(最新)ENVI對圖像進行配準、校正、拼接、裁剪

1、目錄第一部分利用ENVI對圖像進行配準-校正-拼接-裁剪基礎(chǔ)知識二）ENVI操作1616二）ENVI操作16圖像鑲嵌（圖像拼接）基礎(chǔ)知識.2020二）ENVI操作21像裁剪基礎(chǔ)知識26第二部分：下載影像及介紹TOC o 1-5 h z一）基本信息26二）日期信息26三）云量信息26四）空間信息26 第一部分利用ENVI對圖像進行配準-校正-拼接-裁剪圖像配準與校正（一）基礎(chǔ)知識1、圖像配準就是將不同時間、不同傳感器（成像設(shè)備）或不同條件下（天候、照度、攝像位置和角度等）獲取的兩幅或多幅圖像進行匹配、疊加的過程，它已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用于遙感數(shù)據(jù)分析、計算機視覺、圖像處理等領(lǐng)域。2、幾何校正是指利用地

2、面控制點和幾何校正數(shù)學(xué)模型，來矯正非系統(tǒng)因素產(chǎn)生的誤差，非系統(tǒng)因素如傳感器本身的高度、地球曲率、空氣折射或地形等的影響。由于校正過程中會將坐標(biāo)系統(tǒng)賦予圖像數(shù)據(jù)，所以此過程包括了地理編碼。簡單來說，圖像校正是借助一組控制點，對一幅圖像進行地理坐標(biāo)的校正。本文將采用地面控制點+校正模型的幾何校正方式中的ImagetoImage,利用Image格式的基準影像對2006年蘭州TM影像進行配準與校正。3、圖像選點原則選取圖像上易分辨且較精細的特征點,如道路交叉點、河流彎曲或分叉處、海岸線彎曲處、飛機場、城廓邊緣等。特征變化大的地區(qū)需要多選。圖像邊緣部分一定要選取控制點。盡可能滿幅均勻選取。保證一定數(shù)量的

3、控制點,不是控制點越多越好。4、數(shù)理知識：多項式模型x=a+aX+aY+aX2+aXY+aY2+012345y=b+bX+bY+bX2+bXY+bY2+012345X,Y：校正前該點的位置；x,y：校正后該點的位置最少控制點個數(shù)：(n+1)2誤差計算：RMSE=sqrt(x-x)2+(y-y)2)error5、重采樣方法(插值算法)最近鄰法概念：取與所計算點(x,y)周圍相鄰的4個點,比較它們與被計算點的距離,哪個點距離最近就取哪個亮度值作為(x,y)點的亮度值優(yōu)點：簡單易用,計算顯小缺點：圖像的亮度具有不連續(xù)性,精度差雙線性內(nèi)插法概念：取(x,y)點周圍的4個鄰點，在y方向內(nèi)插2次，再在x方

4、向內(nèi)插1次，得到(x，y)點的亮度值f(x，y)優(yōu)點：雙線性內(nèi)插法比最近鄰法雖然計算雖有所增加,但精度明顯提高,特別是對亮度不連續(xù)現(xiàn)象或線狀特征的塊狀化現(xiàn)象有明顯的改善。缺點：內(nèi)插法會對圖像起到平滑作用，從而使對比度明顯的分界線變得模糊。三次卷積內(nèi)插法(插值算法)概念：取與計算點周圍相鄰的16個點，先在某一方向內(nèi)插，再根據(jù)計算結(jié)果在另一個方向上內(nèi)插，得到一個連續(xù)內(nèi)插函數(shù)。是進步提高內(nèi)插精度的一種方法，通過增加鄰點來獲得最佳插值函數(shù)優(yōu)點：精度最高，細節(jié)表現(xiàn)更為清楚。缺點：計算最大，對控制點要求較高。（二）ENVI操作1、波段合成0ENVIClassicFilleBasicToolsClassif

5、icationiTraiEO1Land?at|1Fast|SPOTQIKONOS=QukkBirdWorldVrewOrbVie3GwEye-1、IRSGmTIFF11GeaTIFFwithMetadatafHOFNLAPSMRLCOpenImageFileOpenVectorFileOpenRemoteFileQp&nExternalFritOp&nPreviousFileEditENVIHeaderACRESCCRSESACEOS啟動ENVIclassic（彩色圖標(biāo)）點擊FileOpenExternalFileLandsatFast昨后i”.Enwi.Date，ETM_l*mlVju_06

