利用ENVI軟件處理遙感影像

1、科技信息ENVI軟件簡(jiǎn)介ENVI 全稱是 The Environment for Visualizing Images ,是美國(guó) ITT VIS （ITT Visual Information Solutions公司的旗艦產(chǎn)品，是由遙感領(lǐng)域的科學(xué)家采用交互式數(shù) 據(jù)語(yǔ)言IDL（InteractiveData Language開發(fā)的一套功能強(qiáng)大的遙感影像處理軟件。 它是快速、便捷、準(zhǔn)確地從影像中提取信息的首屈一指的軟件工具。目前，眾多的影像分析師和科學(xué)家選擇ENVI軟件從遙感影像中提取信息。 ENVI軟件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、環(huán)境保護(hù)、氣象、石油礦產(chǎn)勘探、農(nóng)業(yè)、 林業(yè)、醫(yī)學(xué)、國(guó)防安全、地球科學(xué)、公用

2、設(shè)施管理、遙感工程、水利、海 洋、勘察測(cè)繪和城市規(guī)劃等領(lǐng)域。影像校正由于遙感器本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、外部因素（衛(wèi)星的姿態(tài)、軌道、地球的運(yùn)動(dòng) 和形狀等等原因都可能引起影像的幾何變形,這叫幾何失真。為了糾正這些影像 變形,所以要對(duì)影像進(jìn)行幾何糾正。而進(jìn)行幾何糾正通常是利用影像配準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn) 的,也就是在同一區(qū)域里利用基準(zhǔn)影像（或者地圖對(duì)另一幅影像的校準(zhǔn)，以使兩幅 影像中的同名像元配準(zhǔn)。由此也可以清楚地看到影像配準(zhǔn)的目的，就是使得我們能 夠獲得比較準(zhǔn)確的影像中的每一個(gè)像元所對(duì)應(yīng)的地面的位置,這樣在進(jìn)行定性遙感 中才能使得影像之間具有可比性,在定量遙感中才能使得我們能夠確定具體目標(biāo)。在影像校正過(guò)程中，首先是要選

3、擇所謂的地面控制點(diǎn)（GCP ,這也是影像校正 最關(guān)鍵、工作量最大的一步。原則上GCP點(diǎn)的分布要求均勻,并且數(shù)量要多，這 樣校正的可靠性才比較高。選擇的GCP點(diǎn)一定是要在影像上容易辨識(shí)的,地面上 最好可以實(shí)測(cè)，具有較固定的特征，不會(huì)隨時(shí)間的變化而變化的點(diǎn)。本文實(shí)際采用某區(qū)域遙感得到的SPOT影像和TM影像,分別為SPOTA、TMA、SPOTB、TM B ,以所要分析的影像為例,是選用SPOT影像為基準(zhǔn)，校正TM影像，分別打開SPOT影像和TM影像，采用ENVI軟件中的Image to Image校 正功能。其中對(duì)于SPOTA和TMA影像,選擇了 108個(gè)GCP點(diǎn)，整幅影像總的均方根 誤差為0.3

4、316，其中最大的點(diǎn)的誤差為0.9479,最小的為0.0005。對(duì)于SPOTB和 TMB影像，選擇了 126個(gè)GCP點(diǎn)，整幅影像總的均方根誤差為0.1457，其中最大的 點(diǎn)的誤差為0.7686，最小的為0.0014。加載了控制點(diǎn)的影像見圖1、圖2。圖1加載GCP后的SPOTA影像圖2加載GCP后的SPOTB影像3.影像重采 樣圖3TMA重采樣圖 圖4TMB重采樣圖對(duì)于影像重采樣，在ENVI軟件中需要進(jìn)行如下設(shè)置：(1對(duì)于TMA影像重采樣時(shí)，特別要注意點(diǎn)選“ Spatial Subset ”設(shè)置Samples為 1444To 8568, NS 為 7125; Lines 為 2222To 700

5、0, NS 為 4779。(2 對(duì)于 TMB 影像重 采樣時(shí)，特別要注意點(diǎn)選“ Spatial Subset ”設(shè)置Samples為1610To 8720, NS為7111; Lines為2477To 7003, NS為4527。這樣設(shè)置的目的是只對(duì)TM影像中跟SPOT影 像相對(duì)應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行重采樣，使得TM和SPOT影像都是同一區(qū)域,并且影像尺寸 大小一致，以便為接下來(lái)做影像融合打好基礎(chǔ)。TMA和TMB影像的重采樣結(jié)果 圖如圖3、圖4。影像融合影像融合是必須在重采樣做完后進(jìn)行處理，影像融合的目的是為了融合SPOT 影像和TM影像,使得融合后的影像同時(shí)擁有SPOT影像的高分辨率和TM影像的 多信

