IDL程序1-基础语法与数据处理

1、2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日1基础语法与数据处理基础语法与数据处理授课人：李景刚授课人：李景刚手机：手机Email:北京师范大学资源学院北京师范大学资源学院2004年年9月月20日日IDL程序程序12004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日2提纲参考资料什么是IDLIDL主要功能IDL集成开发环境IDL应用程序基础IDL程序开发过程IDL的图形图像处理200

2、4年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日3一、参考资料在线帮助http:/http:/http:/参考书闫殿武，IDL可视化工具入门与提高，机械工业出版社，2003。定价：42.00元刘光，地理信息系统二次开发教程语言篇，清华大学出版社，2003。定价：35.00元2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日4二、什么是IDL？Interactive Data Language 交互式数据语言主要特征：

3、主要特征：高级图像处理能力、交互式二维和三维图形技术、面向对象的编程方式、OpenGL图形加速、量化可视化表现、集成数学与统计学算法、灵活的数据输入输出方式、跨平台图形用户界面工具包、连接ODBC兼容数据库及多种程序连接工具等。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日5三、IDL主要功能IDL是完全面向矩阵的，因此具有快速分析超大规模数据的能力。具有高级图像处理能力、交互式二维和三维图形技术。集成了数学分析和统计软件包，提供强大的科学计算模型。具有完善的信号处理和图像处理软件包。IDL GUI

4、Builder能快速进行界面开发。最优化输出。IDL新增加了小波变化工具包，信息损失比FFT小的多。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日6IDL应用领域 地球科学 医学影像 图像处理 软件开发 大学教学 实验室测试技术天文信号处理防御工程数学分析统计2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日7基于IDL的系列产品IDL - Interactive Data LanguageION - IDL

5、 On the NetVIP - Visual IDL ProgrammingENVI - Environment for Visualizing imagesRiverTools - Analysis for digital terrain and river network modelingNOESYS - Organize, visualize & share HDF data2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日8IDL内带的例子IDLdemo回车2004年资源学院年资源学院“空间分

6、析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日9四、IDL集成开发环境命令行命令行多文档面板多文档面板工程窗口工程窗口变量查看窗口变量查看窗口输出日志窗口输出日志窗口菜单栏和菜单栏和工具栏工具栏状态栏状态栏2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日10五、IDL应用程序基础宽松的语法检测机制宽松的语法检测机制分隔符为“,”，而非空格不分大小写变量无需事先说明换行符：换行符：$注释符：注释符：;2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间

7、模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日112.变量变量无需事先声明；变量的名必须以字母开头，可以包括其它字母、数字、下划线、美元符号。最长可达255个字符,但变量大小取决于计算机配置和操作系统；大小写没有区别，名称中不能有空格；IDL中的保留词不能作为变量的名称。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日123.基本数据类型在数据类型的转换中，如果输出变量类型的字节数少于在数据类型的转换中，如果输出变量类型的字节数少于输入变量类型的字节

8、数，将会发生截断现象。输入变量类型的字节数，将会发生截断现象。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日134.数组wIDL是面向矩阵的语言，几乎所有运算都可以在数组上使用。w数组元素的存储是按列进行的，与其它的语言有区别。w数组下标是从零开始的，如果某些下标超出了范围，则该下标将被转换为在允许范围内的最小或最大的下标值。w被整数除时需要谨慎：当一个整形变量被另一个整形变量除时，IDL程序经常会出错，有可能会出现一个零数组2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第

9、课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日14零数组和索引数组的创建函数零数组和索引数组的创建函数2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日15nA=bytarr(512,512) 列 行 b=tan(a)+10子区处理：A(*,1)表示第2行的所有列A(*,1:10)表示第2-11行的所以列2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日16决定数组性质的函数函数名称返回值函

10、数名称返回值N_elements()数组元素的数目Variance()数组的方差Size()数组大小和类型的信息Stddev()数组的标准差Min()数组的最小值Moment()平均值、方差、倾斜度、峰度Max()数组的最大值标准差、平均绝对偏度Mean()数组的平均值Total()数组元素的总和2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日17矩阵操作wA#B 表示 A的列乘以B的行wA#B表示 A的行乘以B的列wTranspose 矩阵转置 ai,j = aj,iw2004年资源学院年资源学院“