6、j5CENEQ1選擇ETM_lanzhou_06_yearsL5-130035-20061017SCENEO1文件形式選擇“*打開header.dat（頭文件）BAT衣件Sfi:DATX.S林1.5CIKE権弍曰俱：找M沖刑廠IT勺:球醫(yī)50W12/&13:M2017/1/13卻20-18/12/6n；30ENPJtWfON）:header.d-fftA卜打開心|在AvailableBandsList窗口顯示該圖像的波段和波長，同時，有兩種圖像顯示方式：GrayScale（灰度圖像）、RGBColor（彩色圖像）若選擇GrayScale，下拉NoDisplay選擇NewDisplayLoadB

7、and若選擇RGBColor，為RGB分別選擇一個波段下拉NoDisplay選擇NewDisplayLoadBand窗口介紹：出現(xiàn)三個窗口，分別是Image（主窗口）、Scroll、Zoom。關(guān)閉Image，其余兩個窗口也會關(guān)閉；只關(guān)閉scroll或zoom，其余兩個窗口不會關(guān)閉。Scroll顯示的圖像是Image所顯示圖像的放大；Zoom顯示的圖像是Scroll所顯示圖像的放大。Image可通過以下步驟打開其十字絲：右鍵ToggleDisplayCross-hairQukkStats.ToggleUmkDii.play-GfrographitLinkCwrscrLwticiH/VsIue-.

8、PixelLccMorZProfile(Specinim).-R01ToolInteriCtrweStrelching.,.Dpl*yWindowSlyl-eScrollI/Z&qiitiPmition主窗口“DisphvCrc-i-hair.7DisplayZoomBokDispl巧SctdIIBdf-sZoom左下角有三個小框，分別是“縮小”功能、“放大”功能、“十字絲”功能當(dāng)放大到一定程度時，可定位到像元。保存可通過以下步驟進行:a.點擊FileSaveFileAsENVIStandard（標(biāo)準格式）QENVI即sicN單攔E3TotrateTestDataDotaVfwerb.NewF

9、ileBuilder窗口選擇ImportFile（輸出文件）CreateNewFileInputFile窗口SelectInputFile中選中header.dat（即第3步驟打開的文件）。0袪蠱誕NewFii#（inputFile-TullSc*材Sla：tn*FileInformation中可以看到該文件的文件信息，如路徑、尺寸大小、儲存字節(jié)、文件形式、影像類型、像元、旋轉(zhuǎn)軌道等。d.e.點擊CreateNewFileInputFile窗口左下角的“OKNewFileBuilder窗口中“RemoveSuperfluousFiles(是否清除多余文件）選擇No?riowFileBuilde

10、rXENVIFiles-frHtwFile是否清楚多余文件？no.防止刪除多余京件啟打平開件/InprtFile.Raoril*r尸門祚”f.NewFileBuilder窗口中Outputresultto有兩種選擇格式“Flie和“Memory（記憶格式）（1）若選擇Memory,點擊左下角OK。會看到Memory展示在AvailableBandsList窗口中，而不是路徑中。若要繼續(xù)將Memory保存為File,可以在主菜單點擊FileSaveFileAsENVIStandardImportFileCreateNewFileInputFile窗口SelectInputFile中選中Memor

11、yOK見下一步驟(2)B-uuLBiipli(yIL-(2)若選擇Flie,EnterOutputFilename下方編輯文件名點擊“Choose”選擇路徑g.點擊左下角OKNewFHeBuNdfirXCmic#12、加載數(shù)據(jù)點擊主菜單的FileOpenImageFileiRlelOpenImageFilieOpenVectorFileOpenRemoteFile圭蔡軍攔開兩次img蹙套FiberSperlraIMapVectorTapogi打開兩幅圖像，一副待校正，另一幅為已經(jīng)帶有坐標(biāo)信息的正確圖像。打開步驟同步驟“1、4”X輕GCPt：Imjqpe|點擊主菜單的MapRegistratio

