ENVI二次开发技术黑幕

1、1前言envi （the environment for visualizing images） 遥感影像处置软件是美国itt公司推出的基于交互式数据语言idl 开发的一套功能壮大的遥感影像处置系统，envi 能够轻松的读取、 显示、分析各类类型的遥感数据并提供了从影像预处置、信息提取到与地理信息系统整合的完整处置流程。但对一些特殊需求， 如添加未知格式数据支持、 处置流程定制等可能都需要二次开发的模式。 envi 比较方便的进行二次开发，这是由于其底层壮大的idl语言支持，多种开发方式支持及200多个功能函数接口等因素决定的。2envi 二次开发的层次envi 的二次开发包括三个层次，env

2、i 的功能扩展、独立系统开发和其他语言集成开发。envi 的功能扩展是利用envi 的现有功能及底层idl 语言壮大的运算能力实现的功能模块的定制开发，在现有 envi 的主框架上扩展功能模块， 添加自系统功能补丁等方式。独立系统开发是在非交互式envi 环境下 （如 idl 构建系统框架）， 利用 envi提供的函数接话柄现数据处置功能。其他语言集成开发指的是在其他语言如vc+、 visual 下挪用 envi 的功能。2.1 功能扩展2.1.1 波段、波谱运算与自概念功能扩展 envi 的功能最简单的方式确实是利用波段和波谱运算功能，通过该方式用户能够在波段和波谱运算表达式对话框输入运算函

3、数进行交互运算。波段、波谱运算功能的实现有两种方式：数学表达式和波段、 波谱运算函数。数学表达式：该方式充分利用idl 的数组处置能力，通过简单表达式输入方式实现复杂的功能。实例：两图像的波段b1 和 b2，波段 b1 中的云部份（以为象元值大于200为云）用波段 b2 的部份替代。实现的步骤1) 在 envi 主菜单下，选择basic toolsband math， 在弹出的 bandmath界面中，在 enter an expresion里面输入表达式2) 点击 add to list 按钮，然后在 previous band math expressions里面选择输入的表达式点击ok。

4、3) 在弹出的界面当选择表达式中变量赋需要计算的波段。波段、波谱运算函数编写波段运算函数跟数学表达式相较，在操作上更灵活， 函数中能够添加更多的操纵，如运算中的错误检测等。函数的编写超级简单，同意输入波段，处置数据，并返回结果。实例：以编写（ b1+b2）/ (b1-b2)功能为例，步骤如下1) 编写函数并保留; 函数定义为两个输入波段b1和b2以及一个 check 关键字functionbm_ratio ,b1,b2,check=check ; 计算差值 den= float (b1)-b2 ; 如设置 check 关键字，检查被0除问题if (keyword_set(check) then

5、 ptr=where (den eq 0. ,count) $ else count= 0if (count gt 0) then den ptr= ; 继续计算比率结果 result=(float (b1)+b2)/den if (count gt 0) then resultptr= ; 返回结果return ,result end2) 加载函数加载函数的方式有两种。注意的是不同的文件需要注意下利用环境，假设是 sav文件，启动 envi 或 envi+idl都可，但假设是 pro 文件，必需要启动 envi+idl 。（1）直接编译文件，在envi 的主菜单下，选择 file compi

6、le idl module，选择 pro 或 sav文件进行编译；（2）把或 sav文件放入 envi 安装目录下的 . envi46save_add下，重启 envi 。3) 执行函数在 envi 主菜单下，选择 basic toolsband math，在弹出的 bandmath界面中，在 enter an expresion里面输入函数挪用点击 ok 执行。2.1.2 用户自概念功能用户自概念功能许诺用户为envi 添加新功能并通过envi 菜单进行访问。当用户通过菜单项选择择该函数对应的菜单项时，将会执行这些函数，就犹如envi 本身自带的功能一样。 分为两个步骤， 一是编写功能代码，