6、息，使影像更真實(shí)、更美觀。在ENVI軟件中分別打開影像SPOTA、SPOTB和重采樣后的影像TMA、 TM B ,進(jìn)行影像融合，融合結(jié)果圖如圖5、圖6。圖5SPOTA和TMA融合圖 圖6SPOTB和TMB融合圖5.影像鑲嵌一幅遙感影像的幅面大小是由傳感器的視場(chǎng)所決定，影像的位置是由衛(wèi)星的運(yùn) 行來(lái)決定。因此一個(gè)特定的地理和行政區(qū)域可能分成幾塊被覆蓋在好幾幅遙感影 像中，例如，本文做的區(qū)域就是由兩幅影像組成,因此就需要將幾幅影像組合起來(lái)才 能形成一個(gè)區(qū)域的單幅影像，這種過(guò)程就叫影像鑲嵌。將融合好后的兩幅影像在ENVI軟件中打開進(jìn)行影像鑲嵌，本文進(jìn)行影像鑲嵌 的參數(shù)設(shè)置如下：(1背景值，在兩幅影像的

7、“ Background Data Value to Ignore ”文本框里都鍵入 “ 0”，即透明；(2羽化值，在兩幅影像的“ Feathering Distance ”文本框都鍵入“ 35” ；(3色彩平衡，在“ Color Balancing ”選項(xiàng)中，對(duì)于TMB影像設(shè)置為Fixed，對(duì)于 TMA影像設(shè)置為Adjust。兩幅影像的鑲嵌結(jié)果圖如圖7所示。圖7鑲嵌結(jié)果圖6.影像分類遙感影像分類的目的是將遙感影像中的像元按照地物類別進(jìn)行劃分。例如將 影像分成許多區(qū)域，這些區(qū)域分別代表森林、草地、湖泊、城鎮(zhèn)等實(shí)際地物類 別。遙感影像的分類方法有非監(jiān)督分類和監(jiān)督分類兩種。非監(jiān)督分類不需要任 何關(guān)

8、于分類對(duì)象的先驗(yàn)知識(shí)，完全根據(jù)數(shù)據(jù)自身的統(tǒng)計(jì)規(guī)律進(jìn)行分類。利用ENVI軟件處理遙感影像交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究院武藝文先華摘要遙感影像處理是對(duì)遙感影像進(jìn)行輻射校正和幾何糾正、圖像整飾、 投影變換、鑲嵌、特征提取、分類以及各種專題處理的方法。本文結(jié)合實(shí)際 遙感影像，主要介紹如何利用ENVI軟件進(jìn)行遙感影像的校正、重采樣、融合、 鑲嵌、分類及分類后處理。關(guān)鍵詞ENVI軟件遙感Ch函Al rights reserved. Publishing Hous氏 http:/ www.nkLnet1 Ml 1ChinaAL rights reserved. Publishing House, http

9、:/ HYPERLINK i nn/i 1ChinaChinaAL rights reserved. Publishing House, http:/ HYPERLINK kixnet kixnet i naj rm 1AL rights reserved. Publishing House, http:/ HYPERLINK 1994-2011影像專題論述科技信息對(duì)館員的服務(wù)方式提出了新的挑戰(zhàn)。它要求高校圖書館員必須是德才兼?zhèn)涞?新型專業(yè)人才。在“才”方面必須是“ 一專多能”。在“能”方面則越多越好。 至少精通一門外語(yǔ)，熟悉計(jì)算機(jī)操作,長(zhǎng)于知識(shí)管理與組織，善于服務(wù)，更要有敬業(yè) 奉獻(xiàn)精神，真正

10、能從社會(huì)發(fā)展，文化普及以及全面提高國(guó)民素質(zhì)的角度去認(rèn)識(shí)高校圖 書館的社會(huì)地位和教育功能。5、大力宣傳,提高普通高校圖書館的社會(huì)知名度首先，要提高對(duì)宣傳作用的認(rèn)識(shí)，校外人來(lái)高校圖書館的少，是因?yàn)閷?duì)圖書館不 了解。這就要求高校圖書館加大宣傳力度，讓普通市民了解高校圖書館，宣傳高校 圖書館的服務(wù)宗旨、服務(wù)方式、服務(wù)項(xiàng)目?？赏ㄟ^(guò)制作圖書館主頁(yè)、BBS公 告板、設(shè)立宣傳欄和發(fā)放圖書館使用指南，新書通報(bào)等宣傳資訊,開辦專題講座、 舉辦各種讀書活動(dòng)。演講比賽,組織讀者參加社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，深入到社區(qū)、用戶 中去,開展宣傳教育和科技知識(shí)的傳播等，接納社會(huì)團(tuán)體、家庭以及個(gè)人入館參觀, 擴(kuò)大圖書館在社會(huì)人員中的影響，

