實驗九遙感圖像預處理

實驗九遙感圖像預處理（三）

一、實驗內容

圖像融合、鑲嵌（2學時）

圖像裁剪（2學時）

二、實驗學時4學時

二、實驗原理、方法和手段

圖像融合、鑲嵌、裁剪原理內容在操作中進行介紹.

三、實驗數據

實驗數據：第四章:遙感圖像預處理

四、實驗步驟

1.圖像融合

數據：第四章：遙感圖像預處理\5-圖像融合。

圖像融合是將低空間分辨率的多光譜圖像或高光譜數據與高空間分辨率的單波段重新采樣,

生成一幅高分辨率多光譜遙感圖像的圖像處理技術。使得處理后的圖像既有較高的空間分辨率，

又具有多光譜特征。

ENVI中提供了兩種融合方法:HSV變換和Brovey變換。這兩種方法均要求數據具有地理參考

或者具有相同的尺寸，RGB輸入波段必須為無符號8-bit數據或從打開的彩色display中選擇。

兩種方法基本類似，下面介紹Brovey變換操作過程。

操作過程：

1o打開融合的兩個文件：TM-30m。img和bldr_spoimg（分別在兩個display窗口中顯示），將

TM—30m.img以RGB格式顯示在dispIay窗口中。

2o選掛主菜單TtransformTimagesharpeningTcoIornormaIized(brovey),在selectinput

RGB對話框中，有兩種選擇方式(如第一圖)：可用波段列表中選擇或display窗口中選擇，選

擇display#1窗口中的RGB,電擊OK按鈕。

3.選中相應波段，雙擊，進入coIo.normaIized(brovey)對話框(如第二圖)，在

coIo.normaIized(brovey)對話框中，選擇重采樣方式(resampIing)和輸入文件路徑及文件名，

單擊OK按鈕輸出結果。融合后結果如下，可以對兩幅圖像鏈接進行比較.

對于多光譜圖像，ENVI可以利用以下融合技術：

Gram-Schmidt:能保持融合前后圖像波譜信息的一致性。

Colornormalized:要求數據具有中心波長和FEHM

主成分(PC)變換

下面介紹參數相對較多的Gram-schmidt操作過程。

1o打開融合的兩個文件：qb_bouId_msioimg和qb_bould_pan。imgo

2O選擇主菜單TtransformTimagesharpening->gram-schmitspectralsharpening,

在selectlowspatiaIresolutionmultibandinputfiIe對話框中選擇低分辨率多光譜

圖像qb_bouId_msi.img,雙擊選中圖像波段，彈出gram—schmitspectralsharpening對話框。

SelectHighSpatialResolutionPanInputBand區）

：

S?l?ctInputBond：BandInformation

-sqb_boMlder_panimg

oBand1

也M?ipTit￡u

Q包11qb_boulder_msi.img

oB5d1(4850000)

aBand2?60.0000)

oBand3(660.0000)

oBwd4(8300000)

(±■MapInfo

0回1brovwy^換

OCNSharpR(WarpCBand5：bldr

OCNSharpGOffarp(Btnd4:bldr

[0K][Cancel][Previous1Open▼

3o在gram—schmitspectraIsharpening對話框中，選擇降低高分辨率全色波段的方法。

4.選擇重采樣方式(resampling)和輸入文件路徑及文件名，單擊0K按鈕輸出結果。融合后結果如下，可以對

兩幅圖像鏈接進行比較。

2。圖像鑲嵌

將沒有地理坐標系或者有地理坐標系的多幅圖像合并，生成一幅單一的合成圖像.主要是鑲

嵌顏色不一致、接邊以及重疊等問題。

⑴有地理參考的圖像鑲嵌

第一步：啟動圖像鑲嵌工具

在ENVI主菜單中，選擇mapTmosaickingTGeoreferrnced,打開mapbasedmosaic對話框.

上述對話框由菜單條、窗口圖像和文件列表和快捷菜單組成.

第二步：加載鑲嵌圖像

1o在mosaic對話框中，選擇importTimportfiles,選擇mosaicl和mosaic2鑲嵌文件導

入。

2.導入的鑲嵌文件顯示在圖像窗口以及文件列表，文件列表中的排在下面的文件，在圖像

顯示窗口中顯示在上層。

3.在文件列表中選擇需要調整順序的文件，單擊右鍵選擇快捷菜單raise(lower)imageto

top(bottom)(提升/降低到頂層/底層)或raise(lower)imageoneposition(提高/降低一、層),

或者在圖像窗口中單擊右鍵選擇快捷菜單。通過這個功能調整圖像疊加順序。

第三步：圖像重疊設置

1o選擇文件列表中一個文件，單擊右鍵選擇editentry.

2O在editentry對話框中，設置datavaIuetoignore:0,忽略0值；設置feathering

distance為10,羽化半徑為10個像素，單擊0K按鈕。

第四步：切割線設置

1o在mosaic對話框中，選擇fileTsavetempIate,選擇輸出路徑和文件名，將模板文件

顯示在display中。

2.在display中，選擇overlay—annotation,在重疊區域繪制一條折線當做切割線;繪制一

個symbol放在切割線一旁，標示這部分將被裁剪，注意單擊兩次右擊以完成symbol注記的繪

制；保存注記文件。

3o回到mosaic對話框中，在文件列表最下面文件單擊右鍵，選擇editentry,在entry

參數對話框中，單擊selectcutIineannotationfile按鈕，選擇前面生成的注記文件，單擊

clear按鈕可以清除注記文件.

