实验三envi几何校正.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,一、,实验目的,了解,ENVI,软件的基本内容和基本操作方法,掌握几何校正的原理与操作步骤,练习遥感图像的裁剪和镶嵌基本操作,二、实验原理,ENVI,（,The Environment for Visualizing Images,），由美国系统研究公司（,Research System INC.,）开发。,1,、几何较正,遥感图像的几何位置上发生变化，产生诸如行列不均匀；像元大小与地面大小对应不准确，地物形状不规则变化等，称为遥感图像的几何畸变。,产生几何畸变的原因主要有,:,（,1,）遥感平台位置和运动状态变化的影响：航高、航速、俯仰、翻滚、偏航。,（,2,）地形起伏的影响：产生像点位移。,（,3,）地球表面曲率的影响：一是像点位置的移动；二是像元对应于地面宽度不等，距星下点愈远畸变愈大，对应地面长度越长。,（,4,）大气折射的影响：产生像点位移。,（,5,）地球自转的影响：产生影像偏离。,（,6,）传感器自身的性能、结构等因素。,因此，需要对遥感图像进行几何校正ENVI,软件中进行几何校正的计算模型方法主要有多项式模型（,Polynomial,）、仿射变换模型（,RST,）、局部三角网模型（,Triangulation,）。,多项式模型在卫星图像校正过程中应用较多。在应用此模型时，需要确定多项式的次方数，通常选择,2,次或,3,次。选择的次方数与所需要的最少控制点是相关的，最少控制点计算公式为（,N+1,）,*,（,N+2,）,/2,，其中,N,为次方数，即选择多少次多项式,N,就是多少，而所需要的最少控制点数目即为（,N+1,）,*,（,N+2,）,/2,，,ENVI,中重采样方式主要有最邻近点法（,nearest neighbor,）、双线性内插法（,bilinear,）以及三次卷积内插法（,cubic convolution,）。可根据需要选择不同的内插方法进行重采样，选择不同的采样方法效果不同。,三、实验步骤,界面系统介绍,（二）文件的存取输出与显示,1,图像存取与显示。,第一步，点击,ENVI,软件主菜单,Fileopen Imagefile,，选择打开的,Image,文件，点击打开。,打文件打开后，将自动添加到可利用波段列表中。,第二步，图像以灰度方式显示。,在,vailable Bands List,（,ABL,）,中选择,Gray Scale,方式，并选择需要显示的单波段图像，点击,Load Band,，软件自动建立显示窗口,Display#1,并进行显示，窗口组成：主图像窗口、滚动窗口、缩放窗口。,第三步，练习窗口操作。,（,1,）主图像,Image,窗口：（,400*400,）,100,显示（全分辨率显示）,scroll,的方框，可交互式分析、查询信息。,主图像窗口内的功能菜单：,在主图像窗口内点击鼠标右键，切换隐藏子菜单的开启和关闭。该,Functions,菜单控制所有的,ENVI,交互显示功能，这包括：图像链接和动态覆盖；空间和波谱剖面图；对比度拉伸；彩色制图；诸如,ROI,的限定、光标位置和值、散点图和表面图等交互特征；诸如注记、网格、图像等值线和矢量层等的覆盖（叠置）；动画以及显示特征。,（,2滚动,Scroll,窗口：全局，重采样,(,降低分辨率,),显示一幅图像。只有要显示的图像比主图像窗口能显示的图像大时，才会出现滚动窗口。滚动窗口位置和大小最初在,envi.cfg,文件中被设置并且可以被修改。,（,3,）缩放,Zoom,窗口：（,200*200,）显示,image,的方框。缩放系数（用户自定义）出现在窗口标题栏的括号中。,第四步，图像以彩色方式显示。,在,vailable Bands List,（,ABL,）,中选择,RGB Color,模式，这时，在,vailable Bands List,（,ABL,）中出现,R,、,G,、,B,三个通道，按照彩色合成方案分别将不同单波段图像放入三个通道内，按照,RGB,加色法生成彩色图像。点击,Display#1,下拉箭头，新建一显示窗口，点击,Load RGB,，将合成图像在新建窗口中显示出来。,2.,数据输出,(1),选择,File Save file as,，,ENVI,输出数据格式如下图所示。,(2),选择主影像窗口中菜单,FileSave Image Asimage file,将出现下图，注意：如输出彩色图像，在,Resolution,处必须选择,24,位选项，输出文件类型可以根据需要进行选择。