11、為圖書館的社會(huì)化服務(wù)爭(zhēng)取有利的支持。6、樹立高校與地方經(jīng)濟(jì)互相依存、共同發(fā)展的思想,強(qiáng)調(diào)以服務(wù)求支持，以 貢獻(xiàn)求發(fā)展的理念，充分發(fā)揮文獻(xiàn)信息資源的優(yōu)勢(shì)高校圖書館可給校外人員辦理圖書借閱證，與公共圖書館實(shí)現(xiàn)館際互借,滿足校 外讀者的文獻(xiàn)信息需要?？梢酝ㄟ^(guò)組織科普活動(dòng)、專題講座、學(xué)術(shù)報(bào)告會(huì)、 舉辦學(xué)習(xí)班和計(jì)算機(jī)檢索培訓(xùn)班等形式,幫助校外讀者掌握文獻(xiàn)信息知識(shí)和檢索技 能,通過(guò)這些影響擴(kuò)大圖書館的社會(huì)影響和知名度,樹立良好的服務(wù)形象。7、高校圖書館要發(fā)揮社會(huì)化服務(wù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)與人才優(yōu)勢(shì)高校不僅是先進(jìn)文化的發(fā)源地和集散地,同樣也是新技術(shù)的研發(fā)地和傳播地。 現(xiàn)代高校圖書館更注重先進(jìn)的信息技術(shù)在管理中的應(yīng)用。

12、隨著網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng) 化、數(shù)字化的建設(shè)，高校圖書館不斷更新服務(wù)設(shè)備,安裝先進(jìn)的集成管理軟件，由 手工借閱到電腦掃描，由人工目錄到網(wǎng)上智能檢索，讀者完全可以通過(guò)聯(lián)網(wǎng)微機(jī)進(jìn) 入圖書館，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上預(yù)約、借閱、續(xù)借、咨詢等功能。圖書館手工借閱時(shí)期,工 作量大，滿足在校師生的要求都很難，現(xiàn)在藏、借、閱一體,數(shù)字資源豐富，網(wǎng)絡(luò) 鏈接方便、快捷，大大節(jié)省了人力，方便了讀者，無(wú)論是借閱服務(wù)、還是網(wǎng)上傳輸, 或者是信息咨詢，都可以較快地滿足讀者的要求，提高了資源的利用率。隨著現(xiàn)代圖書館的發(fā)展,高校圖書館的工作已不只是簡(jiǎn)單的被動(dòng)借還服務(wù)，更多 的是針對(duì)教學(xué)科研和學(xué)科建設(shè)特點(diǎn)，由被動(dòng)變主動(dòng)，形成了主動(dòng)推送服務(wù)、網(wǎng)上資 源

13、集成服務(wù)、為教學(xué)科研人員和各類讀者提供知識(shí)信息服務(wù)等職能?，F(xiàn)代圖書 館服務(wù)職能的變化,對(duì)高校圖書館的工作人員提出了更高的要求。近幾年，高校圖 書館的工作人員隊(duì)伍發(fā)生了較大的變化，由老齡化向年輕化發(fā)展，由低學(xué)歷向高學(xué) 歷發(fā)展，由單學(xué)科向多學(xué)科發(fā)展，聚集了大量的高職稱的圖書館學(xué)、計(jì)算機(jī)和各學(xué) 科專業(yè)人才，他們不僅關(guān)注本館的館藏和學(xué)科服務(wù),而且對(duì)當(dāng)今世界和國(guó)內(nèi)圖書館 界的知識(shí)信息服務(wù)給予了極大的關(guān)注，對(duì)海量的知識(shí)信息進(jìn)行識(shí)別、整理、排 序、推送，起到了知識(shí)導(dǎo)航員的作用。因此，利用高校圖書館的人才優(yōu)勢(shì),積極開 拓社會(huì)服務(wù)的新領(lǐng)域，能更好地滿足社會(huì)成員的信息需求，為社會(huì)的信息化做出貢 獻(xiàn)。總之,拓展高校