11、空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日18WHERE 函数Indices=where(data gt 0.4 and data lt 0.5)Dataindices=1.02004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日195、IDL程序批处理批处理：由一系列IDL命令组成，以IDL-batchfile方式运行。批处理文件运行时并不编译，因此使用控制结构时必须大量使用续行符（$）,给书写、理解造成困难。主程序主程序：与批处理相似

12、，但以end结束，以IDL-.run profile方式运行。主程序运行时先编译，因此可以正常使用控制结构。过程：过程：与主程序相似，但以pro proname开始，以end结束。以IDL-proname方式运行（也可以先运行IDL-.compile proname，编译但不运行）。函数：函数：与过程相似，但以function fnname开始，以end结束，并以return语句返回一个IDL变量。以IDL-ret=fnname(para_list)方式运行。 在IDL系统中，一个过程或函数即为一个新的IDL命令。变量作用范围：变量作用范围：批处理和主程序方式的变量为全局变量，可以在IDL开发

13、环境中使用。过程和函数的变量为局部变量，只在过程和函数运行过程中有效。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日20关系运算符Eqequal toNenot equal toLeless than or equal toLtless thanGegreater than or equal toGtgreater than2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日21常用控制语句Begin EndI

14、f Then ElseCase X of else endcaseFor DoWhile DoRepeat UntilExpr? Expr1:expr2 (条件判断语句)2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日22If语句If 条件 then 语句If 条件 then begin语句EndifIf 条件 then 语句else语句If 条件 then begin语句Endif else begin语句endesle当特定的条件为真时，If语句执行单个语句或一个语句模块。2004年资源学院年资源

15、学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日23Case语句Case 表达式 of情况1：情况2： 语句情况3： begin语句 endelse: 语句endcase根据一个标量表达式来选取某个语句或语句块运行。当表达式和一系列情况中的第一个匹配成立时，相应的语句或语句块被执行（只有一种匹配的情况被识别）。当语句执行完毕，case语句结束。如果没有发现匹配的，那将执行else下的语句或语句块。如果没有else语句，此时将发生错误，并且中断运行。建议都加上“else”。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分

16、析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日24For语句For I = v1, v2 do 语句For I = v1, v2 inc do 语句For I = v1, v2 inc do begin语句endforFor语句循环执行一个语句或一个语句块，该循环安特定的步长从初始值上升或下降至结尾值。前面两种形式，每次循环只执行一个语句；而第三种情况执行一个语句块。在每一次循环中，I的值以步长inc增加或减少，这依赖于inc的值是正还是负。没有指定inc，循环则以步长1递增。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课

17、，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日25While语句While 条件 do 语句While 条件 do begin语句Endwhile当特定的条件为真时，当特定的条件为真时，while语句执语句执行单个语句和一个语句块。行单个语句和一个语句块。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日26Repeat语句Repeat 语句 until 条件Repeat begin 语句Endrep until 条件Repeat语句执行单个语句和一语句执行单个语句和一个语句块，直到

18、某个特定条件为真。个语句块，直到某个特定条件为真。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日27Return语句Return, 结果ReturnReturn语句在当前程序单元中产生一个即时出口，语句在当前程序单元中产生一个即时出口，并返回控制。在的一种形式中返回一个变量并返回控制。在的一种形式中返回一个变量“结结果果”。这种格式在函数中具有强制性，因为函数。这种格式在函数中具有强制性，因为函数必须返回一个变量值。第二种形式在过程中使用。必须返回一个变量值。第二种形式在过程中使用。2004年资源学

19、院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日28Switch语句Switch 表达式情况1：情况2：语句情况3：begin语句 endelse: 语句endswitchSwitch语句执行转到一系列情况中的第一种匹配情况，然后执行某个语句或语句块。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日29Case和switch语句的区别Case语句一旦找到第一种匹配的情况，就不会考虑其他的情况，而switch语句将继续转到下一

20、种情况；没有找到匹配相就要执行else语句，如果没有else语句，case语句会出现错误信息，整个运行停止，switch语句则只停止其自身的执行，而其他语句进行执行。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日30 x=2case x OF 1: PRINT, one 2: PRINT,two 3: PRINT, three 4: PRINT, four ENDcaseIDL prints:two x=2SWITCH x OF 1: PRINT, one 2: PRINT,two 3: PRINT