12、nSelectGCPsImagetoImageA說&嬴TmFiberSpeckdlI和UpV1OfTopcngrpKcRjdrWindowHWpOrtherraificwon蘭基出點曼時哎MULf*HJSBLIMM0JbC1MHi在ImagetoImageRegistration窗口中BaseImage（基準影像）選擇帶有坐標(biāo)的影像窗口，WarpImage（待校正影像）選擇需要校正坐標(biāo)的影像窗口點擊OKInnagetolimgeRegistrationXSelectdisplayscontainibg：images;.WerpDi甜1fDisplaySflrltcrtitdItemDispla

13、y12QGroundContirGlPointsS-.RleOptionsnlp控制點選擇面板Add騎就MvmterS*h*t*dFTntw：QShwListEttSError：A0KC3、采集地面控制點GroundControlPoints乩XFileOptionsHelp令引點:峑圭圍15465400J23000&1EMSIrrorl4roSe-lcttd；Pointsf爭砂按鈕會I長，之后在基;隹彩像上找點predicts正嶷橡上會荷t5米集方法一：手動+半手動米集點hrr-分別在BaseImage和WarpImage窗口找到一對匹配的點。圖像選點原則見“（一）2、”在GroundCon

14、trolPointsSelection（控制點選擇面板）窗口選擇AddPoint。（1）ShowList可以看控制點的信息以及各對點的誤差值（誤差值在不等于0的情況下，越小越好，意為越精確）、可以修改（Update）點、刪除（Delete）點、將點按照誤差值大小按序排列（ImagetoImageGCPList窗口Options下拉菜單選擇OrderPointsbyError）（2）RMSError為總誤差。做中等幾何精校正時，將RMSError控制在1以下。（3）NumberofSelectedPoints會顯示已添加的點數(shù)（4）當(dāng)已添加點數(shù)超過3個點時，可以利用Predict（預(yù)測）功能,i

15、i進行半手動米集點。在BaseImage或WarpImage上找一個點點擊Predict,另一副圖像窗口會顯示預(yù)測的對應(yīng)位置，做些調(diào)整后點擊AddPoint。ImigetQGCPiJtFileO-ptiorrGB-sseIR*|hrpM*5T?teiictK?redictErrorKErrnrTJOIS17*sors.oo取畑85319.3S3219.003563164C*097勺】弱D0.38?0fllCH-41100486Z站46祐.DO話弗.LB虻冷1曲m空艾自01790031L&*6+47.001906.Ki37E.3遜16375fi.412t9G0.L14)_1740.0C4L0.2

16、174tB+2W1.005W6.Q0fl.044?ae.EuS.L5；i?2e細Q-晦-uie?3Q.ir?IMS.00wn.ro4111.902465.0041S2.0S?1l120011271L.120501T6114-1-B30CO宼om06?ffi5CZ6.4403525O2J0羽灰勺1&4000C65016?3*3+36TO.OO037.03劉呱CO301.CO240E.LC0；3OO.Se22D_L(R3-U.OTB0.1334tL*2-307.4El花4.BQ313.00ir.61253163.01SC0.11E30.016Q0.1134rz+6771.002109.DD533L

17、CO579CO5S3.0ME5?9.Q2aT0353DO2flFD300915*2319.00|1393.361ES9.031393.3WE1559072；-D.D6S2O.CU220.嘟5GdtiaQa/D旺DeleitUplateHideList誇=r;g米集方法二：自動米集點GrchmdCenblPsifils-乩一口XFiltOptkiriHlpW啟中Displayed&Ard：.Wirp，F(xiàn)ile.VurgWflrpDifpldSard伽Ie料=IoMspjL.WarpFile(asImagetoMap.Revers#Baw/Waip1itDegree(R.ST。冃呦AutoPred

18、ictUbdPowrt?OrderPqiiiJt5byErrorClewAllPointsSetPoinlGoicre.a.在GroundControlPointsSelection(控制點選擇面板)窗口Options菜單下拉，選擇AutomaticallyGenerateTiePointsb.BeseImageBandMatchingChoice和WarpImageBandMatchingChoice選擇波段后點擊OK 在AutomaticTiePointsParameters窗口中，NumberofTiePoints（點個數(shù)）可多選一些，比如50；SearchWindowSize（搜索窗口

