遥感原理与应用实验报告

来源：纷纭教育

《遥感原理与应用》课程

Remote Sensing Principle and Application

实验报告适用专业：遥感科学与技术、测绘工程、地理信息系统学期： 2016-2017（1）专业班级：测绘工程13-4班学生姓名：盼学号： 20137018 指导教师：田静

黑龙江工程学院·测绘工程学院

2016年10月

实验一 ENVI软件安装与基本功能操作 ................................................ 3 实验二影像的地理坐标定位和校正 .................................................... 18 实验三图像融合、镶嵌、裁减 ............................................................ 28 实验四遥感图像分类 ............................................................................ 35

实验项目实验地点实验一 ENVI软件安装与基本功能操作实验楼612 实验日期 2016年10月19日同组人数 1人 □ 传统实验  现代实验 □ 其他实验类型 □ 验证性  综合性 □ 设计性 □ 其他  自立式 □ 合作式 □ 研究式 □ 其他一、实验目的熟悉遥感数据图像处理软件ENVI的安装过程，了解ENVI基本信息、基本概念及其主要特性。对ENVI操作界面有一个基本的熟悉，对各菜单功能有一个初步了解，为后面的实验作好准备。二、实验仪器设备 1．硬件环境：计算机一台； 2．软件环境：WindowsXP操作系统、ENVI4.7软件等。三、实验原理、内容及步骤实验原理、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。实验步骤： 1. ENVI的安装。 2. 遥感图像处理软件ENVI界面介绍。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。 Basic Tools：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。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。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。  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。  ENVI 允许装载多个主图像窗口及相应的滚动和缩放窗口。  “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。  可以动态地将其缩放到任何大小直至全屏。  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）Open Image File （打开图像文件） Open Image File 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）Open External File（打开外部文件）虽然上述的 Open Image File 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 Open External File 选项，ENVI 从内部文件头读取必要的参数，因此不必在Header Info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）Open Vector File（打开矢量文件）该菜单选项允许你打开 ARCView Shape 文件、ARC / INFO 交换（Interchange）格式文件、DXF 矢量文件、MapInfo Interchange 格式（.mif）、微型工作站 DGN （.dgn）、USGS DLG 文件、USGS SDTS 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。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。要打开一个影像文件： 1.选择File → Open Image File。将出现一个 Enter Input Data File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（Available Bands List）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。 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（Selected Band）文本控件中显示出来。 4.单击Gray Scale的单选按钮，然后在可用波段列表中单击Load Band，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。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（Image window）、滚动窗口（Scroll window）和缩放窗口（Zoom window）。

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Display Window Style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，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（Scroll Window）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。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。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）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（Image Window）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 → Display

Scroll Bars。缩放窗口（Zoom window）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。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。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。显示菜单栏（Display Menu Bar）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。Mouse Button Descriptions对话框将告诉你在每个图形窗口中鼠标键的功能。要打开Mouse Button Descriptions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 →Mouse Button Descriptions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→Cursor Location/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Cursor Location/Value。接着屏幕上出现的Cursor Location/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Cursor Location/Value对话框顶部的菜单中，选择File→Cancel。一旦Cursor Location/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。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 → X Profile / Y Profile/Z Profile。分别显示数据值与列号（sample number）之间的关系曲线图；数据值与行号（line number）之间的关系曲线图；波谱剖面廓线图。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 → Interactive Stretching。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 → Color Mapping → ENVI Color Tables，将出现ENVI Color Tables 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。3.在ENVI Color Tables对话框中，选择Options → Reset Color Table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ENVI Color Tables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Animation Input Parameters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-D Scatter Plots，将出现Scatter Plot Band Choice 对话框。2.在Choose Band X 中选择波段1，在Choose Band Y 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），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（dancing pixels）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Scatter Plot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。6.从散点图菜单中选择Options → Export All，将导出所有的感兴趣区，并出现ROI Tool对话框。ROI Tool对话框也可以通过在主影像窗口菜单中选择Overlay → Region of Interest出现在屏幕上。在缺省情况下，导入到ROI Tool对话框中的感兴趣区的名字会以Scatter Plot Export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ROI Tool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（Available Bands List）。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 → Available Bands List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RGB Color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Load RGB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 → Link Displys，或点击右键，在弹出的快捷菜单中选Link Displys。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。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 → Region of Interest 要定义一个新感兴趣区，点击NEW Region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。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。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。ROI Tool对话框顶部的其它按钮和下拉菜单中的选项，可以用于计算感兴趣区的均值、保存感兴趣区的定义、载入已存的感兴趣区、显示或者删除列表中的所有感兴趣区的定义。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 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。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File→Save 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。3.在Annotation：Text对话框中，选择File→Restore 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Object→Selection/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。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。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。实验附图：加载一幅灰阶影像