21、, three 4: PRINT, four ENDSWITCH IDL prints:twothreefourSwitch语句中如果不想向下执行的话，可以加入break语句2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日31Goto语句使用goto语句可以跳动当前程序单元的指定位置。其形式：Goto, 标号指向的位置由“标号”标记，该标记号插入到需要指向的位置。Goto语句的标号表示为：label:象其他语言一样，程序中要尽量的避免使用goto语句，最多不超过1次。2004年资源学院年资源学院“空间

22、分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日32Break语句Break语句执行从for、while、repeat等循环语句或case、switch语句中的下一情况。语法如下：break2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日33Continue语句Continue语句使for、while或repeat循环得以继续执行。语法为：continueContinue语句用于当需要结束当前循环而进入下一个循环时。2004年资源学院年资源学

23、院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日34Expr? Expr1:expr2Expr? Expr1:expr2 index=(num ge 10)? 2:42004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日356、文件的读入输出处理文件的过程和函数处理文件的过程和函数名称功能名称功能Openr打开一个存在的文件，并用于之读Fstat()返回一个已打开文件的信息Openw打开一个用于读写的新文件Eof()检测文件末尾Openu打

24、开一个存在地文件，并用于读写Close关闭文件Findfile()返回当前文件夹中文件的名称/get_lun获取逻辑设备号，打开文件Dialog_pickfile() 图形文件选择器Free_lun 释放逻辑设备号，并关闭文件2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日36文件读写读取有格式（ASCII）文件Readf从有格式文件中读取数据Printf将数据写入到有格式文件中例如：读取有格式文件例如：读取有格式文件IDLopenr,lun, input.dat,/get_lunIDLdata=lo

25、narr(10,100)IDLreadf,lun,data,format=(10i6)IDLfree_lun,lun2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日37例如：写入一个有格式文件IDLdata=lindgen(10,100)IDLopenw,lun, output.dat,/get_lunIDLprintf,lun,data,format=(10i6)IDLfree_lun,lun2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人

26、：李景刚2004年年9月月20日日38读取无格式（二进制）文件Readu读取无格式文件（单一数据类型）IDLfile=filepath(ctscan.dat,subdir=examples/data)IDLopenr,lun,file,/get_lunIDLData=bytarr(256,256)IDLReadu,lun,dataIDLfree_lun,lunIDLtvscl,data2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日39 将二进制数据写入无格式文件Writeu将二进制数据写入一个打开的

27、无格式文件IDLdata=dist(256)IDLopenw,lun, dist.dat,/get_lunIDLwriteu,lun,dataIDLfree_lun,lun写入文件时一般要加入一个文件头，该文件头记录了文件中包含的数据的大小和类型等信息。使用size函数可以实现这一操作。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日40常用格式（1）ASCII_TEMPLATE Presents a GUI that generates a template defining an ASCII fi

28、le formatASSOC Associates an array structure with a fileBINARY_TEMPLATE Presents a GUI for interactively generating a template structure for use with READ_BINARYCDF Routines Common Data Format routinesEOS Routines HDF-EOS (Hierarchical Data Format-Earth Observing System) routinesHDF_BROWSER Opens GU

29、I to view contents of HDF, HDF-EOS, or NetCDF fileHDF_READ Extracts HDF, HDF-EOS, and NetCDF data and metadata into an output structureIDLffDICOM Contains the data for one or more images embedded in a DICOM part 10 fileIDLffDXF Object that contains geometry, connectivity, and attributes for graphics

30、 primitivesIDLffShape Contains geometry, connectivity and attributes for primitives accessed from ESRI Shape filesMPEG_OPEN Opens an MPEG sequenceMPEG_SAVE Saves an MPEG sequence to a fileNCDF Routines Network Common Data Format routinesPRINT/PRINTF Writes formatted output to screen or fileREAD/READ

31、F Reads formatted input from keyboard or fileREAD_ASCII Reads data from an ASCII fileREAD_BINARY Reads the contents of a binary file using a passed template or basic command line keywordsREAD_BMP Reads Microsoft Windows bitmap file (.BMP)READ_DICOM Reads an image from a DICOM fileREAD_IMAGE Reads th