19、尺寸）可大一點，比如110；MovingWindowSize（移動窗口尺寸）可用其默認值11點擊OK在GroundControlPointsSelection（控制點選擇面板）窗口選擇ShowList,調(diào)整采集的點。做中等幾何精校正時，將RMSError控制在1以下。3米集方法三：導(dǎo)入已有的點文件GroundControlPointsonsHdpSaveGCP?toASCII.,.SaveCoefficientstoASCII.RestoreGCPsfromASCII*.CancelXSlicwListEMSError.G.OOOOODDtlittL&stPoint在GroundControl

20、PointsSelection（控制點選擇面板）窗口File菜單下拉選擇RestoreGCPsfromASCII選擇PTS格式的文件打開4保存點GroundControlPointsS*,.OptionsHelpSaveGCPstoASCIIsSaveCoefficientstoASCII*.RestoreGCPsfromASCII,.CantelXDPredictShovrL；EMSError:D.20B2S7tLa.stPointa.在GroundControlPointsSelection（控制點選擇面板）窗口File菜單下拉選擇SaveGCPstoASCIIb.在InputWarpIm

21、age窗口SelectInputFile選擇待校正影像點擊左下角OK4、重采樣輸出（運行點/校正影像）在GroundControlPointsSelection（控制點選擇面板）窗口Options菜單下拉，有兩個選項“WrapFile和“WrapFile（asImagetoMap）QGrguncJ-匚gctiplPgintE2音士EwWarpDiphyedBand.,WarpFili,”WarjWarpDisplayedBand(活wImagetoMap)nJaWairpFile(asImagetoMap-AdJSL.iReverseBase/WrpRtDegree(RSTOnly)T7Aut

22、oPredictHelpa.若選擇WrapFile,在InputWrapImage窗口選擇待校正影像點擊左下角OK言出觀：瓏正甘一吉了+tt*a說沽列科左塗IE出胡t.*0擊品CiitnJAte-OistidmHsljF-a-uit培亦HE檯口齊-?。―E呂S5繪爭.掃烏一、殆:卻在RegistrationParameters面板有“校正模型的選擇(Method,Degree）”和“重采樣方法的選擇（Resampling）”，但沒有“輸出的投影信息”及“分辨率”的設(shè)置。這種方法輸出的影像像元大小、投影參數(shù)完全和基準影像一致的情況，所以如果想要保留原來影像的分辨率，需要另一種方法，見b.b.若選

23、擇WrapFile（asImagetoMap），在InputWrapImage窗口選擇待校正影像點擊左下角OKOutputFrojuidUpptrLftftCwn*rCordittt4XrixdSht3000000000lhttrEYFixJSiso00000000tut円F1旦C41.aTK*MtEedFoljmoHitlV陥寸”=CuticConvoluti&n旨D1至云樣右;去：二療譽和|E皿groundu1groundQOutputEtultEnftrOutputFilDM4擴脛名：_Tdta!d詁是血怙的-最皆環(huán)入文片呂召帳至OutputXSi7716OutputTSieQpti0h

24、iTJA0KQuueOutputTSiit冼冊（1）在RegistrationParameters面板有投影設(shè)置、分辨率設(shè)置、像素個數(shù)（會根據(jù)分辨率設(shè)置而調(diào)整）設(shè)置。（2）在warpParameters部分的Method選擇Polynomial，Degree選擇2（2次多項式）,Resampling選擇CubicConvolution（三次卷積法）（3）在OutputResultto處選擇File（4）在EnterOutputFilename下方輸入“文件名.dat”，點擊Choose選擇路徑（5）點擊左下角OK5、檢驗校正結(jié)果在AvailableBandsList窗口用Display#3打開

25、上一步驟保存的影像J佚伽口(MeU(Bnd1):12,!aveja.k一XFileOverlayEnhanceTookndowGeographicLili匕“LankDhphy.EI3連立兩個SZProfile(Specirum)-ROITool-IrrteracweStretching.CursorLccation/ValuPlKelLocatorPQmickStats-DifpldyWindowStyleScroll/ZoomPositJonSaveImageA気“Sav*ZccrnAc.在#3的Image（主窗口）右鍵GeograpjicLink（建立兩個影像間的聯(lián)系）在Geograpj