滚动窗口：影像剖面廓线： X轴 Y轴

Z轴使用对比度拉伸：

散点图和感兴趣区：链接两个显示窗口：

选择感兴趣区：

对感兴趣区域的处理：添加注记：放置注记：

四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等

实验项目实验地点实验二影像的地理坐标定位和校正实验楼612 实验日期 2016年10月26日同组人数 1 √ 现代实验 □ 其他 □ 传统实验 □实验类型 √ 验证性 □ 综合性 □ 设计性 □ 其他 □√ 研究式 □ 其他 □ 自立式 □ 合作式 □一、实验目的向ENVI初学者介绍ENVI软件的基本概念，并探究其主要功能。二、实验仪器设备计算机、ENVI软件、数据是Enfidaville，Tunisia地区的SPOT全色影像和相应的DXF文件三、实验原理、内容及步骤（一）全色影像和矢量叠合 1启动ENVI 启动前，请确保已正确安装ENVI。  要在UNIX或Macintosh OS X中启动ENVI，请在UNIX命令行中输入envi。  要在Windows系统中启动ENVI，请双击ENVI的图标。 2打开一个全色（SPOT）影像文件要打开一个影像文件： 1）在ENVI主菜单中，选择File → Open Image File。注意，在某些操作系统平台中，必须按住鼠标左键才能显示主菜单中的子菜单项。 Enter Input Data File文件选择对话框会出现在屏幕上。 2）在文件选择对话框中，这是一幅影像，它已征得RSI France的使用许可，其数据版权归CNES-SPOT Image和IGN France所有。然后可用波段列表就会出现在屏幕上。该列表允许用户选择特定的波谱波段，来显示或者进行处理。用户可以从波段列表中选择加载一幅灰阶影像，或者一幅RGB彩色合成影像。 3选择加载一个影像波段 1）选择对话框中列出的波段，然后在所要选择的波段上点击鼠标左键。所选的波段会在标有Selected Band :的区域中显示出来。

2）点击Load Band按钮，将影像加载到一个新的显示窗口中。提示：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。Mouse Button Descriptions对话框将告诉你在每个图形窗口中鼠标键的功能。 3）要打开Mouse Button Descriptions对话框，从主影像窗口菜单栏或从ENVI主菜单栏中，选择Window → Mouse Button Descriptions。 4空间影像浏览 1）将滚动窗口指示矩形框在滚动窗口内移动，在主影像显示窗口中，将以全分辨率显示影像的某个部分。另一种滚动显示全分辨率影像的方法是在主影像窗口中加入滚动条。使用缩放窗口中的小影像控件，可以很容易做到这点。将鼠标光标放置在缩放窗口左下角最右边的影像控件上，双击鼠标右键激活主影像窗口的滚动条。 2)要更详细地查看影像，可以在主影像显示窗中，使用鼠标左键，点击并拖动缩放指示矩形框。当缩放指示矩形框覆盖了要显示区域后，松开鼠标左键，会在缩放窗口中看到更详尽的影像。也可以在主影像显示窗口中的任何位置，点击并松开鼠标左键，来重新放置缩放指示矩形框。 3)将缩放指示矩形框放置在主影像窗口各种不同的位置上，查看影像的数据。 5进行交互式的对比度拉伸交互式对比度拉伸将显示出影像的直方图，它允许交互地调整所显示影像的对比度，并可以进行多种类型的对比度拉伸。在默认情况下，当数据被第一次显示时，将进行2％的线性拉伸。要访问ENVI交互式的对比度拉伸功能，可以从主影像窗口菜单栏中，选择Enhance → Interactive Stretching。显示波段所对应的交互式拉伸（Interactive Stretching）对话框出现在屏幕上。这个对话框允许改变所显示影像的对比度（图2-1）。两幅直方图显示了输入影像（左）和经过对比度拉伸后的影像（右）的彩色或灰阶范围。最初，当影像打开时输入和输出直方图反映出了经过默认对比度拉伸后的情况。  图2-1：Interactive Stretching对话框 19

 直方图顶部的Stretching_Type下拉式菜单中，有各种对比度拉伸的选项。使用下面所描述的方法来进行不同的对比度拉伸，然后在主影像窗口中观察对比度拉伸后的结果。  同样，在Interactive Stretching菜单栏中，选择Histogram_Source → Zoom或者Histogram_Source → Scroll菜单项，注意查看缩放窗口和滚动窗口中直方图的差异以及对比度拉伸后的影像差异。 6 线性对比度拉伸当影像加载到主影像窗口时，ENVI会默认地使用2％的线性对比度拉伸。提示：要改变默认的对比度拉伸，可以在ENVI主菜单中选择File → Preferences。 1)在主影像显示窗口中，选择Enhance → Interactive Stretching。接着Interactive Stretching对话框就会出现在屏幕上。 2)在对话框的菜单栏中，选择Stretch_Type → Linear。注意：两条垂直的虚线会出现在输入的直方图中——我们可以重新放置这两条虚线的位置，并利用它们来控制对比度拉伸时的最大和最小值。 3)将鼠标指针放在左边那条线上，按下鼠标左键，可以将该直线从一侧拖动到另一侧。当按下鼠标左键，拖动虚线时，将会有一些数字出现在对话框的状态栏中。不管什么时候在直方图上点击鼠标左键，状态栏上都会显示出当前的像素值、具有该值的像素个数、像素个数所占的百分比，以及小于或等于当前像素值的累积像素百分比。 4)自动地应用该变化可能会即刻显示拉伸效果。要自动地应用变化，可以从Interactive Stretching对话框的菜单栏中，选择Options → Auto Apply On。如果希望直到完成了所有的参数设置后，再应用该变化，那么可以选择Options → Auto Apply Off，然后使用对话框中的Apply按钮，手动地应用该拉伸，并观察拉伸的结果。 5)尝试将左边的虚线移动到累积像素百分比大致接近5％的位置。然后再将右边的虚线移到累积像素百分比接近95％的位置。也可以在对话框的Stretch文本框中输入相应的最大和最小值来移动虚线。可以输入数值或者百分比。 6)在左边的文本框中输入4％，在右边的文本框中输入96％，然后按下Enter键。输入的百分数就会转变为数值，接着显示窗口中的左右两条虚线也会分别更新到数值为4％和96％的位置。 7均衡化对比度拉伸 1)选择Stretch_Type → Equalization，注意对话框中Output Histogram绘制图的变化。 2)通过选择Interactive Stretching对话框菜单中的Options → Auto Apply On，可以选择将拉伸自动地应用到影像显示窗口中。如果希望直到完成了所有的参数设置后，再应用该变化，那么可以选择Options → Auto Apply Off，然后使用对话框中的Apply按钮，手动地应用该拉伸，并观察拉伸的

