ENVI高光谱数据处理流程

ENVI高光谱数据处理流程
一、显示图像波谱
1.打开文件：主菜单中，File→Open Image File→文件名.raw或者Window→Available Bands List→File →Open Image File→文件。

2.显示真彩色图像：波段列表（Available Bands Lis）中，右键→Load TrueColor。

3.*设置像素大小：主窗口（Display）中，右键→Pixel Locator。

4.绘制波谱：主窗口中，右键→Z Profile（Spectrum）。

5.收集任意点波谱：Spectral Profile中，Options→Collect Spectra，点击图像任
6.光谱平滑：Spectral Profile中，Options→Set Z Profile Avg Window，将window
7.部分光谱：主菜单→Basic Tools→Resize Data(Spatial/Spectral)→Spectral Subset，选择需要的光谱波段。

生成新的文件，右键→Load True Color to<new>。

显示新图像。

8.关闭所有文件：File→Close All Files。

二、标准波谱库
主菜单→Spectral→Spectral Libraries→Spectral Library Viewer→安装文件夹下，ITT\IDL\IDL80\products\envi48\spec_lib。

共有usgs_min、veg _lib、jpl_lib、jhu_lib四个标准波谱库。

在Spectral Library Viewer中，单击波谱名称，自动显示波谱。

三、自定义波谱库
1.输入波长范围：在菜单中，Spectral Spectral Library→Spectral Library Builder
2.波谱收集：以从影像数据中收集波谱为例：
a)打开高光谱图像，收集任意点波谱。

b)在Spectral Library Builder中，选择First Input Spectum选项，有第一次
输入波谱曲线的波长信息为准
3.保存波谱库：在Spectral Library Builder中，File→Savespectral As→Spectral Library，打开Output Spectral Library对话框，设置参数。

另有从文本文件（ASCП文件）、由ASD波谱仪获取的波谱文件、感兴趣区均值、波谱剖面和曲线等波谱来源。

四、波谱重采样
1.主菜单→Spectral→Spectral Libraries→Spectral Libraries Resampling→波谱库文件
2.在Spectral Libraries Resampling Parameters对话框中，为Resample Wavelength
3.输出重采样波谱库.sli
五、波谱库交互浏览
1.编辑数据、绘图参数
在Spectral Library Plots窗口中，Edit→Data Parameters，设置波谱名称、颜色、线性等。

在Spectral Library Plots窗口中，Edit→Plot Parameters，设置标题、X/Y轴
2.添加注记
在Spectral Library Plots窗口中，Option→Annotate Plot，手动添加注记，如文字、图形、图像等。

Annotation窗口中，Object选择注记类型后，在Spectral Library Plots窗口中左键添加，右键删除。

最后右键确认。

在Spectral Library Plots窗口中，右键→Plot Key，添加注记，名称和颜色在Edit→Data Parameters中修改。

3.波谱曲线对比
打开两幅不同的绘图窗口，右键→Plot Key，添加注记，在其中之一的绘图窗口中点击一条波谱曲线的名称并按住左键，可将其拖动到另外一个绘图窗口中。

六、波谱分割
1.水平分割：主菜单→Spectral Spectral Slices→Horizontal Slice。

选择图像文件后打开Spectral Slice Parameters，在Sample文本栏中，键入用于水平分割的列数。

2.垂直分割：主菜单→Spectral Spectral Slices→Vertical Slice。

选择图像文件后打开Spectral Sliceparameters，在Sample文本栏中，键入用于垂直分割的列数。

3.任意方向分割：主菜单→Spectral Spectral Slices→Arbitrary Slice。

选择图像文件后打开Spectral Sliceparameters。

只有一个感兴趣区时，自动进行任意方向分割；由多个感兴趣区时，在Select Region For Slice列表中，点击所需的ROI，
4.
七、3D显示
主菜单→Spectral→Build 3D Cube，通过点击所需要的波段选择至于图像立
八、端元波谱提取
端元的物理意义是指图像中具有相对固定光谱的特征地物类型，它实际上代表图像中没有发生混合的“纯点”。

端元波谱获取的基本流程：
MNF变换-PPI纯净像元指数-n维可视化和端元选择-端元波谱-波谱识别端元光谱的确定有两种方式：
1.使用光谱仪在地面或实验室测量到的“参考端元”，一般从标准波谱库选择
a)主菜单→Spectral→Spectral Libraries→Spectral Library Viewer，选择标准
波谱库文件
b)在Spectral Library Viewer中，单击某一物质绘制其波谱曲线
c)在Spectral Library Plots窗口中，右键→Plot Key，查看波谱库的名称
2.在遥感图像上得到的“图像端元”：
e)从二维散点图中基于几何顶点的端元提取
f)借助纯净像元指数（Pixel Purity Index——PPI）和n维可视化工具用于
端元波谱收集
g)基于连续最大角凸锥（Sequential Maximum Angle Convex Cone——简称
SMACC）的端元自动提取。

