1-遥感图像处理基本流程与ENVI基础

ENVI遥感图像处理 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 邓书斌ESRI中国（北京）有限公司遥感事业部dengsb@esrichina-bj.cn主要内容1、遥感图像基本处理流程介绍2、ENVI基础3、遥感图像预处理4、遥感图像信息提取技术5、ENVI二次开发技术1、遥感图像基本处理流程介绍数据的输入输出图像显示与分析图像预处理（几何纠正、融合、镶嵌等）影像信息提取（人工解译、自动分类、特征提取、动态检测等）专题制图/三维可视化分析（集成GIS现有数据)成果报告（GIS分析/共享）遥感图像处理的一般流程这是遥感图像处理的一般流程，主要分为6个过程。大多数的遥感平台都是按照这个流程来设计或者是具有这六个过程的功能。4常见商业高分辨率卫星 传感器 发射时间 国家 多光谱波段 空间分辨率(米) 重返周期 IKONOS 1999 美国 红、绿、蓝、近红外 全色：1多光谱：4 1.5-2.9 SPOT5 2001 法国 红、绿、近红外、中远红外 全色：5或2.5（超模式）多光谱:10 26 QuickBird（快鸟） 2001 美国 红、绿、蓝、近红外 全色：0.61多光谱：2.44 1-3.5 FORMOSATII 2004 中国台湾 红、绿、蓝、近红外 全色：2多光谱：4 1 EROS-B 2006 以色列 / 全色：0.7（立体） 55 CartoSAT-1（P5） 2005 印度 / 全色：2.5（立体） ALOS 2005 日本 红、绿、蓝、近红外 全色：2.5（立体）多光谱：10 2 北京一号小卫星 2005 中国 红、绿、近红外 全色：4多光谱：32 3-5 KOMPSAT-2 2006 韩国 红、绿、蓝、近红外 全色：1多光谱：4 3 WorldView-1/2 2008 美国 红、绿、蓝、近红外红边、海岸、黄、近红外2 全色：0.5多光谱：2.4 1.1-3.7 资源应用卫星-2B星 2008 中国 / 全色：2.37多光谱：19.5 26 GeoEye-1 2008 美国 红、绿、蓝、近红外 全色：0.41（0.5）多光谱：1.65 2-3 RapidEye 2008 德国 蓝、绿、红、红边、近红外 5 每天其他卫星 传感器 发射时间 国家 多光谱波段 空间分辨率(米) Landsat1~7 72~99 美国 蓝、绿、红、近红外、短波红外、热红外 15、30、60、80、120 SPOT4 1999 法国 绿、红、近红外、中远红外 全色：10多光谱:20 中巴资源卫星-01/02 1999 中国 蓝、绿、红、近红外 多光谱：19.5 Resourcesat（P6） 2003 印度 绿、红、近红外、短波红外 多光谱24米全色5.8米 ALOS 2005 日本 微波、立体像对、多光谱 2.5米立体像对、10米多光谱、3米Radar TerraSAR-X 2007 德国 微波 1mRadar、3m、5m COSMO-SkyMed 2007 意大利 微波 3米、15米 RADARSATII 2008 加拿大 微波 3m超细化模式1m景观光线模式 NOAA气象卫星 / 美国 红、近红外、中红外和两个热红外 1.1km 风云系列卫星 / 中国 可见光4个，近红外2个，中远红外2个，热红外2个。 1.1km MODIS / 美国 36个波段 250m、500m和1000m 减灾卫星A、B星 2008 中国 多光谱近中红外(4波段)、高光谱(111波段) 多光谱：30米高光谱：100米 Hyperion/EO-1 2000 美国 0.4－2.5μm共有220波段 30米数据源的选择图像选择经济成本专题目的专题地域环境专题图比例尺空间分辨率时间分辨率波谱分辨率中国资源卫星应用中心卫星数据服务系统环境保护部卫星环境应用中心免费获取存档图像数据影像 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 传感器文件格式不同的卫星传感器研发或运行机构一般会给所分发的卫星数据设计一种分发格式，如Landsat系列的Fast格式、EOS系列卫星的HDF格式等。商业软件文件格式商业化的图像处理软件都会开发出软件本身的图像格式，如ENVI的Hdr&img格式，Erdas的IMG格式，PCI的pix格式等。通用图像文件格式很多图像格式成为国际通用，被大多数软件所支持。如TIFF、JPEG2000、BMP等。引起图像畸变因素系统误差有规律的、可预测的。比如扫描畸变非系统误差无规律的如传感器平台的高度、经纬度、速度和姿态的不稳，地球曲率及空气折射，地形影响等几何校正中的几个概念几何校正：纠正系统和非系统因素引起的几何畸变。图像配准（Registration）：同一区域里一幅图像（基准图像）对另一幅图像校准，以使两幅图像中的同名像素配准。图像纠正（Rectification）：借助一组控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正。