结果。 8高斯对比度拉伸 1)从Interactive Stretching对话框中，选择Stretch_Type → Gaussian。 2)选择Options → Set Gaussian Stdv，设置标准差。 3)Set Gaussian Stdv对话框出现在屏幕上，然后可以调整标准差，当新的设置应用于影像显示窗口中后，观察拉伸的效果。 4)通过选择Interactive Stretching对话框菜单中的Options → Auto Apply On，可以选择将拉伸自动地应用到影像显示窗口中。如果希望直到完成了所有的参数设置后，再应用该变化，那么可以选择Options → Auto Apply Off，然后使用对话框中的Apply按钮，手动地应用该拉伸，并观察拉伸的结果。 5)选择File → Cancel，关闭contrast stretching对话框。 9彩色制图 ENVI为灰阶影像进行快速彩色分割（color slicing）处理提供了工具。 1)从主影像窗口菜单栏中，选择Tools → Color Mapping → ENVI Color Tables，接着ENVI Color Tables对话框就会出现在屏幕上。 2)通过向前向后滑动Stretch Bottom和Stretch Top滑块，对所显示的影像进行快速拉伸，然后观察拉伸后的影像。 3)点击ENVI Color Tables对话框的Color Table列表中所列的某些彩色表名称，然后观察彩色编码后的影像。按上面的步骤，改变相应的拉伸设置。 4)在ENVI Color Tables对话框中，选择Options → Reset Color Table，返回到初始的拉伸和灰阶颜色表设置。 5)选择File → Cancel，关闭ENVI Color Tables对话框图2-2：ENVI Color Tables对话框 21

10像素定位器 Pixel Locator对话框可以提取出光标所在的位置，以及所选像素的屏幕值和数据值。 1. 在主影像显示菜单中，选择Tools → Pixel Locator，打开Pixel Locator对话框。 2. 在三个影像显示窗的任何一个窗口中，移动并放置鼠标光标，观察对话框中当前像素点的位置。 3. 默认情况下，Pixel Locator对话框将以像素坐标的形式，显示像素的位置。要查看该位置的地图坐标，可以从Pixel Locator对话框的菜单栏中，选择Options → Map Coordinates。 4. 使用Proj:/Datum:箭头切换按钮，在真实地图坐标和经纬度地理坐标之间切换。点击Change Proj...按钮，来改变所选的地图投影。 5. 在对话框的菜单中，选择File → Cancel，关闭Pixel Locator对话框。图2-3：Pixel Locator对话框，显示光标的位置以及所选像素点的屏幕值和数据值 11显示光标位置处的地理坐标使用ENVI光标位置/值（cursor location/value）功能来查看影像的数据值和地理位置。 1. 为了显示光标的位置和值，可以从主影像窗口菜单栏中，选择Tools → Cursor Location/Value。也可以从ENVI主菜单中选择Window → Cursor Location/Value。接着Cursor Location / Value对话框出现在屏幕上，它将显示光标在主影像窗口、滚动窗口或缩放窗口中的位置（图2-4）。该对话框同时还显示了十字丝光标对应的那个像素的屏幕值（RGB彩色值）和真实数据值。

图2-4：Cursor Location/Value对话框，显示了所选像素的屏幕值和数据值 2. 要关闭该对话框，从对话框的下拉菜单中，选择File → Cancel。 12交互式的滤波处理 ENVI给用户提供了对影像显示窗口进行一些预定义或者自定义的滤波处理的能力（对文件进行滤波处理也可以达到这种效果，它可以通过ENVI主菜单中的Filter菜单来访问）。下面的例子将展示如何对主影像窗口中的影像进行预定义的滤波处理。选择滤波 1. 从主影像窗口菜单栏中，选择Enhance → Filter，并从下拉菜单中，选择所需的滤波类型，然后将该滤波应用到所显示的影像上。 2. 尝试对所显示的影像进行不同的锐化、平滑和中值滤波。 13在第二个显示窗口中打开影像并应用不同的滤波 1. 从可用波段列表对话框底部的下拉菜单中，选择Display #1 → New Display，打开第二个显示窗口。 2. 选择要在第二个显示窗口显示的影像波段，然后点击Load Band，将影像加载到第二个显示窗口中。 3. 从Image #2的主影像显示窗口中，选择Enhance → Filter，并从下拉菜单中，选择一个与Image #1不同的滤波。 14使用动态链接比较影像 1. 从任何一个主影像窗口的菜单栏中，选择Tools → Link → Link Displays，然后点击OK，链接这两幅影像。