7、 二是修改菜单。1) 编写功能代码用户函数能够是pro 或 sav，如是 pro 那么与一般的 idl 程序无任何区别， 用户函数必需放入到envi 安装目录下的 save_add目录中， 在 envi启动时用户函数能够被自动编译或恢复。用户函数pro 代码能够随时进行修改， envi 只需从头编译函数而不需要重启。2) menu 文件修改envi 的菜单文件在系统中途径为ittidlxxproductsenvixxmenu ，利用记事本就能够打开。文件顶部有些介绍的注释文本，然后确实是文件的结构：前面以 ;开头的是注释文本，后面是菜单概念。菜单概念每一行开始的数据概念了菜单项的层次。0 表示

8、最顶层， 1 表示一级子菜单， 2 表示二级子菜单，如此类推。以 1级菜单为例说下内容概念：open image file概念了显示在菜单上的内容。open envi file 概念了为菜单项所赋给的用户值，在处置多个菜单项时有效。envi_menu_event概念了菜单项事件处置程序的名称。修改保留该文件然后重启envi 即可。3) 函数修改envi 提供函数 envi_define_menu_button来实现菜单的程序添加。用法如下：功能函数名称为my_function,event，成立一进程pro my_function_define_buttons, buttoninfo，添加工作在

9、那个进程中完成。envi_define_menu_button的挪用格式如下：envi_define_menu_button, buttoninfo , /, = string, /, =string, =long integer or string , = long integer , = variable , =string , =0 | 1 | -1 , /, =string关键字说明：display-是创建在主菜单仍是显示菜单；value - 菜单的显示信息；uvalue 菜单的 uvalue event_pro-程序事件名称；menu- 是不是为菜单ref_index- 若 ref_

10、value 不唯一那么可用此来设置；ref_value - 已存在菜单名；sibling - 是不是创建同级菜单。4) 实例编写 landsat-7 etm+的单影像去条带补丁背景： 由于 landsat-7 etm+机载扫描行校正器 (slc) 故障致使 2003 年 5 月 31 日以后获取的图像显现了数据条带丢失，见以下图。严峻阻碍了landsat etm 遥感影像的利用。针对该现象，实现一个对该传感器进行去条带的补丁。分析：由于数据中包括有同名的掩膜文件，该掩膜文件可将条带完全覆盖。基于此那么程序实现的时候只需依照掩膜文件进行判定即可，而无需再依照数据值进行。条带部份数据的填充方式采取

11、条带两边数据线性插值，尽管有些地址数据有些失真，该方式是速度比较快的容易实现方式。代码编写：依照前面的分析，代码函数名及功能如下。tm_destripe：主函数，数据的读取、挪用条带去除功能及存储；tm_destripe_define_buttons ：创建 envi 主菜单按钮；stripfill ：条带数据的赋值填充；pro tm_destripe, event ;读取掩膜数据maskdata= float(envi_get_data(fid= m_fid,dims= dims,pos = 0) ;波段循环for bandidx =0,n_elements(pos)-1 do begin

12、;读取原数据oridata = float(envi_get_data(fid= fid,dims= dims,pos = posbandidx) resdata = oridata ;列循环for i=0, ns-1 do begin envi_report_sta t, reportbase, bandidx*(ns+1)+i, n_elements(pos)*(ns+1), cancel=cancel if cancel eq 1 then break ;获取 0 索引部分zeroidx = where(maskdatai,* eq 0) ;处理resdatai,* = stripfil

13、l (oridatai,*, zeroidx,ns) endfor ;进度条end;添加菜单pro tm_destripe_define_buttons, buttoninfo envi_define_menu_button, buttoninfo, value = landsat-7 etm+ destripe, $ uvalue=landsat-7 etm+ destripe(改进 ), event_pro=tm_destripe, $ ref_value = destripe, $ position = after endfunction stripfill,data, zeroidx,

14、nlength num = n_elements(zeroidx) ;返回结果数据rdata = data startidx = 0 for i=0,num-2 do begin ;当不等于1 的时候if (zeroidxi+1 - zeroidxi) gt 1 then begin endidx = i if startidx ne 0 then begin ;两方向存在数据if zeroidxendidx ne nlength-1 then begin sdata = datazeroidxstartidx-1*1. edata = datazeroidxendidx+1*1. index