又叫地理参照（Geo-referencing）图像地理编码（Geo-coding）：特殊的图像纠正方式，把图像矫正到一种统一 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的坐标系。图像正射校正（Ortho-rectification）：借助于地形高程模型（DEM），对图像中每个像元进行地形的校正，使图像符合正射投影的要求。实际中的概念几何粗校正——校正系统误差，地面站完成几何精校正——包括图像纠正、地理编码和部分图像配准图像配准正射校正卫星影像的校正根据卫星轨道参数，包括位置、姿态、轨道及扫描特征，校正影像(有时加入DEM)。地面控制点校正+校正模型轨道参数+地面控制点+DEM多项式模型多项式模型x=a0+a1x+a2Y+a3x2+a4xy+a5y2+……y=b0+b1x+b2Y+b3x2+b4xy+b5y2+……最少控制点个数N=（n+1）*（n+2）/2误差计算RMSEerror=sqrt（（x’-x）2+（y’-y）2）控制点获得途径基础数据基础测绘数据数字线画图（DLG）数字栅格图（DRG）影像数据正射影像（DOM）实地测量控制点质量控制图像选点原则选取图像上易分辨且较精细的特征点：道路交叉点，河流弯曲或分叉处，海岸线弯曲处，飞机场，城廓边缘等特征变化大的地区需要多选图像边缘部分一定要选取控制点尽可能满幅均匀选取数量原则在图像边缘处，在地面特征变化大的地区，需要增加控制点保证一定数量的控制点，不是控制点越多越好。如一景TM的控制点数量在30-50左右。重采样方法（插值算法）最近邻法取与所计算点（x,y）周围相邻的4个点，比较它们与被计算点的距离，哪个点距离最近，就取哪个亮度值作为（x,y）点的亮度值简单易用，计算量小，图像的亮度具有不连续性，精度差重采样方法（插值算法）双线性内插法取（x,y）点周围的4邻点，在y方向内插二次，再在x方向内插一次，得到（x,y)点的亮度值f（x,y)双线性内插法比最近邻发虽然计算量有所增加，但精度明显提高，特别是对亮度不连续现象或线状特征的块状化现象有明显的改善。内插法会对图像起到平滑作用，从而使对比度明显的分界线变得模糊。ΔyΔx双线内插算法原理示意图原始图像重采样方法（插值算法）三次卷积内插法进一步提高内插精度的一种方法，通过增加邻点来获得最佳插值函数取与计算点周围相邻的16个点，先在某一方向内插，再根据计算结果在另一个方向上内插，得到一个连续内插函数计算量大，精度高，细节 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现更为清楚，对控制点要求较高ΔxΔy12345图像融合图像融合将低分辨率的多光谱影像与高分辨率的单波段影像重采样生成成一副高分辨率多光谱影像遥感的图像处理技术。关键技术两个影像配准在亚像元范围内融合方法选择运算速度和交换缓冲空间图像融合方法彩色合成数学运算彩色技术空间配准高分辨率/多光谱图像变换HIS变换加与乘差值比值主成分分析滤波分析小波分析HSV变换图像镶嵌图像镶嵌指在一定地数学基础控制下，把多景相邻遥感影像拼接成一个大范围的影像图的过程。关键技术颜色的平衡接边处理运算速度和交换缓冲空间图像裁剪图像裁减图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除，常用的是按照行政区划边界或自然区划边界进行图像的裁剪。关键技术裁剪区的确定无数据区处理影像信息提取技术概述遥感影像通过亮度值或像元值的高低差异（反映地物的光谱信息）及空间变化（反映地物的空间信息）来表示不同地物的差异，这是区分不同影像地物的物理基础。遥感影像分类就是利用计算机通过对遥感影像中各类地物的光谱信息和空间信息进行分析，选择特征，将图像中每个像元按照某种规则或算法划分为不同的类别，然后获得遥感影像中与实际地物的对应信息，从而实现遥感影像的分类。2、ENVI基础2.1ENVI体系结构2.2快速认识ENVI2.1ENVI/IDL的发展1975年，美国科罗拉多州立大学负责NASA的火星 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 中的影像处理1977年,成立ResearchSystems,Inc.(RSI)公司1994年，用IDL开发ENVI2000年,Kodak收购RSI2004年,RSI,连同Kodak的RemoteSensingSystems(RSS)部门和ITT的GOES/POESandGPS部门重新组合SpaceSystemsgroup2006年,重组为ITTVisualInformationSolutions公司（简称ITTVIS）WashingtonSwitzerlandFranceUnitedKingdomItaliaAsiaPacific拥有200,000用户分布在80多个国家和地区ENVI/IDL软件至今已有30多年的历史，个大洋洲都有它的办事处。正版的用户数超过15000人，分布在80多个国家和地区。