2. 使用鼠标中间键调整动态链接叠合区域的大小，使用鼠标左键移动叠合区域进行比较。注意叠合区域是从显示窗口的左下角开始定义的。 15查看GeoSpot地图信息要查看ENVI头文件中相应的的GeoSpot地图信息： 1. 在可用波段列表中，用鼠标右键点击enfidavi.bil文件名下的Map Info图标，并从快捷菜单中选择Edit Map Information。接着Edit Map Information对话框就会出现在屏幕上。 2. 注意，这里的数据采用的是UTM投影，Zone 为32，使用了NAD27的基准面。 3. 在Edit Map Information对话框中，点击Cancel，关闭该对话框。图2-5：Edit Map Information对话框 16打开并叠合DXF矢量文件 1. 从ENVI主菜单中，选择File → Open Vector File → DXF。接着一个Enter DXF Filenames标准的文件选择对话框就会出现在屏幕上。 2. 在文件选择对话框中，选择进入《ENVI遥感影像处理专题与实践》附带光盘 #1的envidata/enfidavi目录。如果还没有设置文件选择类型，那么就在File of type：区域中选择*.dxf，然后选择所有扩展名为.dxf的文件。在Windows和 Macintosh操作系统中，在文件选择对话框的底部点击Open，在UNIX操作系统中点击OK，打开Import DXF File Parameters对话框。 3. 当Import DXF File Parameters对话框进行到中途时，会出现一个投影选择列表。在Native File Projection列表中，点击UTM。这表示导入的矢量数据采用的是该种地图投影坐标。 4. 点击Datum按钮，打开Select Geographic Datum对话框。在列表中选择

Mexico(NAD27) 基准面，然后点击OK。 5. 在Import DXF File Parameters对话框中，输入UTM Zone为32，并点击N单选按钮。 6. 点击OK加载这个DXF矢量文件，并将它们转变为.evf格式（ENVI的矢量文件格式）。 7. 可用矢量列表（Available Vectors List）对话框中点击Select All Layers按钮，然后，再点击Load Selected按钮。接着就会出现Load Vector对话框，该对话框列出了所有可用的显示窗口。 8. 从列表中选择Display #1。#1 Vector Parameters对话框出现在屏幕上，并且它将已加载的矢量层的名字显示出来。二、基本地图制图添加公里网在影像中添加公里网： 1. 要在影像中叠合公里网，可以在主影像窗口中，选择Overlay → Grid Lines。当给影像叠合公里网时，影像的边框也会自动添加进来。 2. 可以在Option下拉式菜单中，设置公里网线的宽度、颜色以及公里网的间隔，来调整公里网的显示特征。 3. 当加入了一个满意的公里网后，点击Grid Line Parameters对话框中的Apply按钮。 1）、添加地图图例 ENVI灵活的注记功能，允许在地图和影像中加入文本、多边形、色标条以及其它的一些符号注记。 1. 要对一幅影像进行注记，可以选择Overlay → Annotation。接着#1 Annotation:Text对话框就会出现在屏幕上。 2. 要注记与DXF矢量叠合相对应的地图图例，在#1 Annotation:Text对话框中，选择Object → Map Key。 3. 在对话框中点击Edit Map Key Items按钮，修改地图图例的参数。接着Map Key Object Definition对话框就会出现在屏幕上。 4. 使用Map Key Object Definition对话框来改变注记的名称、颜色和填充方式（对于多边形而言）。然后点击OK返回到#1 Annotation:Text对话框。 5. 在#1 Annotation:Text对话框的Background色彩按钮的下拉式菜单中，为背景选择一种颜色。 2）、保存和恢复注记 1. 从#1 Annotation: Text对话框的菜单栏中，选择File → Save Annotation，来保存影像注记。注意：如果没有将影像注记保存到文件中，那么当关闭Annotation: Text对话框时，注记就将会丢失（当没有进行保存，就关闭注记对话框时，系统会提示进行相应的保存）。 2. 在该对话框中，选择File → Restore Annotation，就可以恢复原先保存过的注记