15、 = findgen(zeroidxendidx+1-zeroidxstartidx+1+1)0)/(zeroidxendidx+1-zeroidxstartidx+1+1)0 ;格网式插值并平滑rdatazeroidxstartidx-1:zeroidxendidx+1 =smooth(interpolate(sdata,edata,index, /grid),2) endif endif startidx =i+1 endif endfor return,rdata end程序运行将 pro或生成的 sav放在save_add 目录下， 重启 envi+idl 或envi ， 在basic

16、 toolspreprocessing general purpose utilities 下会自显现 landsat-7 etm+ destripe 功能菜单，如图。处置后结果对条带数据进行处置后，关联显示后可发觉，条带去除成效很明显。2.2系统开发系统开发模式是离开envi 主界面的程序运行方式， 充分利用了 idl 语言的快速、简单等特点，能够轻松、方便的实现批处置数据转换等功能。系统开发模式与 envi 下的利用不同，需要进行该模式的初始化，在系统关闭时需要对模式进行关闭。 实现起来比较简单， 初始化和关闭就下面函数中的几行代码。;初始化 envi 系统开发模式envi,/restor

17、e_base_save_files envi_batch_init,log_file= ;关闭 envi 批处理模式envi_batch_exit实例：批量将多个多波段数据的3、二、 1 波段存为三通道的tif 文件，假设数据波段少于三那么全数存储。分析：实现如此的功能批处置模式最符合要求，因需求中波段固定3、二、1，故读取数据和存储tif 文件函数都可挪用envi 的函数来实现。代码编写：分两部份，一是界面构建与交互处置，二是数据的存储功能。界脸部份：tlb = widget_base(mbar= mbar, $ /column , $ title = 批处理转换为tiff, $ space

18、 = 0 , xpad = 0, ypad = 0 , $ /tlb_kill_request_events, $ tlb_frame_attr = 1, map = 0) ;创建菜单fmenu = widget_button(mbar, value =文件 ,/menu) fexit = widget_button(fmenu, value = 退出 , $ uname = exit,/sep) hmenu = widget_button(mbar, value =帮助 ,/menu) hhelp = widget_button(hmenu, value = 关于 , $ uname = a

19、bout,/sep) ;上面的输入base winputbase = widget_base(tlb, $ xsize =sz0, /column) ;下面的输出base woutputbase = widget_base(tlb, $ /row,xsize =sz0) ;中间的参数base wsetbase = widget_base(tlb, $ xsize =sz0, /row) wbutton = widget_button(winputbase,value =打开数据文件, $ uname = open) wlist = widget_list(winputbase, $ ysize

20、 = sz1/(2*15),$ xsize = sz0/8) ; values = 源文件路径 , $ 另选择路径 bgroup = cw_bgroup(woutputbase, values, $ /row, /exclusive, $ ;label_top= 输出路径 , $ /no_release, set_value=1, $ uname = filepathsele, $ /frame) outpath = widget_text(woutputbase, $ value = , $ xsize =35, $ /editable, $ uname = outroot) wsele =

21、 widget_button(woutputbase, $ value =选择路径 , $ uname =selepath) wbutton = widget_button(wsetbase,$ value =存为 tiff, $ uname = tiff)功能部份代码;文件信息envi_file_query , fid, dims=dims, nb=nb,bnames = bnames ; 如果波段小于3 个if nb le 3 then begin bandlist = indgen(nb) endif else begin bandlist = 3,2,1 ; endelse ;存储 t

22、iff 文件envi_output_to_external_format,fid = fid,$ dims = dims, out_name=out_name,pos = bandlist, $ out_bname=bnamesbandlist,/tiff运行主界面2.3 集成开发集成开发指的是在其他语言如vc+、visual 下挪用 envi 的功能。这种开发实现的方式跟idl 的集成开发一致， 只是在功能方式编写的时候采纳的envi的系统开发的形式，能够通过下面几种方式进行。callable 技术envi/idl函数能够作为动态链接库被外部程序挪用启动，称之为callable idl 技术

