全色影像和矢量叠合显示.docx

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全色影像和矢量叠合显示

实验二全色影像和矢量叠合显示

实验学时：

6学时（课堂2学时）

实验类型：

验证性

实验要求：

必修

一、实验目的

通过使用ENVI对SPOT全色影像数据的处理，使学生掌握ENVI的基本操作，探究ENV的主要功能：

如拉伸、彩色分割、地理定位、矢量叠合等。

二、实验内容

本实验主要涉及遥感图像处理中一些基本增强功能，通过实验进一步掌握这类处理的理论原理。

三、实验原理、方法和手段

ENVI选项中的任何一个使用系统默认的参数，提供基于主图像窗口数据“[Image]”、二次抽样的滚动窗口数据“[Scroll]”或缩放窗口“[Zoom]”数据的“Quick”拉伸，而不用用户交互。

QuickLinear拉伸使用数据的最小和最大值执行线性对比度拉伸（不裁剪）。

这对于只有少数数据值的图像特别有用，这时裁剪可以饱和所有的值。

Quick2%选项提供线性拉伸时，在显示数据的两端进行了2%裁剪。

QuickGaussian使用DN127的均值和三个标准差，应用Gaussian拉伸。

QuickEqualization拉伸应用被显示数据的直方图均衡化拉伸。

QuickSquareRoot拉伸取输入的直方图的平方根，然后再应用线性拉伸。

四、实验组织运行要求

集中授课方式。

学生可自行摸索软件结构、菜单组成、功能等。

五、实验条件

微型计算机，ENVI软件。

实验数据：

路径envidata/enfidavi

文件

描述

enfidavi.bil

Enfidaville,Tunisia地区的SPOT全色影像

enfidavi.hdr

ENVI相应的头文件

enfidavi.dsc

GeoSpot体描述文件

enfidavi.rep

GeoSpot报表文件（REP/B：

GEOSPOT结构）

enfidavi.rsc

GeoSpot栅格源描述文件

dxf.txt

DXF编码描述文件

alti.dxf

Spot高程DXF矢量文件

energy.dxf

石油和天燃气管道的DXF矢量文件

hydro.dxf

水文地形的DXF矢量文件

industry.dxf

工业区的DXF矢量文件

physio.dxf

地形的DXF矢量文件

popu.dxf

城市特征（人口中心）的矢量文件

transport.dxf

交通网的DXF矢量文件

copyrite.txt

数据版权声明

六、实验步骤

打开一个全色（SPOT）影像文件

1、File→OpenImageFile，EnterInputDataFile文件选择对话框会出现在屏幕上。

2、选择#1envidata目录中的enfidavi子目录，从列表中选择enfidavi.bil文件，然后点击“打开”。

进行交互式的对比度拉伸

交互式对比度拉伸将显示出影像的直方图，它允许交互地调整所显示影像的对比度，并可以进行多种类型的对比度拉伸。

在默认的情况下，当数据被第一次显示时，将进行2%的线性拉伸。

●要访问ENVI交互式的对比度拉伸功能，可以从主图像窗口菜单栏中，选择Enhance→InteractiveStretching。

显示波段所对应的交互式拉伸（InteractiveStretching）对话出现在屏幕上。

这个对话框允许改变所显示影像的对比度（下图）。

两幅直方图显示了输入影像（左）和经过对比度拉伸后的影像（右）的彩色或灰阶范围。

线性对比度拉伸

1、主图像窗口中，选择Enhance→InteractiveStretching。

出现InteractiveStretching。

2、选择Stretch_Type→Linear。

3、将鼠标指针放在左边那条线上，按下鼠标左键，可以将该直线从一侧拖致力到另一侧。

当按下鼠标左键，拖动虚线时，将会有一些数字出现在对话框的状态栏中。

不管什么时候直方图上点击鼠标左键，状态栏上都会显示出当前的像素值、具有该值的像素个数、像素个数所占的百分比，以及小于或等于当前像素值的累积像素百分比。

4、自动地应用该变化可能会即刻显示拉伸效果。

从InteractiveStretching对话框中，选择Options→AutoApplyOn。

如果希望直到完成了所有参数设置后，再应用该变化，那么可以选择Options→AutoApplyOff，然后使用对话框中的Apply按钮，手动地应用拉伸并观察结果。