文件。 3）、暂时停止使用注记功能 1. 要暂时停止注记功能，返回到正常的ENVI操作处理中，在Annotation: Text对话框中，选择Off单选按钮。 2. 这就使得在不丢失注记的前提下，在显示窗口中使用滚动和缩放功能。 3. 要重新返回到注记功能，选择Annotation: Text对话框中，相应的要进行注记的窗口所对应的单选按钮。三、保存和输出影像 ENVI 对用户提供了几个选项，来保存或者输出影像，这些影像可以经过滤波处理、添加注记以及公里网等处理。可以将处理过的影像保存为ENVI 的影像文件格式，或者保存为几种通用的图形格式（包括Postscript 格式）。然后再打印或者导入到其它软件中，也可以直接输出到打印机中。将影像保存为GEOTIFF格式要把处理过的影像保存为GEOTIFF格式： 1. 从主影像窗口菜单栏中，选择File → Save Image As → Image File。接着Output Display to Image File对话框就会出现在屏幕上。 2. 点击Output File Type按钮，并从下拉式菜单中，选择TIFF/GeoTIFF格式输出。如果注记和公里网都已被添加到彩色影像中了，那么注记和公里网都会被自动地保存。 * 因为这是一幅带地理坐标的影像，所以ENVI会自动地将它保存为GEOTIFF格式。注意：如果从Output File Type按钮中，选择了其它的图形文件格式，那么对话框的选项将会有略微不同。结束ENVI程序在ENVI主菜单中选择File → Exit（在UNIX操作系统下是（Quit），在弹出的Terminate this ENVI Session对话框中选择Yes，并点击OK，退出ENVI程序。如果使用的是ENVI RT，退出ENVI会返回操作系统。

四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等

实验项目实验地点实验三图像融合、镶嵌、裁减实验楼612 实验日期 2016年11月2日同组人数 1 √ 现代实验 □ 其他 □ 传统实验 □实验类型 √ 验证性 □ 综合性 □ 设计性 □ 其他 □√ 研究式 □ 其他 □ 自立式 □ 合作式 □一、实验目的熟悉ENVI中对带地理坐标的数据的处理，使用地图公里网和注记创建影像地图，并生成输出影像。二、实验仪器设备 1．硬件环境：计算机一台； 2．软件环境：WindowsXP操作系统、ENVI4.7软件等。三、实验原理、内容及步骤（一）ENVI中带地理坐标的影像 ENVI对带地理坐标的影像提供了全面的支持，它能够对许多预定义的地图投影进行处理，这些地图投影可以采用UTM或State Plane投影方式。此外，ENVI的用户自定义地图投影功能能够创建自定义的地图投影，它允许使用6种基本投影类型，超过35种的不同椭球体以及100多种的基准数据集（Datum），来满足大多数地图投影的需要。 ENVI地图投影参数存储在一个ASCII文本文件map_proj.txt中，该文本文件能够被ENVI地图投影工具修改，或者直接被用户编辑。这个文件中的信息会被影像相应的头文件（ENVI Header files）所使用，而且ENVI允许使用已知的地图投影坐标来简单地指定相关联的Magic Pixel（地图坐标系统的起始点）。然后，选择的ENVI函数就能够使用该信息，在带地理坐标的数据空间中进行操作处理。 ENVI的影像配准和几何纠正工具允许用户将基于像素的影像定位到地理坐标上，然后对它们进行几何纠正，使其匹配基准影像的几何信息。使用全分辨率（主影像窗口）和缩放窗口来选择地面控制点（GCPs），进行影像到影像和影像到地图的配准。基准影像和未校正影像的控制点坐标都会显示出来，同时由指定的校正算法所得的误差也会显示出来。地面控制点预测功能能够使对地面控制点的选取简单化。将使用重采样、缩放比例和平移（这三种方法通称RST），以及多项式函数（多项式系数可以从1到n），或者Delaunay三角网的方法，来对影像进行校正。所支持的重采样方法包括最近邻法（nearest-neighbor）、双线性内插法（bilinear interpolation）和三次卷积法（cubic convolution）。使用ENVI的多重动态链接显示功能对基准影像 28

和校正后的影像进行比较，可以快速地评估配准的精度。以下部分提供了一些ENVI自带的基于地理坐标的处理功能的例子。请参见《ENVI遥感影像处理实用手册》（ENVI User’s Guide）来获取更多更多的信息。（二）带地理坐标的数据和影像地图本专题的这一部分将使你熟悉ENVI中对带地理坐标的数据的处理，使用地图公里网和注记创建影像地图，并生成输出影像。 1.启动ENVI 启动前，请确认已正确安装ENVI。要在UNIX或Macintosh OS X中启动ENVI，请在UNIX命令行中输入envi。要在Windows系统中启动ENVI，请双击ENVI的图标。 2.打开并显示SPOT数据要打开带地理坐标的SPOT数据：（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_reg子目录，从列表中选择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Gray 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Selected 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。 3.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5-1：Edit Map Information对话框

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，所以用它能够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（纬度/经度）。（2）点击Projection/Datum文本旁边的箭头切换按钮，显示UTM Zone 13 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（Degrees-Minutes- Seconds）和十进制的度（Decimal Degrees）之间进行切换。（4）点击Cancel，退出Edit Map Information对话框。 4.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的对话框，可以按如下几步进行。（1）从主影像窗口菜单栏中，选择Tools → Cursor Location/Value。也可以从ENVI主菜单和主影像窗口菜单栏中，选择Window → Cursor Location/Value，打开这个对话框。图5-2：Cursor Location对话框，显示了像素值和相应的地理坐标（对带地理坐标的影像而言）注意到对于这幅带地理坐标的影像，对话框同时给出了像素坐标和地理坐标。（2）在影像中移动光标，查看特定位置的坐标值，并注意地图坐标和经纬度之间的关系。 5.叠合地图公里网（1）从主影像窗口菜单栏中，选择Overlay → Grid Lines。#1 Grid Line Parameters对话框出现在屏幕上，同时一个虚拟的边框添加到影像中，允许在影像外部显示地图公里网的标注。