14、圖書館的社會(huì)化服務(wù)職能，是一個(gè)學(xué)術(shù)研究課題,更是一個(gè)實(shí)踐 的過(guò)程，它不僅要求政府的大力支持和經(jīng)濟(jì)援助，更需要圖書館內(nèi)部的管理創(chuàng)新。 高校圖書館社會(huì)化服務(wù)有著較好的前景，也大有文章可做，只要高校圖書館從構(gòu)建 和諧社會(huì)的需要出發(fā)，社會(huì)化服務(wù)工作就一定能開展起來(lái)并受到社會(huì)的歡迎。參考文獻(xiàn)1劉龍.高校圖書館服務(wù)社會(huì)化的優(yōu)勢(shì)與實(shí)現(xiàn)途徑J .河南科技學(xué)院學(xué)報(bào)(社 會(huì)科學(xué)版,2010(1趙玉貞.新時(shí)期高校圖書館社會(huì)化服務(wù)初探J .圖書館界,2008(3(上接第771頁(yè)ChinaAl rights reserved. Publishing House, http:/ kinet 1994-2011Academ

15、ic Jounial Electronic表1分類統(tǒng)計(jì)結(jié)果表本文采用的是K-Means (K均值非監(jiān)督分類,K-M eans (K均值非監(jiān)督分類是 通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)空間上均勻分布的最初類均值，然后用最短距離技術(shù)重復(fù)地把像元聚 集到最近的類里。每次迭代重新計(jì)算均值,且用新的均值對(duì)像元進(jìn)行再分類。當(dāng) 限定了標(biāo)準(zhǔn)差和距離的閥值時(shí)，如果一些像元不滿足選擇的標(biāo)準(zhǔn)，就無(wú)法參與分類， 所有像元都被歸到與其最臨近的一類里。這一過(guò)程持續(xù)到每一類的像元數(shù)變化少 于選擇的像元變化閥值或已經(jīng)達(dá)到迭代的最多次數(shù)。K-Means (K均值非監(jiān)督分類的準(zhǔn)則是:使每一聚類中，多模式點(diǎn)到該類別中心的距離的平方和最小。其基本思想是:

16、通過(guò)迭代,逐次移動(dòng)各類 的中心，直到得到最好的聚類結(jié)果為止。通過(guò)ENVI軟件打開鑲嵌好的影像，進(jìn)行K-Means (K均值非監(jiān)督分類，在“ K- Means Parameters ”對(duì)話框中設(shè)置相關(guān)參數(shù),在其中“ Number of Classes ”文本框里 鍵入分類個(gè)數(shù)“ 8 , “ Maximum Iterations 文本框里鍵入迭代次數(shù)“ 5,點(diǎn)選菜單 File -輸出，點(diǎn)擊“ OK ”即可。分類結(jié)束后得到的分類結(jié)果圖如圖8。圖8K-Means (K均值非監(jiān)督分類結(jié)果圖7.影像分類后處理在ENVI軟件中打開鑲嵌結(jié)果圖和分類結(jié)果圖，選擇菜單Classifi-cation Post Cl

17、assification Class Statistics ,在彈出的 “Classification Input File 對(duì)話框中選擇 分類結(jié)果圖，點(diǎn)“ OK ”繼續(xù)，在彈出的“ Statistics Input File ”對(duì)話框中，選擇鑲嵌結(jié) 果圖(TM影像，選好輸入文件后，點(diǎn)擊“ OK ”，出現(xiàn)“ Class Selection ”對(duì)話框，在列 表中選擇前面所分的8類,然后一直默認(rèn)設(shè)置點(diǎn)“ OK ”即可得到分類后處理的分 類統(tǒng)計(jì)結(jié)果，見表1。8.結(jié)語(yǔ)本文結(jié)合某區(qū)域遙感得到的SPOT影像和TM影像，主要介紹如何利用ENVI 軟件進(jìn)行遙感影像的校正、重采樣、融合、鑲嵌、分類及分類后處理的

18、方法 及操作步驟。ENVI軟件其他強(qiáng)大的遙感影像處理功能還有待進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)1趙文吉，段福州，劉曉菲等.ENVI遙感影像處理專題與實(shí)踐M .北京:中國(guó) 環(huán)境科學(xué)出版社,2007.李小娟，宮兆寧,李靜等.ENVI遙感影像處理教程M .北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué) 出版社, 2007.沈煥鋒，鐘燕飛,王毅等.ENVI遙感影像處理方法M .武漢:武漢大學(xué)出版 社,2009.韋玉春，湯國(guó)安,楊昕等.遙感數(shù)字圖像處理教程M .北京:科學(xué)出版社， 2007.類別 Band M in Max M ean StDev points percent-ageClassi 10430.5106373.5381951747992632.43% 20450.3834822.375020 30490.5325773.173868Class2 105618.78919415.42758025894914