26、icLink窗口中Display#2和Display#3都點擊右邊的雙箭頭符號，框內(nèi)內(nèi)容變?yōu)镺nGeographicLinkXGeogr*phiToggleDisplayCross-hair通過在兩個主窗口中移動十字絲，觀察圖像是否配準準確。二、圖像鑲嵌（圖像拼接）（一）基礎(chǔ)知識圖像鑲嵌（圖像拼接），指的是在定數(shù)學(xué)基礎(chǔ)控制下把多景相鄰遙感圖像拼接成一個大范圍、無縫的圖像的過程。ENVI的圖像鑲嵌功能可提供交互式的方式，將有地理坐標(biāo)或沒有地理坐標(biāo)的多幅圖像合并，生成一幅單一的合成圖像。最新ENVI提供了全新的影像無縫鑲嵌工具SeamlessMosaic,所有功能集成在一個流程化的界面。通過這個界

27、面，我們可以實現(xiàn)對圖層的疊放順序的控制，也可以設(shè)置忽略值，顯示、隱蔽圖層以及輪廓線，重新設(shè)計有效的輪廓線，選擇重采樣的方法和輸出范圍，也可以指定輸出波段和背景值?？梢赃M行顏色的校正、羽化和調(diào)和，使用高級的自動生成接邊線功能，也可手動編輯接邊線，此外還可以使用鑲嵌結(jié)果的預(yù)覽功能。接下來，以兩幅有地理坐標(biāo)的蘭州TM影像為例，介紹Envi圖像拼接功能。（二）ENVI操作1、數(shù)據(jù)加載啟動ENVI（灰色圖標(biāo)）Toolbox工具箱Mosaicking（馬賽克）雙擊SeamlessMosaic（無縫鑲嵌/拼接工具）kJa在無縫鑲嵌/拼接工作流的操作面板上，點擊工具欄中的加號，添加影像進入到影像文件的選擇面板

28、添加需要鑲嵌的影像數(shù)據(jù)（至少兩個）SeamlessMosaicSeamlessMosaicMosaicScenesIntoASin添加進來后，可以看到數(shù)據(jù)的位置和重疊關(guān)系和影像輪廓線在Main的DataIgnoreValue列表中，可設(shè)置背景透明值，當(dāng)重疊區(qū)區(qū)有背景值時候，可設(shè)置這個值勾選。這里輸入0勾選右上角的ShowPreview，可以對鑲嵌效果進行初步預(yù)覽亡XOrderv丸QSbowPrevie*ColorCorrectionISeaffilines/JeatheringExportDataIgnortY&lueolorHatchingActioreitKeringDistsag1130

29、毆ninAdjust013l035n.Ng電iiR電電電擊電0*屈時選中罰個,意寤對迭兩個進行脳V2、勻色處理在ColorCorrection中，進行勻色方法是HistogramMatching（直方圖匹配）。勾選HistogramMatching選擇OverlapAreaOnly（重疊區(qū)直方圖匹配）在Main的ColorMatchingAction列表中，右鍵設(shè)置不同影像的Reference（參考）和Adjust（校正），根據(jù)預(yù)覽效果確定參考圖像。3、接邊線接邊線包括自動和手動繪制兩種方法，也可以結(jié)合起來使用。下拉菜單Seamlines，選擇AutoGenerateSeamlines，自動繪

30、制接邊線，自動裁剪掉TM邊緣“鋸齒”自動生成的接邊線比較規(guī)整，可以明顯看到由于顏色不同而顯露的接邊線。下拉菜單Seamlines，選擇Starteditingseamlines，可編輯接邊線,可以在接邊處繪制多邊形，之后自動將繪制的多邊形作為新的接邊線。4、羽化ColorCQrrcti4B|Se沁;nESeathEFiyMainApplySeOHon電eatberiog羽化：在進行基于像元或地理坐標(biāo)的鑲嵌時，在重疊區(qū)域的邊緣常有比較明顯的銜接線，可以使用羽化功能對邊緣進行融合，從而消除該銜接線。ENVI提供兩種類型的羽化，分別是邊緣羽化和切割線羽化在Seamlines/Feathering中的