32、e image contents of a file and returns the image in an IDL variableREAD_INTERFILE Reads Interfile (v3.3) fileREAD_JPEG Reads JPEG fileREAD_PICT Reads Macintosh PICT (version 2) bitmap fileREAD_PNG Reads Portable Network Graphics (PNG) fileREAD_PPM Reads PGM (gray scale) or PPM (portable pixmap for c

33、olor) fileREAD_SRF Reads Sun Raster Format file2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日41常用格式（2）READ_SYLK Reads Symbolic Link format spreadsheet fileREAD_TIFF Reads TIFF format fileREAD_WAV Reads the audio stream from the named .WAV fileREAD_WAVE Reads Wavefront Advanc

34、ed Visualizer fileREAD_X11_BITMAP Reads X11 bitmap fileREAD_XWD Reads X Windows Dump fileREADS Reads formatted input from a string variableREADU Reads unformatted binary data from a fileSOCKET Opens a client-side TCP/IP Internet socket as an IDL file unitTAPRD Reads the next record on a tapeTAPWRT W

35、rites data to a tapeWRITE_BMP Writes Microsoft Windows Version 3 device independent bitmap file (.BMP)WRITE_IMAGE Writes an image and its color table vectors, if any, to a file of a specified typeWRITE_JPEG Writes JPEG fileWRITE_NRIF Writes NCAR Raster Interchange Format raster fileWRITE_PICT Writes

36、 Macintosh PICT (version 2) bitmap fileWRITE_PNG Writes Portable Network Graphics (PNG) fileWRITE_PPM Writes PPM (TrueColor) or PGM (gray scale) fileWRITE_SRF Writes Sun Raster File (SRF)WRITE_SYLK Writes SYLK (Symbolic Link) spreadsheet fileWRITE_TIFF Writes TIFF file with 1 to 3 channelsWRITE_WAV

37、Writes the audio stream to the named .WAV fileWRITE_WAVE Writes Wavefront Advanced Visualizer (.WAV) fileWRITEU Writes unformatted binary data to a file2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日42ENVI环境的直接调用envi, /restore_base_save_files envi_init, /batch_mode主要函数：envi_o

38、pen_fileenvi_file_queryenvi_get_map_infoenvi_get_dataenvi_write_envi_file2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日43ENVI环境的直接调用 数据文件的读入：数据文件的读入：filters = *.*city92file = DIALOG_PICKFILE(/READ, FILTER = filters)envi_open_file, city92file,r_fid=fid ;Geting the ID of the f

39、ile.if (fid eq -1) then begin envi_batch_exit ;There was an erro, when opening the file. returnendifenvi_file_query, fid, ns=ns, nl=nl, nb=nb Dims=-1, 0, ns-1, 0, nl-1map_info = envi_get_map_info(fid=fid)city92_data=envi_get_data(fid=fid,dims=dims,pos=0)envi_file_mng, id=fid, /remove数据文件的输出：数据文件的输出：

40、simu96_f= DIALOG_PICKFILE(/WRITE, FILTER = filters)envi_write_envi_file, simu96,out_name=simu96_f,map_info=map_info2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日44六、IDL图形图像处理导入文本数据用到ASCIITEMP（）和READASCII（）函数读写数据2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年

41、9月月20日日45选取系统所带的例子：plot.txt文件2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日462、导入二进制图像用到BINARY_TEMPLATE（）和READ_BINARY（）函数2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日47选取系统所带的例子：surface.dat文件2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚

42、2004年年9月月20日日483、保存模板如果需要读入许多具有同样格式的文本文件或二进制文件，则可以将模板保存起来再利用。然后调用如下语句恢复模板：2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日494、读取图像文件IDL提供了许多读写图像文件的函数，例如read_bmp、read_gif、read_jpeg、read_tiff、read_png、 write_bmp、 write_gif、 write_jpeg、 write_tiff、 write_png等函数。2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日502004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与空间模型”课，第课，第3讲讲 授课人：李景刚授课人：李景刚2004年年9月月20日日515、二维坐标图的绘制Plot函数x =2*!PI/100*findgen(100)Plot,sin(x)2004年资源学院年资源学院“空间分析与空间模型空间分析与