图5-3：Grid Line Parameters对话框（2）在这个新的对话框中，选择File → Restore Setup。（3）在Enter Grid Parameters Filename对话框中，选中bldr_sp.grd文件，点击Open。先前保存过的公里网参数就会被加载到对话框中。（4）在#1 Grid Line Parameters对话框中，从对话框菜单栏中，选择Options → Edit Map Grid Attributes，来查看地图参数。这将打开Edit Map Attributes对话框。（5）在Edit Map Attributes对话框中，注意公里网的间隔以及控制线条、标签、公里网交角以及矩形框（轮廓框）相应颜色和其它特征的参数。（6）处理完成后，点击Cancel，关闭该对话框。（7）在#1 Grid Line Parameters对话框，从菜单栏中，选择Options → Edit Geographic Grid Attributes，查看地理坐标。在Edit Grid Attributes对话框中，再次注意地理坐标（纬度/经度）公里网的参数。处理完成后，点击Cancel来关闭该对话框。（8）在Grid Line Parameters dialog对话框中，点击Apply，在影像中放置公里网。 ENVI允许同时放置像素、地图、和地理坐标公里网。（9）叠合地图注记 1）在主影像窗口中，选择Overlay → Annotation。 2）在#1 Annotation: Text对话框中，选择File → Restore Annotation。打开一个标准的文件选择对话框。 3）在Enter Annotation Filename对话框中，从文件列表中选择bldr_sp.ann文件，点击OK。先前保存过的地图注记被加载到影像上。 4）按住滚动窗口的一角，并拖动鼠标，拉大该滚动窗口。重新放置改变了大小

的滚动窗口，这样就可以同时看到主影像窗口。 5）在改变了大小的滚动窗口中，使用鼠标左键，移动主影像指示矩形框，查看主影像窗口中出现的地图要素。 6）在#1 Annotation: Text对话框中，点击并按住Object菜单，查看可以用来注记地图的对象。 6.输出到影像或Postscript文件 ENVI对用户提供了几个选项，来保存和输出地图影像。可以将结果保存为ENVI的影像文件格式，或者保存为几种通用的图形格式（包括Postscript格式）。也可以直接打印或者导入到其它软件中。（1）将影像保存为ENVI的影像格式要将结果影像保为ENVI自身的格式（比如一个RGB文件），按下面的步骤进行操作。 1）在主影像窗口中，选择File → Save Image As → Image File。 2）在Output Display to Image File对话框中，选择Output File Type的下拉式按钮（默认情况下文件类型设置为ENVI），查看可用的不同格式。 Change Graphics Overlay Selections按钮可以打开一个同样名字的对话框，这个对话框允许添加或删除许多制图叠合选项（graphics options），包括注记和公里网。 Change Image Border Size按钮也可以打开一个同名的对话框。这个对话框允许改变顶部、底部、左边和右边的边框宽度，如果需要，也可以改变边框的颜色。如果带注记和公里网的彩色影像已经显示在显示窗口中，那么注记和公里网都将自动地列在制图叠合选项中。同时也可以选择其它要叠置在输出影像上的注记文件。 3）通过选择Memory或者File单选按钮，决定是将结果保存为一个磁盘文件，还是保存到内存中。选择Memory，点击OK，输出影像。 4）新生成的影像文件自动列在可用波段列表中。在可用波段列表中，点击Display #1下拉式按钮，从菜单中选择New Display，打开一个新的显示窗口。 5）选择RGB Color单选按钮，要将影像从内存中加载到显示窗口，可以连续选择R、G和B（带地理坐标的SPOT数据）波段。 6）点击Load RGB按钮，添加注记后的影像作为一幅栅格图显示出来。（2）将影像保存为Postscript文件要将结果影像保存为Postscript文件，按下面的步骤进行操作。 1）在主影像窗口中，选择File → Save Image As → Postscript File。在Output Display to Postscript File对话框中，注记和公里网都将自动地列在制图选项中。一个表述输出页的图形出现在对话框顶部靠右的地方。 2）在xsize和ysize参数文本框中，输入所需的输出影像大小。用鼠标左键点击对话框中代表输出页的图形，可以看到新影像的轮廓大小及其位置。 3）在代表输出页的图形上点击鼠标右键，把影像放置在输出页的中部。如果想要缩放输出的地图，在Map Scale文本框中输入所需的地图比例，然后在代表输出页的图形上点击鼠标左键，查看结果。

如果缩放操作使影像超过了可用页的大小，那么ENVI会自动地创建多页Postscript文件。图5-4：输出影像地图的Output Display to Postscript对话框 4）如果有一个大比例的绘图仪，那么将Page页大小改为绘图大小，缩放的影像将会输出到一个Postscript文件，该文件能按比例直接绘制在绘图仪上。注意：只有在能打印彩色输出，并且能使用操作系统标准程序来打印Postscript输出文件的前提下，才能创建Postscript文件。 5）点击OK，保存postscript打印设置。如果不能打印彩色输出，点击Cancel取消输出操作。 7.直接进行打印 ENVI也能够直接打印输出到你的操作系统所支持的设备上。（1）从主影像窗口中，选择File → Print。操作系统的标准打印对话框出现后，就可以运行标准的打印程序了。（2）一旦已经选定了操作系统标准打印对话框中的所有参数，点击OK。ENVI将打开一个Output Display to Printer对话框，允许设定额外的基本ENVI打印参数，这和postscript输出程序中所用的参数（见上）比较类似。将这些打印设置调整到所需的值，点击OK开始进行打印。