23、。利用 callable idl 技术，外部程序能够像在idl 环境中一样执行idl 的代码。下面以 visual c+ 为例，实现挪用envi 或 idl 函数的要紧步骤：1.成立 vc 的 mfc 工程，添加 ittidl70externalinclude的头文件；2.工程 设置 连接中的对象/库模块中添加；3.工具 选项 目录中的library files 添加 idl 的安装途径；4.我的电脑右键属性 高级 环境变量系统变量path 中添加idl的安装途径；5.idl 初始化执行代码“ idl_win32init(0,handle,null,0)”；6.执行 idl 的命令语句用“ i

24、dl_executestr(“ * ” ) ”；7.退出时清除idl 挪用命令： “ idl_cleanup(true)”。idldrawwidget 跟 callable 技术类似， idldrawwidget技术，能够将envi/idl函数作为com 组件被外部程序挪用启动。以c#为例，该方式挪用envi/idl函数的步骤：1.成立一个windows 应用程序；2.在工具箱上右键选择项 com 组件选中 idldrawwidget control 并拖动控件到窗体上；3.设定 idl 库文件目录；4.初始化 idl 控件： n = (int) ；5. ( “ * ”)；执行 idl 命令。

25、对象导出利用对象导出向导能够将envi 或 idl 的功能添加到其他应用软件中，该种模式能够很容易地将envi 或 idl 对象输出到java 和 com 环境，进而直接缩短接口开发时刻。能够导出 envi 或 idl 的 pro 文件或 sav 文件， java 和 com 的实现步骤大体类似。导出 java 对象1在导出对象概念的进程后加_ define(以类的形式 )；2在 idl 命令行中输入idlexbr_assistant 回车打开对象输出向导；3file new project java选择要输出的* 或*文件加载进输出向导；4设置对象要输出的进程、函数及其参数；5保留工程fil

26、e save project；6编译输出对象build build object ；7生成 *.java 和*.class 文件。导出 com 组件1在导出对象概念的进程后加_ define(以类的形式 )；2我 的电脑右键属性 高级 环境变量 系统 变量path 中 添加： c:program filesmicrosoft visual studio 8common7ide；3在 idl 命令行中输入idlexbr_assistant 回车打开对象输出助手；4file new project com 选择要输出的*或*文件加载进输出向导；5设置对象要输出的进程、函数及其参数；6保留工程fil

27、e save project；7编译输出对象build build object ；8生成 *.dll 和*.tlb 文件 (或*.ocx 和*.tlb) ；9在运行顶用regsvr32 对 dll（ocx）注册。实例：以 com 组件的方式实现 2005 下 envi 非监督分类方式的功能挪用。第一编写 idl 代码实现非监督分类的方式代码; iso mean 分类算法function usingenvi:iso, inputfile,out_name compile_opt idl2 envi_open_file , inputfile, r_fid=fid if (fid eq - 1)

28、 thenbegin self-quitreturn , 0endifenvi_file_query , fid, dims=dims, nb=nb pos = lindgen (nb) envi_doit, class_doit , $ dims=dims, $ fid=fid, $ method= 4, $ ;| isodata (unsupervised) out_name=out_name, $ pos=pos, $ ; iterations=1, $ ; 迭代次数 change_thresh=, $ ; iso_merge_dist= 5, $ iso_merge_pairs= 2,

29、 $ iso_min_pixels=1, $ iso_split_std=iso_split_std, $ ; 此参数不必须 min_classes= 5, $ num_classes=10return , 1end; k-meanfunction usingenvi:kmean, inputfile,out_name compile_opt idl2 envi_open_file , inputfile, r_fid=fidif (fid eq - 1) thenbegin self-quitreturn , 0endif; get the spatial dimensions and #

30、of bands; for the input file.;envi_file_query , fid, dims=dims, nb=nb ; set the pos to classify all; data (spectrally) in the file. ; pos = lindgen (nb) envi_doit, class_doit , $ dims=dims, $ fid=fid, $ method= 7, $ ;| k-means (unsupervised) out_name=out_name, $ pos=pos, $ ; iterations=1, $ ; 迭代次数 change_thresh=, $ ; num_classes=5return , 1end; initialize envi and send all errorsfunction usingenvi:startenvi envi, /restore_base_save_files ;envi_batch_init, log_file=return , 1end; exit envi