以第二种提取方法为例：
1)最小噪声分离（MNF）：
打开高光谱图像，主窗口中，File→Spectral→MNF Rotation→Forward MNF （正向MNF变化）→Estimate Noise Statistics From Data，选择高光谱图像。

在Forward MNF Transform Parameters对话框中设置参数。

●统计信息的图像范围（Shift Diff Subset）
●噪声统计文件（Output Noise Stats Filename）*
●MNF统计文件（Output MNF Stats Filename）*
●MNF变换输出波段选择（Select Subset Output MNF Bands）。

Yes：出现每个波段和其特征值，选择特征值大于1的波段为输出波段
2)纯净像元指数（PPI）
Spectral→Pixel Purity Index→[FAST]Existing Output Band，在打开的Pixel Purity Index Input File选择MNF变换结果，Spectral Subset中选择波段数，不宜过大，10-20左右均可→OK。

在Pixel Purity Index Parameters对话框中，设置参数：
●迭代次数：迭代次数越多，发现的极值像元越好，但所需时间也就越多。

一般需要上千次迭代。

●阈值系数(极值像元的域值)：阈值越小，精度越高，但纯净像元量越小。

一般设置2—3.
3)感兴趣区设置
Display中，Overlay→Region Of Interest，在ROI tools面板中，Options→Band Threshold To ROI，PPI结果为输入波段，设置阈值在图像中获得感兴趣区，一般
4)n维可视化
手动选点：主菜单→Spectral N-Dimensional Visualizer→Visualizer With New
在n维散点图中，选择一定的波段，Start，转动到一定位置时，Stop，在视图中鼠标左键勾画白点集中区域，右键确定，继续Start，检查选择是否集中，不集中的话Class→Items1:20→White，将散落的点删除。

Class→New Class或者在散点图中右键→New Class，新建一个样本区，选择
在散点图中，右键→Mean All，将最原始输入图像作为波谱曲线源数据，自动绘制样本内的像元平均波谱。

自动聚类（Auto Cluster）来确定类别数量及选择部分样点，主菜单→Spectral n-Dimensional Visualizer→Auto Cluster，输入MNF和PPI文件。

在n-D Precluster Parameters对话框中，键入将用于n维可视化器的输入数据的最大值。

越小越快越纯净，越大则散点图越完整，处理速度越慢，难以选择拐点。

可对自动聚类结
5)波谱分析
利用Z Profile获取待鉴别波谱曲线，显示在Display中
主菜单→Spectral Spectral Analyst，选择用于比较的波谱库（根据图形文件重采样的波谱库效果最佳）。

在Edit Identity Methods Weighting对话框中，各个
参数代表的意义如下：
●波谱角分类（SAM）方法
●波谱特征拟合(SFF)方法
●二进制编码方法
三种匹配方法的权重都设为1时，均参与打分。

在Spectral Analyst对话框中，Apply，选择已获得的波谱进行分析，记下分值最高对应的地物。

在Scatter Plot Mean曲线图中，Edit→Data Parameters，将分析得到的地物名在Name中输入，Apply。

重复以上步骤，识别全部波谱。

1.
九、物质识别和图像分类
ENVI提供许多波谱分析方法，包括：二进制编码、波谱角分类、线性波段预测（LS-Fit）、线性波谱分离、光谱信息散度、匹配滤波、混合调谐匹配滤波（MTMF）、包络线去除、光谱特征拟合、多范围光谱特征拟合等。

1.端元波谱收集
2.物质识别
1)打开高光谱文件
2)主菜单→Spectral→Mapping Methods→Spectral Angle Mapper
3)在Endmenber Collection对话框中，Import→form Plot Windows或者form Spectral Libraries file，选择所需的端元光谱
4)Apply，运行波谱角法制图
5)RGB方式在Display中显示高光谱数据，Display→Overlay→Classfication，
十、波谱沙漏工具
1.打开高光谱文件
2.主菜单→Spectral Spectral Hourglass Wizard，输入高光谱文件，next
3.设置MNF变换参数，next
5.计算数据维数，默认为最大，next
6.选择端元波谱方式：yes：从外部文件获取；no：从图像获取。

Next
7.计算纯净像元指数：设置迭代次数，PPI阈值，使用最大内存（1000M），next
8.从n维散点图中选择波谱端元，可手动修改或重新收集，next
9.选择制图方法，包括SAM，MTMF和Unmixing，可选一种或多种
10.查看最终结果，波谱分析更改波谱名称。