四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等

实验项目实验地点实验四遥感图像分类实验楼612 实验日期 2016年11月9日同组人数 1 √ 现代实验 □ 其他 □ 传统实验 □实验类型 √ 验证性 □ 综合性 □ 设计性 □ 其他 □√ 研究式 □ 其他 □ 自立式 □ 合作式 □一、实验目的影像到影像的配准处理过程，带有地理坐标的SPOT影像被用作基准影像，一个基于像素坐标的Landsat TM影像将被进行校正，以匹配该SPOT影像。二、实验仪器设备 1．硬件环境：计算机一台； 2．软件环境：WindowsXP操作系统、ENVI4.7软件等。三、实验原理、内容及步骤影像到影像的配准本专题的这一部分将逐步演示影像到影像的配准处理过程。带有地理坐标的SPOT影像被用作基准影像，一个基于像素坐标的Landsat TM影像将被进行校正，以匹配该SPOT影像。 1.打开并显示Landsat TM影像文件（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（在UNIX操作系统下为OK），把TM影像波段加载到可用波段列表中。（4）在列表中选中波段3 ，点击No Display按钮，并从下拉式菜单中选择New Display。（5）点击Load Band按钮，来把TM第3波段的影像加载到一个新的显示窗口中。 2.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的对话框，可以按一下步骤进行操作。（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。

注意到坐标是以像素单位给出的，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。 3.开始进行影像配准并加载地面控制点（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Display #1 （SPOT影像），作为Base Image。点击Display #2（TM影像），作为Warp Image。（3）点击OK，启动配准程序。通过将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。图5-5：用来进行影像到影像配准的Ground Control Points Selection对话框（4）在Ground Control Points Selection对话框的Base X和Y文本框中，分别输入753和826，将SPOT影像中的光标移动到相应的点上。（5）使用同样的方法，在Warp X和Y文本框中，分别输入331和433，将TM影像中的光标移动到相应的点上。（6）在两个缩放窗口中，查看光标点所处位置。如果需要，在每个缩放窗口所需位置上，点击鼠标左键，调整光标点所处的位置。注意：在缩放窗口中支持亚像元（sub-pixel）级的定位。缩放比例越大，地面控制点定位的精度就越好。（7）在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。尝试选择几个地面控制点找到选择地面控制点的感觉。注意对话框中所列的实际影像点和预测点坐标。一旦已经选择了至少4个地面控制点以后，RMS误差就会显示出来。（8）在Ground Control Points Selection对话框中，选择Options → Clear All Points，可以清除掉所有已选择的地面控制点。（9）从Ground Control Points Selection对话框中，选择File → Restore GCPs from ASCII。

（10）在Enter Ground Control Points Filename对话框中，选择文件bldr_tm.pts，然后点击OK，加载这个预先保存过的地面控制点坐标。（11）在Image to Image GCP List对话框中，点击单独的地面控制点。查看两幅影像中相应地面控制点的位置、实际影像点和预测点的坐标以及RMS误差。调整对话框的大小，观察Ground Control Points Selection对话框中所列的合计RMS误差（RMS Error）。图5-6：影像到影像配准中所用的Image to Image GCP LIst对话框 4.操作处理地面控制点下面的内容仅提供处理方法，并且只对有限的地面控制点按钮的处理功能进行操作。（1）在Image to Image GCP List对话框中，选择相应的地面控制点，然后在Ground Control Points Selection对话框中进行修改，这样可以编辑单个控制点的坐标位置。可以通过输入一个新的像素坐标，或使用对话框中的方向箭头逐像素地移动坐标位置。（2）在Image to Image GCP List对话框中，点击On/Off按钮，屏蔽掉所选择的地面控制点。这样在校正模型和RMS计算中都将不会考虑这个地面控制点坐标。这些地面控制点并没有被真正地删除，仅仅是被忽略掉了，可以使用On/Off按钮重新激活这些地面控制点。（3）在Image to Image GCP List对话框中，点击Delete按钮，可以从列表中删除一个地面控制点。（4）在两个缩放窗口中调整光标位置，然后点击Image to Image GCP List对话框中的Update按钮，更新所选的地面控制点，将其修改到当前光标的所在位置。（5）Image to Image GCP List对话框中的Predict按钮，允许对新的地面控制点进行预测。它以当前的校正模型为基础。 1）将包含SPOT影像的那个主影像窗口的光标放置到一个新的位置上。然后点击Predict按钮，放置在TM影像上的光标就会根据校正模型，移动到预测的匹配点上去。 2）通过在TM数据中，轻微地移动光标，能够对所提取的位置点进行交互式的精确定位。 3）在Ground Control Points Selection对话框中，点击Add Point，把这个新的控制

