ers。2 在可用波段列表中，单击RGB color单选按钮，并依次选取红、绿、蓝字段对应的波段，点击Load RGB来显示一幅彩色的TM影像。3 选择file open external file IP software ER Mapper，然后进入lontmsp子目录，选择lon_spot.ers文件。4 在可用波段列表中，单击grey scale单选按钮，选取pseudo layer波段，从display的下拉菜单中选择new display，点击load band来显示一幅灰阶的SPOT影像。调整影像大小1 在可用波段列表中单击SPOT影像可以发现其空间尺寸为28201569，用同样的方法可以知道TM影像的空间尺寸为1007560。TM影像的像素大小为28米，而SPOT影像的像素大小为10米。TM影像必须以2.8的倍率来调整大小，以产生与SPOT影像匹配的10米大小的像元。2 选择Basic tools Resize Data（spatial/Spectral）选择lon_tm.ers并单击ok。在resize data parameters对话框的xfac文本框中输入2.8，在yfac文本框中输入2.8009，选择保存路径和文件名lontm，点击ok来调整TM影像的大小。或者直接在samples文本框中输入2820，在lines文本框中输入1569，选择保存路径和文件名lon_tm，点击ok来调整TM影像的大小。图 3.1 Resize Data 对话框3 显示调整过的影像，选择Tools link Link Displays将调整过大小的TM影像和SPOT的全色影像链接起来，使用动态链接来分析比较这两幅影像。图3.2TM彩色合成影像和SPOT全色影像进行HIS数据融合为了了解整个处理过程，选择进行手工数据融合。第一步，TM的彩色影像转换到色度、饱和度和数值(也称亮度值)（hue-saturation-value(intensity)）彩色空间。将高分辨率SPOT影像替换数值（value）波段，并将其拉伸到0至1之间以满足正确的数据范围，再将从TM影像获取的色度、饱和度以及SPOT影像中获取的数值进行反转换，转回到红-绿-蓝彩色空间。这个过程将产生出一幅输出影像，其中包含了从TM影像中获取的颜色信息以及从SPOT影像中获取的空间分辨率信息。HSV正变换1 从ENVI的主菜单选择Transform color Transforms RGB to HSV，然后选择调整过大小的TM数据作为输入的RGB影像。输入要输出的文件名，点击ok执行变换。2 作为灰阶影像或RGB彩色影像，来显示色度、饱和度和数值的影像。拉伸SPOT影像并替换TM的数值波段1 从ENVI的主菜单选择Basic Tools Stretch Data，单击lon_spot文件，然后点击ok。2 在Data stretching对话框的Output Data中，在min文本框中输入0，Max文本框中输入1.0，并输入一个输出文件名。单击ok将SPOT影像的数据拉伸为浮点型，范围为0到1.0。图3.3 Data stretching对话框HSV反变换1 从ENVI主菜单中选择Transform Color Transforms HSV to RGB，选择经过变换的TM影像的Hue和Saturation波段作为变换的H和S波段。2 选择拉伸过的SPOT影像作为V波段，点击ok。在HSV to RGB Parameters对话框中输入要输出的文件名，点击ok进行反变换。图3.4 HSV to RGB Parameters对话框显示结果1 在可用波段列表中点击RGB Color单选按钮，并按顺序点击反变换后的RGB波段。再点击Load RGB按钮来显示一幅经过融合的TM/SPOT彩色影像。2 显示融合后的影像，选择Tools Link Link Displays将融合后的影像，同调整过大小的TM影像以及SPOT的全色影像链接起来。使用动态分析比较这些影像。进行自动HSV变换融合1 在ENVI的主菜单选择Transform Image Sharpening HSV。2 如果调整过大小的TM彩色影像已经显示在窗口中，则可以在Select Input RGB对话框中直接选择合适的影像显示窗口。否则，就要在Select Input RGB对话框中，选择“Red Layer”，“Green Layer”，“Blue layer”所对应的调整过大小的TM影像波段，然后点击ok。3 High Resolution Input File对话框中选择SPOT影像，点击ok。4 输入输出文件名：lontmsp.img，在HSV Sharpening Parameters对话框中点击ok。结果显示、链接和比较1 显示融合后的彩色影像，在可用波段列表中，选择RGB Color单选按钮，再在RGB波段中，选择融合影像中相应的波段，点击Load RGB。2 通过在主影像窗口菜单中选择Tools Link Link Displays，将原始的TM彩色影像，SPOT影像以及自动融合的彩色影像进行链接比较。图3.5 TM彩色影像、SPOT影像以及融合后的彩色影像链接比较2 带地理坐标系统的影像融合打开要进行融合的图像1选择file open image file 然后进入envidata目录，双击p123r043ETM文件夹，选择p123r043_7p19991224_z49_multi.hdr，点击打开，影像就出现在可用波段例表中。2 在可用波段列表中，点击RGB Color，选择R（4）G（5）B（3）三个波段来进行波段显示。3 选择file open image file 然后进入envidata目录，双击p123r043ETM文件夹，选择p123r043_7p19991224_z49_pan.hdr，点击打开，影像就出现在可用波段例表中。4在可用波段列表中，点击Grey scale，选择p123r043_7p19991224_z49_pan.hdr，点击Display1下拉菜单，点击New display，点击Load band。Color Normalized（Brovey）sharpening（标准化彩色变换融合）1在ENVI的主菜单选择Transform Image Sharpening Color Normalized（Brovey）。2 在select Input for color Bands对话框中选择Available Bands List，点击ok。图3.6 select Input for color Bands对话框3 在随后出现的可用波段列表对话框中，从p123r043_7p19991224_z49_multi.hdr文件中选择三个波段对应RGB选项，点击ok。4 在high resolution Input file对话框中，选择p123r043_7p19991224_z49_pan.hdr文件波段，点击ok。图3.7 high resolution Input file对话框5 在Color Normalized sharpening对话框中，Resampling重采样方法选择Nearest Neighbor，输入输出文件名和保存路径，点击ok，就会进行自动融合，融合结果就会出现在可用波段例表当中。图3.8 Color Normalized sharpening对话框6 查看波段融合结果，在可用波段列表对话框中，选择RGB color显示方式，选择R（4）G（5）B（3），点击Load RGB，显示融合图像。Gram-schmidt spectral sharpening（GS变换融合）1在ENVI的主菜单选择Transform Image Sharpening Gram-schmidt spectral sharpening。2 在select low spatial resolution multi band input file对话框中选择p123r043_7p19991224_z49_multi文件，点击ok。4 在high resolution Input file对话框中，选择p123r043_7p19991224_z49_pan文件波段，点击ok。5 在Gram-schmidt spectral sharpening对话框中，Resampling重采样方法选择Nearest Neighbor，输入输出文件名和保存路径，点击ok，就会进行自动融合，融合结果就会出现在可用波段例表当中。6 查看波段融合结果，在可用波段列表对话框中，选择RGB color显示方式，选择R（4）G（5）B（3），点击Load RGB，显示融合图像。图3.9 select low spatial resolution multi band input file对话框PC spectral sharpening(主成分变换融合)1在ENVI的主菜单选择Transform Image Sharpening PC spectral sharpening。2 在select low spatial resolution multi band input file对话框中选择p123r043_7p19991224_z49_multi文件，点击ok。4 在high resolution Input file对话框中，选择p123r043_7p19991224_z49_pan文件波段，点击ok。5 在PC spec