,三、几何校正,第一步：打开并显示图像文件,1.,选取已有的,bldrtm_m,和,bldr_tm,待校正图像遥感影像作为实验数据，,bldrtm_m,已做过几何校正，带有地图信息，因此将其作为基准影像，,bldr_tm,待校正图像不具有地图信息，是要校正的图像。,2.,打开基准图像（,bldrtm_m,）和待校正图像（,bldr_tm,待校正图像），并在窗口中显示，,#1,为基准图像显示窗口，,#2,为待校正图像显示窗口。,如下图所示（左边是参考图像，右边是待校正图像）：,第二步：启动几何校正模块,1.,在,envi,软件菜单栏点击,Map,Registtation,Slect GCPs,：,Image to Image,即影像对影像来校正。,2.,选择基准图像为,Display,#1,，校正图像为,Display,#2,。,点击,OK,进入采集地面控制点。,第三步：采集地面控制点,1.,选择控制点,在两幅图像中选择位置相同的点并将光标精确定位为同名点，选择的控制点精度要高，如河流、道路交叉点。选取地面控制点时要遵循以下几基本原则：选取的点要均匀分布，高程基本一致，选取特征明显的点，要有足够的数量。,2.,第一个点选好后，单击,Add Point,，然后，按照同样步骤选择其它控制点，精确选取,4,个点后就可以预测。,3.,用软件自带的功能选取更多的点：把十字架放在参考影像某个地物，点选,predict,，则待校正影像就会自动跳转到与参考影像相对应的位置，而后再进行适当的调整并选点，总共选取,25个控制点。,4.,控制点选择结束后，首先把控制点保存：选择,ground control points,窗口上的,filesave gcp as ASCII,出现下图：,点击,OK,，保存已选取的控制点信息,控制点文件后缀为,.pts,格式。,如需恢复以前存储的,GCPs:,选择,File Restore GCPs from ASCII.,输入需要的,GCP.pts,文件名。,5.,选择,ground control points,窗口上的,Show List,显示控制点详细信息：,6,对于,RMS,过高的点（小于,0.5,，最大不超过,1,），直接删除重新选取，或者进行微调，选择,Update,更新。,第四步：选择校正参数输出结果,1.,在,ground control points.,对话框中选择,optionswarp file(as image to map),，出现如下图所示窗口，选择要校正的图像。,2.,选择,OK,进入,registration parameters,对话框：,图中重采样选择,Bilinear,，背景值（,Back ground,）为,0,，选择输出途径和文件名。,注意：,要求按三种不同几何校正方法进行校正，得到三种不同校正后图像，并进行对比分析。,3,、几何校正的计算模型,ENVI,提供三种计算模型：,仿射变换（,RST,）。,多项式模型（,Polynomial,）。,局部三角网（,Triangulation,）。,4,、冲采样的方法,1,）最邻近法。,2,）双线性内插法。,3,）三次卷积内插法。,第五步：检验校正结果,1.,同时在两个窗口打开图像，,#1,显示基准图像，,#3,显示校正后的图像。,2.,右键选择,Geographic Link,命令，选择需要链接的两个窗口，进行检验。,四,、,图像裁剪（,选做,）,方法：,1.,规则裁剪,2.,不规则裁剪：又包括人工绘制区域裁剪（感兴趣区裁剪）、利用已有区域文件进行裁剪和掩膜。,掩膜：,Masking,工具允许创建和使用图像掩膜，掩膜是有,0,和,1,值组成的一个二进制图像。当在某一功能中应用掩膜时，,1,值区域被处理，被屏蔽的,0,值区域不被包括在计算中。它可以用于,ENVI,的多项功能，包括统计、分类、分离、匹配滤波、包络线去除和波段特征拟合。,1.,规则裁剪,ENVI,：,Basic Tools Resize Data Resize Data Input File,对话框（如下图）。,选择需要切割的原始图像；,选择,Spatial Subset,或,Spectral Subset,方式；,若设置空间切割方式,（,Spatial Subsetselect Spatial Subset,）,点击,“Image”,；,出现,Subset by Image,对话框，,Subset,的尺寸用,2,种形式，移动图像上的方框或直接填写,samples/lines,（列,/,行）值；,若设置波段范围,（,Spectral SubsetFile Spectral Subset,）,，选择波段；若要根据已选择的感兴趣区域进行切割，可用,ENVI,：,Basic ToolsSubset Data via ROIs,。