点添加到列表中。 5.校正影像我们可以校正显示的影像波段，也可以同时校正多波段影像中的所有波段。这里我们仅对已显示的波段进行校正。（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5-7：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，但是要相应地选择Bilinear和Cubic Convolution重采样法。（5）将结果分别输出到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，相应地使用Cubic Convolution重采样法。（7）将结果分别输出到bldr_tm4.wrp和bldr_tm5.wrp文件中。 6.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TM波段影像名bldr_tm.img，然后从菜单栏中，选择File → Close Selected File。（2）在随后出现的ENVI警告对话框中，点击Yes关闭相应的影像文件。（3）在可用波段列表中，选择BLDRTM_1.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窗口中。（4）在主影像窗口中，点击鼠标右键，选择Tools → Link → Link Displays。（5）在Link Displays对话框中，点击OK，把SPOT影像和已添加了地理坐标的TM影像链接起来。（6）在主影像显示窗口中，点击鼠标左键，使用动态链接功能，对SPOT影像和TM影像进行比较。（7）将bldr_tm2.wrp和bldr_tm3.wrp影像加载到新的显示窗口中，使用影像动态链接功能，比较采用三种不同的重采样法（最临近法、双线性内插法和三次卷积法）所产生的效果。注意观察，在使用最近邻法重采样的影像中的锯齿状像素，而使用双线性内插法重采样的影像看起来更加平滑，使用三次卷积法重采样的影像是最好的结果，不但有平滑效果，而且保持了影像的细节特征。（8）在相应的主影像窗口中，选择File → Cancel，关闭bldr_tm1.wrp（RST校正，最近邻法重采样）和bldr_tm2.wrp（RST校正，双线性内插法重采样）影像的显示窗口。（9）将bldr_tm4.wrp和bldr_tm5.wrp影像加载到新的显示窗口中，使用影像动态链接功能，同bldr_tm3.wrp影像（RST校正）进行比较。注意观察采用三种不同校正方法（RST、1次多项式和Delaunay三角网）对影像几何信息所产生的效果。（10）使用动态链接功能，与带有地理坐标的SPOT影像进行比较。 7.查看地图坐标要打开Cursor Location/Value对话框：（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，注意不同的重采样法和校正法对数据值所产生的效果。（3）选择File → Cancel，关闭该对话框。 8.关闭所有文件在ENVI主菜单中，通过选择File → Close All Files，可以关闭所有的数据文件。影像到地图的配准本专题的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。 1.打开并显示Landsat TM影像文件（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）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。（4）在可用波段列表中，点击Gray Scale按钮，选择波段3。（5）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。 2.选择影像到地图的配准并恢复控制点坐标（1）从ENVI主菜单中，选择Map → Registration → Select GCPs:Image to Map。（2）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。（3）从投影列表中选择UTM，并在Zone文本框中输入13。（4）设置像素大小为30m，点击OK，启动配准程序。（5）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。（6）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。（7）在Ground Control Points Selection对话框中，选择File → Restore GCPs from ASCII，打开bldrtm_m.pts文件。图5-8：用来进行影像到地图配准的Ground Control Points Selection对话框（8）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。图5-9：影像到地图配准中所用的Image to Map GCP LIst对话框

3.使用矢量显示的数字线划图（DLGs）来添加地图控制点（1）从ENVI主菜单中，选择File → Open Vector File → USGS DLG。（2）在文件选择对话框中，选择bldr_rd.dlg文件。（3）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。（4）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。（5）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。（6）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。（7）在主影像显示窗口中，选择Tools → Pixel 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。（8）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）。（9）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。图5-10：带十字形光标的矢量窗口，并且显示出了地图坐标 4.RST和三次卷积校正（1）在Ground Control Points Selection对话框中，选择Options →Warp File。（2）在Input Warp Image对话框中，高亮选择文件名bldr_tm.img，点击OK，对TM的6个波段进行校正。（3）在出现的Registration Parameters dialog对话框中，将Warp Method选为RST，将Resampling设置为Cubic Convolution。（4）把background值改为255。（5）点击OK，开始进行影像到地图的校正。

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。（1）在可用波段列表中，点击RGB单选按钮，接着点击校正影像的波段4、波段3和波段2（作为RGB）。（2）从Display #下拉式菜单按钮中，选择New Display。点击Load RGB，来加载这幅校正后的TM彩色影像。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。（3）如果需要，将SPOT影像加载到一个新的显示窗口中，比较影像的几何信息和比例。 6.关闭所选的文件保留bldrtm_m.img和bldr_sp.img影像，因为在下一部分会继续使用这些影像文件。（1）在可用波段列表中，点击其它的文件名，然后选择File → Close Selected File，来关闭这些影像。（2）在Vector Window Parameters #1和Vector Window #1对话框中，选择File → Cancel关闭这两个窗口。（3）在可用波段列表中，选择File → Cancel，来关闭该对话框。（4）在Ground Control Points Selection对话框中，选择File → Cancel，关闭对话框。如果需要，保存地面控制点。

四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等五、教师评语成绩指导教师签字：年月日注：1、此报告为参考格式，各栏项目可根据实际情况进行调整； 2、实验成绩以优（90~100）、良（80~）、中（70~79）、及格（60~69）、不及格（60以下）

五个等级评定。

因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容

查看全文