31、Feathering部分，選擇SeamlineFeathering（切割線羽化）。當(dāng)然，也可以選擇EdgeFeathering（邊緣羽化）。5、輸出結(jié)果在Export中，可以輸出格式、輸出文件名、路徑、格式、波段、背景值、重采樣方法等參數(shù)。Firtith選擇OutputFormat（輸出格式）為ENVI在OutputFilename（輸出文件名）中編輯文件名稱，最好用英文點擊Browser選擇路徑在OutputBackgroundValue（輸出背景值）處輸入0在ResamplingMethod（重采樣方法）處選擇CubicConvolution（三次卷積法）點擊Finish靜靜地等待輸出結(jié)果

32、。三、圖像裁剪（一）基礎(chǔ)知識圖像裁剪的目的是將研究之外的區(qū)域去除。常用的方法是按照行政區(qū)劃邊界或者自然區(qū)劃邊界進行圖像裁剪；在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，還經(jīng)常要進行標(biāo)準分幅裁_、r剪。圖像裁剪有規(guī)則裁剪、利用矢量數(shù)據(jù)進行圖像的不規(guī)則裁剪。規(guī)則分幅裁剪，是指裁剪圖像的邊界范圍是一個矩形，這個矩形范圍獲取途徑包括：行列號、左上角和右下角兩點坐標(biāo)、圖像文件、ROI/矢量文件。不規(guī)則圖像裁剪，是指裁剪圖像的邊界范圍是一個任意多邊形。任意多邊形可以是事先生成的一個完整的閉合多邊形區(qū)域，可以是一個手工繪制的ROI（感興趣區(qū)）多邊形，也可以是ENVI支持的矢量文件。針對不同的情況采用不同的裁剪過程。本文將學(xué)習(xí)在ENV

33、I下進行圖像的規(guī)則裁剪、手動交互繪制裁剪區(qū)域和利用矢量數(shù)據(jù)進行圖像的不規(guī)則裁剪。（二）ENVI操作0、數(shù)據(jù)加載晝EWI畫二no寸普3i.込（畑血“=竽OTFilfEditDisplayPlattrttarksVitvrfHflp亡口邑Y命叨烷鞭醪盧：B-宀啟動ENVI（灰色圖標(biāo)）FileOpen打開TM影像OK對圖像進行2%顯示拉伸，調(diào)整大小1、規(guī)則圖像裁剪FileSaveASSaveAs.（ENVI,NIFF,DTED）在fileSelection面板選中要裁剪的圖像，點擊面板右邊的小箭頭選擇要裁剪的區(qū)域OKSaveFileAsParameters面板選擇OutputFormat為ENVIS

34、aveFileAsParameters面板OutputFilename處填寫文件名和保存路徑OKLayerManager面板出現(xiàn)原影像和裁剪后影像-O-旳才聽hrXlit選奸以后點擊曲ZJ!*lNtImn-tFiUUHtCi古打砒電bvSpLtialSubikt.lullLslmB*Gtr心$吐貳*3*f3EaolijJU啊畑1htcntSAiH祥Ioz7THC*C11rresEuTilO2、不規(guī)則圖像裁剪一：手動交互繪制裁剪區(qū)域1LayerManager面板的原影像處右鍵選擇NewRegionOfInterest(新的感興趣區(qū)）月口MY涉*1廬戸戸劉谿32叵口*JI囪巳JvtrwitwE11

35、41_cyt.datLayrlLty*r_2L*ytr_3右罄E回旦畫于利LtyrRenameItem.L*yL崢銘DisplayinPortal*ChangeRGBEarde.Qrd#rKRemove新的憊興也區(qū)無f瓦NewiRegianOfInterest#NewRasterColorSliceChangeColorTable2RegionofInterest(R0I)Tool面板Geometery下選擇感興趣區(qū)形狀FileOptionsHelpTKresLaldD血iltiPart改亙他寵式的密興趣區(qū)形狀VrttxSnapRecordCount炸1+1X曲已經(jīng)選攝的感興Ar*區(qū)進行刪誠在影像處繪制閉合圖形，右鍵選擇CompleteandAcceptPolygon完成繪制CompleteandAcceptPolygdCompletePolygon門D,或