ENVI实验教程（5） 实验五、遥感图像增强

实验五、遥感图像增强

一、实验目的

5. 掌握空间域、辐射域、光谱域增强的原理与方法步骤；
6. 掌握波段组合的原理与方法。
7. 掌握ENVI直方图拉伸、空间卷积运算、光谱变换、波段运算和彩色合成等基本图像增强操作。

二、实验基本要求

3. 认真阅读和掌握本实验的内容。
4. 保存与记录实验结果，并进行分析总结。
5. 实验报告中要求有清晰的步骤及相应结果（图或表等）。

三、实验时间和地点

3. 地点：
4. 时间：

四、实验条件

1. 硬件：PC电脑（Windows 操作系统）
2. 软件：ENVI 5.3
3. 参考资料：《ENVI遥感图像处理方法》第5章
4. 使用数据：D:\Program Files\Exelis\ENVI51\data\ qb_boulder_msi
   /…\第5章 图像增强

五、实验内容

1. 辐射域增强处理
2. 光谱域增强处理
3. 空间域增强处理

六、注意事项

1、在进行空间滤波操作时，通过调整窗口大小，分析它对滤波结果的影响；
2、在地理空间数据云中下载一景Landsat-8/OLI 鄱阳湖区域的遥感影像。尝试不同的波段组合，分析哪种组合可以更好的识别水体、植被、建筑物？
3、无论何种增强操作，尝试思考其背后的需求和目的。

七、实验主要步骤

1、辐射（对比度）增强
（1）灰度级阈值分割
（1） 打开“qb_boulder_msi”数据。
（2） 在图层管理器（Layer Manager）中的“qb_boulder_msi”图层上右键选择New Raster Color Slices菜单。在文件选择对话框中选择图像的一个波段，单击OK按钮打开Edit Raster Color Slices面板

（3） 在Edit Raster Color Slices面板中，有两种方式进行灰度分割：

1.     自动分割
   

2.     手动输入分割区间
   

（2）对比度拉伸
在Toolbox中选择Stretching Data工具，选择需要拉伸的数据之后，弹出拉伸方法选择界面

使用工具条中的拉伸下拉菜单，在左侧图层管理器中选择需要拉伸的图层，然后下拉选择拉伸方法

ENVIclassic操作步骤：选择图像主窗口中的Enhance菜单—>Interactive Stretching进入交互式拉伸的界面。

Linear(线性拉伸)
piecewise Linear(分段线性拉伸)
Gaussian(高斯拉伸）
Equalization(直方图均衡化拉伸)

2、光谱域增强
（1）多光谱波段四则运算
• NDVI计算工具
在Toolbox 中找到/Spectral/Vegetation/NDVI工具，打开设置对应传感器波段


• Band Math 工具
• 一、必须符合IDL语言书写波段运算表达式
• 二、所有输入波段必须具有相同的空间大小
• 三、表达式中的所有变量都必须用Bn（或bn）命名
• 四、结果波段必须与输入波段的空间大小相同
• 五、调用IDL编写的自定义函数时
波段运算工具可以调用IDL编写的Function，当函数为源码文件（.pro）时，必须启动ENVI+IDL才能调用；如果函数编译为了sav文件，可以将sav文件放到如下路径，重启ENVI即可调用。
• ENVI 4.x： C:\Program Files\ITT\IDL\IDL80\products\envi48\save_add
• ENVI Classic： C:\Program Files\Exelis\ENVI51\classic\save_add
• ENVI 5.x： C:\Program Files\Exelis\ENVI51\extensions

3. 波段运算用法示例
   (1) 启动ENVI，选择菜单File > Open，打开数据"can_tmr.img"；
   (2) 启动Band Math工具，路径为Toolbox/Band Ratio/Band Math；
   (3) 在Band Math面板，在Enter an expression文本框中输入运算表达式：b1+b2+b3，点击Add to List按钮，将表达式添加到Previous Band Math Expression列表中；
   (4) 在Band Math面板中，选中添加的"b1+b2+b3"，点击OK按钮，打开Variables to Bands Pairings对话框（如图），为运算表达式中各个变量赋图像文件或者图像波段
   
   
   (5) 在Variables to Bands Pairings对话框中，Variables used in expression列表框中选择变量b1，单击Available Bands List中的"TM Band 1 (0.4850)"。然后用同样的方法为b2和b3指定为"TM Band 2"和"TM Band 3"；
   (6) 单击Choose按钮，选择文件名及路径保存结果，单击OK按钮执行运算。
   (7) 此时可以将输入和输出文件加载到视图中，然后点击工具栏 图标获取当前鼠标位置的像元值
   

（2）光谱特征变换

3、图像空间滤波
（1）卷积滤波

（2）数学形态学滤波
（3）纹理分析

八、实验具体要求
1、选择不同拉伸方法对同一副影像进行拉伸，对比不同方法的拉伸效果。

2、请使用NDVI工具计算ENVI5自带快鸟影像（qb_bonlder_msi）的归一化水体指数NDWI，输出并对比NDVI与NDWI两幅影像。

（NDVI）

（NDWI）
3、请使用波段运算工具实现，归一化植被指数计算，输出结果。

4、参照教材P115-121 5.3中操作步骤，对同一副多光谱影像（自选）进行彩色变换、ICA变换、MNF变换、PCA变换、TC变换以及彩色拉伸变换，最后对变换后的结果使用彩色合成输出并对比显示。

（pca）

（ICA）

（色彩空间变换）

去相关拉伸

Photographic拉伸

（饱和度拉伸）

（mnf）

（tc）
5、参照教材P106-111 5.1中操作步骤，对同一DEM数据（从世界高程数据GMTED2000中地形起伏较大的区域裁一小块）进行空间滤波、形态学滤波和纹理分析，要求每一种空间域增强方法分别选择两种滤波大小的窗口（33、77）进行处理，最后对增强后的结果输出并对比显示。

八、实验结果与讨论
灰度分割能很好地分离地物，旦也有局限性。
通过不同的空间域、光谱域，可以得到自己想要的信息。