利用ENVI软件处理遥感影像(精)

科技信息

1.ENVI 软件简介

ENVI 全称是 The Environment for Visualizing Images , 是美国 ITT VIS (ITT Visual Information Solutions 公司的旗舰产品, 是由遥感领域的科学家采用交互式数据语言 IDL(InteractiveData Language 开发的一套功能强大的遥感影像处理软件。它是快速、便捷、准确地从影像中提取信息的首屈一指的软件工具。

目前, 众多的影像分析师和科学家选择 ENVI 软件从遥感影像中提取信息。ENVI 软件已经广泛应用于科研、环境保护、气象、石油矿产勘探、农业、林业、医学、国防安全、地球科学、公用设施管理、遥感工程、水利、海洋、勘察测绘和城市规划等领域。

2. 影像校正

由于遥感器本身的内部结构、外部因素 (卫星的姿态、轨道、地球的运动和形状等等原因都可能引起影像的几何变形, 这叫几何失真。为了纠正这些影像变形, 所以要对影像进行几何纠正。而进行几何纠正通常是利用影像配准来实现的, 也就是在同一区域里利用基准影像 (或者地图对另一幅影像的校准, 以使两幅影像中的同名像元配准。由此也可以清楚地看到影像配准的目的,就是使得我们能够获得比较准确的影像中的每一个像元所对应的地面的位置,这样在进行定性遥感中才能使得影像之间具有可比性,在定量遥感中才能使得我们能够确定具体目标。

在影像校正过程中, 首先是要选择所谓的地面控制点 (GCP , 这也是影像校正最关键、工作量最大的一步。原则上 GCP 点的分布要求均匀, 并且数量要多, 这样校正的可靠性才比较高。选择的 GCP 点一定是要在影像上容易辨识的, 地面上最好可以实测, 具有较固定的特征, 不会随时间的变化而变化的点。

本文实际采用某区域遥感得到的 SPOT 影像和 TM 影像,分别为 SPOTA 、TMA 、 SPOTB 、 TM B , 以所要分析的影像为例, 是选用 SPOT 影像为基准, 校正

TM 影像, 分别打开 SPOT 影像和 TM 影像, 采用 ENVI 软件中的 Image to Image 校正功能。

其中对于 SPOTA 和 TMA 影像, 选择了 108个 GCP 点, 整幅影像总的均方根

误差为 0.3316,其中最大的点的误差为 0.9479,最小的为 0.0005。对于 SPOTB 和TMB 影像 , 选择了 126个 GCP 点, 整幅影像总的均方根误差为 0.1457,其中最大的点的误差为 0.7686,最小的为 0.0014。加载了控制点的影像见图 1、图 2。

图 1加载 GCP 后的 SPOTA 影像图 2加载 GCP 后的 SPOTB 影像 3. 影像重采样

图 3TMA 重采样图图 4TMB 重采样图

对于影像重采样, 在 ENVI 软件中需要进行如下设置:

(1 对于 TMA 影像重采样时, 特别要注意点选“ Spatial Subset ” 设置 Samples 为1444To 8568, NS 为 7125; Lines 为 2222To 7000, NS 为 4779。 (2 对于 TMB 影像重采样时, 特别要注意点选“ Spatial Subset ” 设置 Samples 为 1610To 8720, NS 为 7111; Lines 为 2477To 7003, NS 为 4527。这样设置的目的是只对 TM 影像中跟 SPOT 影像相对应的区域进行重采样, 使得 TM 和 SPOT 影像都是同一区域, 并且影像尺寸

大小一致, 以便为接下来做影像融合打好基础。 TMA 和 TMB 影像的重采样结果图如图 3、图 4。

4. 影像融合

影像融合是必须在重采样做完后进行处理,影像融合的目的是为了融合 SPOT 影像和 TM 影像, 使得融合后的影像同时拥有 SPOT 影像的高分辨率和 TM 影像的多信息, 使影像更真实、更美观。

在 ENVI 软件中分别打开影像 SPOTA 、 SPOTB 和重采样后的影像 TMA 、TM B , 进行影像融合, 融合结果图如图 5、图 6。

图 5SPOTA 和 TMA 融合图图 6SPOTB 和 TMB 融合图 5. 影像镶嵌

一幅遥感影像的幅面大小是由传感器的视场所决定,影像的位置是由卫星的运行来决定。因此一个特定的地理和行政区域可能分成几块被覆盖在好几幅遥感影像中, 例如, 本文做的区域就是由两幅影像组成, 因此就需要将几幅影像组合起来才能形成一个区域的单幅影像, 这种过程就叫影像镶嵌。

将融合好后的两幅影像在 ENVI 软件中打开进行影像镶嵌, 本文进行影像镶嵌的参数设置如下:

(1 背景值, 在两幅影像的“ Background Data Value to Ignore ” 文本框里都键入“ 0” , 即透明;

(2 羽化值, 在两幅影像的“ Feathering Distance ” 文本框都键入“ 35” ;

(3 色彩平衡, 在“ Color Balancing ” 选项中, 对于 TMB 影像设置为 Fixed , 对于TMA 影像设置为 Adjust 。两幅影像的镶嵌结果图如图 7所示。

图 7镶嵌结果图

6. 影像分类

遥感影像分类的目的是将遥感影像中的像元按照地物类别进行划分。例如将影像分成许多区域, 这些区域分别代表森林、草地、湖泊、城镇等实际地物类别。遥感影像的分类方法有非监督分类和监督分类两种。非监督分类不需要任何关于分类对象的先验知识, 完全根据数据自身的统计规律进行分类。

利用 ENVI 软件处理遥感影像

交通运输部天津水运工程科学研究院武艺文先华

[摘要 ]遥感影像处理是对遥感影像进行辐射校正和几何纠正、图像整饰、投影变换、镶嵌、特征提取、分类以及各种专题处理的方法。本文结合实际遥感影像, 主要介绍如何利用 ENVI 软件进行遥感影像的校正、重采样、融合、镶嵌、分类及分类后处理。