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遥感原理与应用
ENVI
初步学习和影像增强
一．
实验目的
结合
ENVI
软件中文指导书，学习和掌握
ENVI
软件的基本操作，学会使用
ENVI
软件对遥感影像
进行分析增强处理，加深对《遥感图像处理实验》这
门课的学习，为以后的实践工作打好
坚实的基础
二．
实验数据介绍
该次实验所使用数据为
甘肃舟曲灾前遥感影像，图像名称为
。
三．
实验过程
Ⅰ
.
软件的基本操作
ENVI
主工具条：
1
．图像
的输入与输出
.
首先启动
ENVI,<
/p>
选择
File-Open Image
File,
出现
Enter
Data
Filename
对话框，选择文件的正确路径，
，再点击“OK”打开
文件。
2
．
在打开的
Available
Band
List
菜单中，
可以显示图像的各个波段的基本信息，
其中“
G
ray Scale
”为灰色显示，“
RGB Color
”为彩色合成，并且可以选择彩
色合成的波段，单击“
Load
”就可显示图像，打开的图像由三部分组成：
Scroll
（滚动）
窗口、
主图像
窗口、
以及缩放
（
Zoom
）
窗口
,
可以使用多个显
示窗口组，
组中每个窗口的大小都可以调整。其中菜单中的“
N
ew Diaplay
”可以打开一个
新的图像。
3
．在“
Available
BandsList
”菜单中选择“
Avai
lable
Files
List
”
还可以显
示出遥感图像的基本信息，具体如图所示：
1
遥感原理与应用
4.
若要
保存图像，
需要在图像所在窗口中选择
File-Save
Image
As-Image
Fi
le
，
弹出
Output
Display
to
ImageFile
对话框。
对于单
波段图像，
选择
8-bit
Colo
r
，
而多波段彩色合成图像则选择
24
-bit
Color
。图像的保存方式有两种：一是直接
保存为文件；二是选“
Memory
”，记
忆在“
Available
BandsList
”菜单中。
Ⅱ<
/p>
.
图像增强与变换
一．空间域增强
对单个像元的灰度值进行变换进行增强处理。
1.
线性变换
线性拉伸：
线性拉伸的最小和最大值分别设置为
0
和
255
，
两者之间的所
有<
/p>
其
它
值
设
置
为
中
间
的
线
性
输
出
值
，
在
主
图
像
窗
口
，
选
择
En
hance->Interactive
stretch
，弹出对话框：
<
/p>
（
1
）线性拉伸：
Stretch_Type-> Linear
选择
Options->Auto
Apply
，打开自动应用功能。
2
遥感原理与应用
（
2
）
分段线性拉伸：
分段线性对比度拉伸可以通过使用鼠标在输入直方<
/p>
图中放置几个点进行交互地限定。当在点之间提供线性拉伸时，线段在
点处连接起来，选择
Stretch_Type> Piecewise
Linear
。
3
遥感原理与应用
2.
非线性变换
高斯拉伸：选择
Stretch_Type->Gaussian
。输入拉伸的最小和最
大值，要
手动地输入所需要的标准差值，选择
Options-
>SetGaussianStdv
。
设置高斯标准差
3.
平方根拉伸
选择
Stretch_Type->Square
Root
。输出直方图用一条红色曲线显示平方根函
数，被拉伸数据的分布呈白色叠加显示。
4
遥感原理与应用
4.
直方图均衡化
选择
< br>Stretch_Type->Equalization
。输入直方图显示未被
修改的数据分布。输
出直方图用一条红色曲线显示均衡化函数，被拉伸数据的分布呈白色
叠加显示。
5.
直方图规定化
选择
Stretch_Type> Arbitrary.
通过点击或按住鼠标左键绘制输出直方图
的线段，在
Output Histogram
窗口内绘制输出直方图。任意的直方图将
用绿色
来显示。输出直方图用红色显示你的直方图，匹配的数据函数用白色曲线。
5
遥感原理与应用
二．频率域增强
1.
傅里叶变换
傅里叶变换：
傅立叶分析是一种将图像分成空间上各种频率成分的数学
方法。
实际上，
快速的傅立叶变换被用来将数据变换成一个复杂的强调
频率分布的图像。
ENVI
中
< br>FFT
滤波包括图像正向的
FFT
、频率滤波器的
交互式建立、
滤波器的应用，
以及
FFT
向原始数据空间的逆变换。
当前，
FFT
处理没有用到
ENVI
tiling
程序，
因此能被处理的图像大小受到系
统可利用内存的限制。
FFT
图像是“复数”数据类型，它占用
了类似大
小的字节图像的
8
倍内存。快
速傅里叶变换：正向的
FFT
生成的图像能
< br>显示水平和垂直空间上的频率成分。
图像的平均亮度值显示在变换后图
像的中心。
远离中心的像元代表图像中增加的空间频率成分。
这一滤波
能被设计为消除特殊的频率成分，并能进行逆向变换。
（
1
）
打开一个
TM
图像
（
2
）
在主菜单中，选择
Filters->FFT
Filtering->Forward FFT
。
在
filter
中选择
FFT
filtering
，然后选择
forward
FFT
进行快速傅里叶
变换。
6
遥感原理与应用
（
3
）
定义
FFT
滤波器
在主菜单中，
选择
Filters->
FFT Filtering->Filter
Definition
。
Circular Pass
为低
通滤波，
Circular Cu
t
为高通滤波器，在“
Radius
”
框中输入滤波半径，
50
；
7
遥感原理与应用
（
4
）
方向
FFT
变换
在主菜单中，选择
Filters->FFT
Filtering->Invert FFT
。
选择
FFT
变换后的图像
选择
Filter Definition
图像
8
遥感原理与应用
低通滤波后的结果
2.