第五步：顏色平衡設置

1.在mosaic對話框中，首先確定一個圖像當做基準，在文件列表中選擇這個圖像，單擊右

鍵選擇editentry,打開entry對話框。

2o將mosaicdispIay設置為RGB,并選擇波段合成RGB圖像顯示；選擇colorbaIancing

參數：fixed,作為基準圖像；同樣的方法對其他圖像文件進行設置，選擇colorbalancing參

數：adjust.

第六步：輸出結果

1o在mosaic對話框中,選擇fi在—apply,在mosaicparameters對話框中，設置輸出像

元大小、重采樣方式、文件路徑及文件名、背景值.其中colorbalanceusing選項中，默認的

是統計重疊區的直方圖，可以單擊□按鈕切換到統計整個基準圖像的直方圖用于顏色平衡。

整個鑲嵌過程已經完成，顯示鑲嵌結果查看效果.在上述步驟中，其中第三-五步都是可選項,

根據實際情況選擇.

(2)基于像素的圖像鑲嵌

第一步：啟動圖像鑲嵌工具

在ENVI主菜單中，選擇mapTmosaickingTpixelbased,開始進行ENVI基于像素的鑲嵌操

作，pixelbasedmosaic對話框出現在屏幕上。

第二步：加載鑲嵌圖像

1o在mosaic對話框中，選擇importTimportfiles,選擇相應的鑲嵌文件導入。

2.在selectmosaicsize對話框中，指定鑲嵌圖像的大小，這個可以通過將所有的鑲嵌圖

像的行列數相加，得到一個大概的范圍，設置“Xsize”為1028“Ysize”為1024。

第三步：調整圖像住置

1o在mosaic對話框的下方X0文本框和Y0文本框輸入像素值，調整圖像位置，也可以在

圖像窗口中，點擊并按住鼠標左鍵，拖拽所選圖像到所需的位置，然后松開鼠標左鍵就可以放

置該圖像了。

2O如果鑲嵌區域大小不合適，選擇optionsTchangemosaicsize,重新設置鑲嵌區域大小.

其他步驟和有地理參考的圖像鑲嵌類似，這里不一一列舉.

3.圖像裁剪

圖像裁剪的目的是將研究之外的區域去除。

常用的方法是按照行政區劃邊界或自然區劃邊界進行圖像裁剪。

在基礎數據生產中，還經常要進行標準分幅裁剪，按照ENVI的圖像裁剪過程,可分為規則裁

剪和不規則裁剪。

(1)規則分幅裁剪

規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、圖像文件、R0I/矢量文件。

操作步驟：

1.在主菜單中，選擇fileTopenimagefiIe,打開裁剪圖像bhtmsat.img。

2.在主菜單中，選擇file—savefiIeasTENVIstandard,彈出newfiIebuiIder對話框.

在該對話框中，單擊importfile按鈕，彈出creatnewfileinputfile對話框.

3.在creat.ne.fiI.inpu.fiIe對話框中，選中selec.inpu.file列表中的裁剪圖像圖像,

單擊spatia.subset按鈕（空間波段子集），在spatia.subset對話框中，單擊image按鈕，彈

出subse.b.image對話框，在毋選波段中進行子波段裁剪范圍設置。

好SelectSpatialSubset區）

4.在subse.b.image對話框中，可以通過輸入行列數確定裁剪尺寸，按住鼠標左鍵拖動圖像

中的紅色矩形框確定裁剪區域，或者直接用鼠標左鍵按鈕紅色邊框拖動來裁剪尺寸以及位置，

單擊0K按鈕。

5.在selec.spatia.subset對話框中可以看到裁剪區域信息，單擊0K按鈕.....□

6O在creatnewfiIeinputfiIe對話框中，可以通過spectralsubset按鈕選擇輸出波

段子集，單擊0K按鈕。

?CreateHewFileInputFile區J

7o選擇輸出路徑及文件名，單擊OK按鈕，完成規則分幅裁剪過程.

⑵不規則分幅裁剪

A.不規則分幅裁剪是指裁剪對象的外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域，可以是一個手工繪制的R0I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，下面介紹兩種方法：

B.手動繪制感興趣區

1.打開圖像can_tmr。img并顯示在dispIay窗口中。

2.在image窗口中選擇overIay->regionofinterest.在ROITooI對話框中，單擊ROI_Type

TPolyon。

繪制窗口（window）選擇image,繪制一個多邊形，右鍵結束.根據需求可以繪制若干個多邊

形。

選擇主菜單一basictools->subsetdataviaROIS,或者選擇ROITool->fiIe->subsetdata

viaROIS,選擇裁剪圖像，雙擊左鍵，進入spatialsubsetdataviaROIs對話框。

SelectByFile回

[0KCancel]Previous|Open▼

在spatialsubsetdataviaROIs對話框中,設置以下參數:

在ROIs列表中(seIectinputROIs）,選擇繪制的ROIS.

在amaskpixelsoutsideofROI”項中選擇：Yeso

裁剪背景值(maskbackgroundvalue):0

選擇輸出路徑及文件名，單擊OK按鈕，裁剪圖像.（以下為其中一個窗口的裁剪結果）

C.矢量數據生成感興趣區

在主菜單中，選擇fiIeTopenvectorfiIe,打開裁剪圖像所在區域的shapefiIe矢量文件,

投影參數不變，選擇導入的memory。

在avaitablevectorIist對話框中，選擇fiIeTexportIayertoROI,在彈出的對話框中

選擇裁剪圖像，單擊0K按鈕。

?AvailableVectorsList[?}[D||3^|

在exportEVFlayertoROI選擇對話框中，選擇將所有矢量要素轉成一個ROI(convertaII

recordofanEVFIayertooneROI)，單擊OK按鈕°

1.選擇主菜單一basictoolsubsetdataviaROIs,選擇裁剪圖像。

在spatialsubsetviaROIsparameters中，設置以下參數:

在ROIs列表中(seIectinputROIs),