5、尝试将左边的虚线移动到累积像素百分比大致接近5%的位置，将右边的移到95%位置。

6、左边文本框中输入4%，右边文本框中输入96%，显示结果并观察。

均衡化对比拉伸

1、选择Stretch_Type→Equalization，注意对话框中OutputHistogram绘制图的变化。

2、若选择Options→AutoApplyOn，可以选择将拉伸自动地应用到影像显示窗口中。

若想手动应用，则只需作Options→AutoApplyOff操作，然后用Apply按钮显示结果。

高斯对比度拉伸

1、从InteractiveStretching对话框中，选择Stretch_Type→Gaussian。

2、Options→SetGaussianStdv，设置标准差。

3、SetGaussianStdv对话框出现在屏幕上，然后可以调整标准差，当新的设置应用于影像显示窗口中后，观察拉伸的效果。

4、若选择Options→AutoApplyOn，可以选择将拉伸自动地应用到影像显示窗口中。

若想手动应用，则只需作Options→AutoApplyOff操作，然后用Apply按钮显示结果。

彩色制图

ENVI为灰附图像进行快速彩色分割（colorslicing）处理提供了工具。

1、主图像：

Tool→colorMapping→ENVIColorTable，出现ENVIColorTable对话框。

2、通过向前向后滑动StretchBottom和StretchTop滑块，对所显示的影像进行快速拉伸，然后观察拉伸后的影像。

3、点击ENVIColorTable对话框的ColorTable列表中所列的某些彩色表名称，然后观察彩色编码后的影像。

4、在ENVIColorTable对话框中，选择Options→ResetColorTable,返回到[初始的拉伸和灰阶颜色表设置。

像素定位器

PixelLocator对话框可以提取出光标所在的位置，以及所选像素的屏幕值和数据值。

1、主图像窗口，Tool→PixelLocator,打开PixelLocator对话框。

2、在任何影像窗口移动鼠标光标，观察对话框中当前像素点的位置。

3、使用Proj:

/Datum:

箭头切换按钮，在真实地图坐标和经纬度地理坐标之间切换。

显示光标位置处的地理坐标

使用ENVI光标位置/值（cursorlocation/value）功能来查看影像的数据值和地理位置。

主图像窗口：

Tool→CursorLocation/Value。

或ENVI主菜单：

Window→CursorLocation/Value，CursorLocation/Value对话框出现在屏幕上。

交互式滤波处理

ENVI给用户提供了对影像显示窗口进行一些预定义或者自定义的滤波处理能力（对文件进行滤波处理也可以达到这种效果，它可以通过ENVI主菜单中的Filter菜单来访问）。

下面将展示如何对主影像窗口中的影像进行预定义的滤波处理。

选择滤波

主图像窗口：

Enhance→Filter，并从下拉菜单中，选择所需的滤波类型，然后将该滤波应用到所显示的影像上。

尝试对所显示的影像进行不同的锐化、平滑和中值滤波。

在第二个显示窗口中打开影像并应用不同的滤波

1、通过可用波段列表显示第二个显示窗口。

2、在第二个显示窗口影像中作上述操作。

可选用不同的滤波与第一个窗口进行比较。

使用动态链接比较影像

Tool→Link→LinkDisplay,OK

查看GeoSpot地图信息

要查看ENVI头文件中相应的GeoSpot地图信息：

1、在可用波段列表中，用鼠标右键点击enfidavi.bil

文件名下的MapInfo图标，并从快捷菜单中选择EditMapInformation。

接着EditMapInformation对话框就会出现在屏幕上（上图）。

2、注意，这里的数据采用的是UTM投影，Zone为32，使用了NAD27的基准面。

打开并叠合DXF矢量文件

1、主菜单：

File→OpenVectorFile。

将跳出EnterDXFFilenames文件选择对话框。

或Vector→OpenVectorFile

2、选择envidata#1/envidata/enfidavi目录下一个*.dxf文件，打开ImportVectorFileParameters对话框（左图）。