,若要使用与上次输入的空间大小相同的文件的空间子集，点击,“Previous”,按钮。,注：,Resize Data,还可以进行图像重采样（如下），若仅仅进行子区的选择，则不要调整,Output File Dimensions,。,*,图像左上角为原点,(1.1-,列,.,行,),。,2,感兴趣区域裁剪,打开影像,bldrtm_m,后，在图像的主影像窗口点击,Overlay,Region of Interest,，来用感兴趣区进行裁剪。,出现如上对话框后就可以在你选的窗口上画感兴趣区，画完点右键结束，再在画的区域中点右键填充颜色，就得到了需要的感兴趣区。,点击感兴趣区窗口中的,File,Subset Data Via ROIs,，就可以实现在影像上裁剪出感兴趣区。,点击,OK,，,load band,显示裁剪结果。,五,、,影像镶嵌（,选做,）,包括：将以像元为基础的图像或应用地理坐标系的图像镶嵌起来两种方式,首先，利用影像裁剪功能先从,bldrtm_m中裁剪出两部分图像，然后，利用图像镶嵌功能实现两部分图像的镶嵌。,（,1,）基于,pixel,：将以像元为基础的图像镶嵌起来。,操作步骤：,选择,Map,Mosaicking,Pixel Based,，打开,Pixel Based Mosaic,镶嵌界面。,Import,Import Files,选择要镶嵌的影像，定义镶嵌范围（行列号、影像拉框选择、地理坐标，引入其他文件范围等），键入镶嵌输出的维数（或尺寸），选择镶嵌所用的波段,OK,。,选择或键入镶嵌尺寸的大小,OK,。调整、确定影像的相对位置。,分别选择影像右键点击,Edit Entry,：对背景值、羽化值、匀光等进行设置。,所有参数设置完成以后,File,Save Template,：生成临时效果影像，方便检查、调整。,生成最终结果：,File,Apply,确定输出象素大小、重采样方式、输出路径及文件名、背景值等,OK,。,（,2,）基于地理坐标：,操作步骤：,选择,Map,Mosaicking,Georeferenced,，打开,Map Based Mosaic,镶嵌界面。,Import,Import Files,选择要镶嵌的影像，定义镶嵌范围（行列号、影像拉框选择、地理坐标，引入其他文件范围等），键入镶嵌输出的维数（或尺寸），选择镶嵌所用的波段。,分别选择影像右键点击,Edit Entry,：对背景值、羽化值、匀光等进行设置。,所有参数设置完成以后,File,Save Template,：生成临时效果影像，方便检查、调整。,生成最终结果：,File,Apply,确定输出象素大小、重采样方式、输出路径及文件名、背景值等,OK,。,六,、,影像统计分析（,选做,）,1,统计特征分析,ENVI,：,Basic Tools Statistics Computer Statistics,Calculate Statistics Parameters,对话框,-,选择统计类型（,Basic,、,Histogram,、,Covariance,）,2,主成分分析,(,ENVI:Transformprinciple compents,),Transforms,Principal Components,Forward PC Rotation,Compute New Statistics and Rotate.-,选择输入文件,-,选择输出,PC,波段数,-“Select Subset from Eigenvalues”-,出现,PC EigenValues,（,PC,特征值）绘图窗口。,特征值大的,PC,波段包含最大量的数据差异。较小的特征值包含较少的数据信息和较多的噪声。有时，为存储磁盘空间，最好仅仅输出特征值大的那些波段。,相关分析,ENVI,：,Basic Tools Statistics Computer Statistics,七、实验要求,1,利用三种不同几何校正方法对待校正图像进行校正，并比较分析其差异性。,2,实验结果电子版包括：控制点文件、控制点列表文件、三幅校正后影像。,3,书写实验报告，将实验结果以图片方式粘贴到实验报告实验结果处。,4,如有时间，课上做选做实验部分，如无时间，课下自己完成选做部分，将得到的实验结果电子版交给指导老师。,