282.1ENVI/IDL体系结构ENVIEX空间特征提取模块DEMExtraction立体像对高程提取模块AtmosphericCorrection大气校正模块ENVI扩展模块主模块开发语言IDLAdvanced数学与统计扩展工具包IDLDataMiner数据库连接工具包Orthorectification正射校正模块SARscape雷达高级处理模块NITFNITF数据支持模块IDLENVI/IDL的体系结构比较简单，他有两个产品组成。首先是IDL，他由两个扩展工具包，数学与统计扩展工具包和数据库连接工具包。由IDL开发的遥感图像处理平台ENVI，除了主模块外，还有5个扩展模块组成。整个ENVI/IDL平台有三部分组成，开发语言、主模块和扩展模块292.2栅格文件系统和储存ENVI栅格文件格式：ENVI使用的是通用栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件（asimpleflatbinary）和一个相关的ASCII（文本）的头文件。ENVI头文件包含用于读取图像数据文件的信息，它通常创建于一个数据文件第一次被ENVI读取时。单独的ENVI头文本文件提供关于图像尺寸、嵌入的头文件（若存在）、数据格式及其它相关信息。所需信息通过交互式输入，或自动地用“文件吸取”创建，并且以后可以编辑修改。您可以在ENVI之外使用一个文本编辑器生成一个ENVI头文件通用栅格数据都会存储为二进制的字节流，通常它将以BSQ（按波段顺序）、BIP（波段按像元交叉）或者BIL（波段按行交叉）的方式进行存储。储存窗口菜单界面File—SaveFileAs，将影像按照需要的格式进行存储，保存的为原始数据，没有拉伸。主影像窗口File—SaveImagesAs，将影像按照需要的格式进行存储，存储的影像是显示的影像样式。File—SaveZoomAs，将Zoom窗口显示的影像按照需要的格式进行存储。其他窗口下的文件存储例如：Map—Mosaicking的镶嵌窗口下：Apply；SaveTemplate等；Classification等功能下：OutputResultto等。2.2数据显示波段列表每次打开的文件都显示在AvailableBandsList中，列表中可以完成当前在ENVI中打开的或存储在内存中的文件的信息，还可以进行包括：打开新文件、关闭文件、将内存数据项保存到磁盘，以及编辑ENVI头文件等操作。三视窗显示当你打开一个图像文件时，会在一个ENVI的三视窗图像显示中，其中包括主图像窗口，缩放窗口和滚动窗口（应用于大的图像），如图1.5所示，目前大部分的ENVI图像处理操作都在这个窗口中完成。ENVIZOOM（ENVIEX）显示将图层管理、图像显示、鼠标信息等集中在一个窗体中，目前只有部分ENVI图像处理操作在这个窗口中完成，如面向对象的特征提取、Pansharping、异常检测等，在新的软件版本中会有更多的功能集成在此窗体中完成。2.2数据显示2.2数据输入——一般数据的打开 AVHRR HDFSeaWiFS MrSID BMP JPEG NLAPS ERMapper,PCI(.pix) JPEG 2000 PDS ERDAS7.x(.lan) Landsat7Fast(.fst) RADARSAT ERDASIMAGINE8.x(.img) Landsat7HDF SRF GeoTIFF MAS-50 TIFF HDF MRLC(.dda) 使用OpenImageFile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：2.2数据输入——特定数据的打开对于特定的已知文件类型，利用内部或外部的头文件信息通常会更加方便。使用OpenExternalFile选项，ENVI能够读取一些标准文件类型的若干格式，包括精选的遥感格式、军事格式、数字高程模型格式、图像处理软件格式及通用图像格式。ENVI从内部头文件读取必要的参数，因此不必在HeaderInformation对话框中输入任何信息。2.2常见系统设置——用户自定义文件这里可以选择自定义的图形颜色文件、颜色表文件、ENVI的菜单文件（ENVIMenuFile、DisplayMenu、ShortcutFile）、地图投影文件等，需要重启ENVI。2.2常见系统设置——默认文件目录设置一些ENVI默认打开的文件夹，如数据目录、临时文件目录、输出文件目录、ENVI补丁文件、光谱库文件、备用头文件目录等，需要重启ENVI。2.2常见系统设置——显示设置可以设置三窗口中各个分窗口的显示大小，窗口显示式样等。其中可以设置数据显示拉伸方式（DisplayDefaultStretch），默认为2%线性拉伸。2.2常见系统设置——综合设置这个选项设置的是一些杂项，值得设置的为制图单位（PageUnit），默认为英寸（Inches），可设置为厘米（Centimeters）；还有缓冲大小（cachesize），可以设置为物理内存的50-75%左右，文件碎片大小设置为cachesize的1/10。