所有被打开的矢量文件都列在对话框中SelectedInputFiles列表中。

3、当ImportVectorFileParameters对话框进行到中途时，会出现一个投影选择表。

在NativeFileProjection列表中，点击UTM。

这表示导入的矢量数据采用的是该种地图投影坐标。

4、点击Datum按钮，打开SelectGeographicDatum对话框。

在列表中选择Mexico（NAD27）基准面，然后点击OK。

5、在ImportVectorFileParameters对话框中，输入Zone为32，并击N单选按钮。

6、点击OK加载这个DXF矢量文件，并将它们转变为.evf格式（ENVI的矢量文件格式）。

7、可用矢量列表（AvailableVectorList）对话框中点击SelectAllLayers按钮，然后，再点击LoadSelected按钮。

接着就会出现LoadVector对话框，该对话框列出了所有可用的显示窗口。

8、从列表中选择Display#1。

#1VectorParameter对话框出现在屏幕上，并且它将已加载的矢量层的名字显示出来。

9、点击#1VectorParameter对话框中的某个矢量层的名字，在主影像显示窗中，点击并拖动鼠标左键，在影像中移动光标，同时观察#1VectorParameter对话框中所选矢量的地图坐标。

基本地图制图

添加公里网

在影像中添加公里网：

1、要在影像中叠合公里网，可以在主影像窗口中，选择Overly→GridLines。

当给影像叠合公里网时，影像的边框也会自动添加进来。

2、可以在Option下拉菜单中，设置公里网线的宽度、颜色以及公里网的间隔，来调整公里网的显示特征。

3、当加入了一个满意的分里网后，点击GridLineParameters对话框中的Apply按钮。

添加地图图例

ENVI可以在地图和影像中加入文本、色标条以及其它的一些符号注记。

1、要对一幅影像进行注记，可以选择Overlay→Annotation。

接着#1Annotation：

Text对话框就会出现在屏幕上。

2、要注记现DXF矢量叠合相对应的地图图例，在#1Annotation：

Text对话框中，选择Object→MapKey。

3、在对话框中点击EditMapKeyItems按钮，修改地图图例的参数。

接着MapKeyObjectDefinition对话框就会出现在屏幕上。

4、使用MapKeyObjectDefinition对话框来改变注记的名称、颜色填充方式（对于多边形而言）。

然后点击OK返回到#1Annotation：

Text对话框。

5、在#1Annotation：

Text对话框的Background色彩按钮有下拉菜单中，为背景选择一种颜色。

6、点击鼠标左键在主影像窗口中放置地图图例。

通过点击鼠标左键或者点击并拖动鼠标，来重新放置地图图例。

点击鼠标右键在影像中锁定地图图例的位置。

保存和恢复注记

1、从#1Annotation：

Text对话框的菜单栏中，选择File→SaveAnnotation，来保存影像注记。

2、在该对话框中，选择File→RestoreAnnotation，就可以恢复原先保存过的注记文件。

暂时停止使用注记功能

1、要暂时停止注记功能，返回到正常的ENVI操作处理中，在Annotation：

Text对话框中，选择Off单选按钮。

2、这就使得在不丢失注记的前提下，在显示空口中使用滚动和缩放功能。

3、要重新返回到注记功能，选择Annotation：

Text对话框中，相应的要进行注记的窗口所对应的单选按钮。

保存和输出影像

File→SaveImageAs→ImageFile。

跳出OutputDisplaytoImageFile对话框。

OutoutFileType下选择TIFE/GeoTIFF格式输出。

七、思考题

1、简要说明各种线性拉伸的数学表达式。

2、简要说明彩色分割的含义。