频率域锐化
先对影像进行
FFT
变换（使用高通滤波），之后对得到的进行
Inverse FFT
变换进而得到锐化处理的影响。
高通滤
波器可使信息源的高频通过而对低频加以
抑制。
由于抑制了反映
灰度骤变的边缘特征的低频信息及包含在低频中的孤立点
9
遥感原理与应用
噪声，所以高通滤波起了锐化图像的处理作用。
三．彩色增强
1.
伪彩色增强
将亮度值等间隔分割分别
赋予不同的色彩，
合成处理的过程。
在主图像窗口，
选择
overlay > Density
Slice
。将出现
#1 Density
Slice
对话框，在“
Defined
Density
Slice
Ran
ges
”下列有八个系统默认范围。在适当的文本框中输入所需
要的最小和最大值，来改变密度分割的范围。如要重新设置数据范围到初始值，
点击“<
/p>
Reset
”。
10
遥感原理与应用
2.
假彩色增强
将不同波段的影像分别赋
予不同的色彩，合成处理的过程。如分别赋予
TM
图像
1
、
2
、
3
波段色彩
R
、
G
、
B
；从
Available
Bands
List
内，选择“
RGB
Color
”
切换按钮。
在序列中点击所需要显示的红、
绿和蓝波段名。
将波段名称导
入
“
R.G.B
”
后载入图像得到合成的假彩色图像。
11
遥感原理与应用
321
：
真
彩色合成，即
3
、
2
< br>、
1
波段分别赋予红、绿、蓝色，则获得自然彩
色合成图像，
图像的色彩与原地区或景物的实际色彩一致，
适合于非遥感应
12
遥感原理与应用
用专业人员使用。
432
：
标准假彩色合成，即
4
、
3
、
2<
/p>
波段分别赋予红、绿、蓝色，获得图像
植被成红色，
由于突出表现了植被的特征，
应用十分的广泛，
而被
称为标准
假彩色。
举例：卫星遥感图像示蓝藻暴发情况
我们先看一看蓝藻爆发时遥感监测机理。
蓝藻暴发时绿色的藻类
生物体拌随
着白色的泡沫状污染物聚集于水体表面，
蓝藻覆盖区
的光谱特征与周围湖面
有明显差异。由于所含高叶绿素
A
的作用，蓝藻区在
LandsatTM2
波段
具有
较高的反射率，
在
TM3
波段反射率略降但仍比湖水高，
在
TM4
波段反射率达
到最大。因此，在
TM4
（红）
、
3
（绿）<
/p>
、
2
（蓝）假彩色合成
< br>
图像上，蓝藻
区呈绯红色，与周围深蓝色、蓝黑色湖水
有明显区别。此外，蓝藻暴发聚集
受湖流、
风向的影响，
呈条带延伸，
在
TM
图像上呈条带状结构和絮状纹理，
与周围的湖水面也有明显不同。
451
：
信息量最丰富的组合，
TM
图像的光波信息具有
3
～
4
维结构，其物理
含义相当于亮度、绿度、热度和湿度。在
TM7
个波段光谱图像中，一般第
5
个波段包含的地物信息最丰富
。
3
个可见光波段
（即第
1
、
2
、
< br>3
波段）
之间，
两个中红外波段
（即第
4
、
7
波段）之间相关性很高，表明这些波段的信息
中有相当大的重复性或者冗余性。第
4
、
6
波段较特殊，
尤其是第
4
波段与
其他波段的相关性得
很低，
表明这个波段信息有很大的独立性。
计算各种组
合的熵值的结果表明，
由一个可见光波段、
一个
中红外波段及第
4
波段组合
而成的彩色
合成图像一般具有最丰富的地物信息，
其中又常以
4
，
5
，
3
或
4
，
5
，
1
波段的组合为最佳。第
7
波段只是在探测森林火灾、岩矿蚀变带及土
壤粘土矿物类型等方面有
特殊的作用。
最佳波段组合选出后，
要想得到最佳
彩色合成图像，
还必须考虑赋色问题。
人眼最敏感的
颜色是绿色，
其次是红
色、蓝色。因此，应将绿色赋予方差最大
的波段。按此原则，采取
4
、
5
、
3
波段分别赋红、绿、蓝色合成的图像，色
彩反差明显，层次丰富，而且各类
地物的色彩显示规律与常规合成片相似，符合过去常规
片的目视判读习惯。
例如把
4
、
5
两波段的赋色对调一下，即
5
、
4
、
3
< br>分别赋予红、绿、蓝色，
则获得近似自然彩色合成图像，适合于非遥感应用专业人
员使用。
741
< br>：
波段组合图像具有兼容中红外、近红外及可见光波段信息的优势，图
面色彩丰
富，
层次
感
好，
具有极为丰富的地质信息和地表环境信息；
而且
清晰度高，干扰信息少，地质可解译程度高，各种构造形迹（褶皱及断裂）
显示清楚，不同类型的岩石区边界
清晰，岩石地层单元的边界
、特殊岩性
的展布以及火山机构也显示清楚。
742
：
1
992
年，完成了桂东南金银矿成矿区遥感地质综合解译，利用
1
：
10
万
T
M7
、
4
、
2
假彩色合成片进行解译，共解译出线性构造
1615
条，环形影
像
481
处<
/p>
,
并在总结了构造蚀变岩型、
石英脉型
、
火山岩型典型矿床的遥感
13
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