(最新)ENVI对图像进行配准、校正、拼接、裁剪

1、目录第一部分利用ENVI对图像进行配准-校正-拼接-裁剪基础知识二）ENVI操作1616二）ENVI操作16图像镶嵌（图像拼接）基础知识.2020二）ENVI操作21像裁剪基础知识26第二部分：下载影像及介绍TOC o 1-5 h z一）基本信息26二）日期信息26三）云量信息26四）空间信息26 第一部分利用ENVI对图像进行配准-校正-拼接-裁剪图像配准与校正（一）基础知识1、图像配准就是将不同时间、不同传感器（成像设备）或不同条件下（天候、照度、摄像位置和角度等）获取的两幅或多幅图像进行匹配、叠加的过程，它已经被广泛地应用于遥感数据分析、计算机视觉、图像处理等领域。2、几何校正是指利用地

2、面控制点和几何校正数学模型，来矫正非系统因素产生的误差，非系统因素如传感器本身的高度、地球曲率、空气折射或地形等的影响。由于校正过程中会将坐标系统赋予图像数据，所以此过程包括了地理编码。简单来说，图像校正是借助一组控制点，对一幅图像进行地理坐标的校正。本文将采用地面控制点+校正模型的几何校正方式中的ImagetoImage,利用Image格式的基准影像对2006年兰州TM影像进行配准与校正。3、图像选点原则选取图像上易分辨且较精细的特征点,如道路交叉点、河流弯曲或分叉处、海岸线弯曲处、飞机场、城廓边缘等。特征变化大的地区需要多选。图像边缘部分一定要选取控制点。尽可能满幅均匀选取。保证一定数量的

3、控制点,不是控制点越多越好。4、数理知识：多项式模型x=a+aX+aY+aX2+aXY+aY2+012345y=b+bX+bY+bX2+bXY+bY2+012345X,Y：校正前该点的位置；x,y：校正后该点的位置最少控制点个数：(n+1)2误差计算：RMSE=sqrt(x-x)2+(y-y)2)error5、重采样方法(插值算法)最近邻法概念：取与所计算点(x,y)周围相邻的4个点,比较它们与被计算点的距离,哪个点距离最近就取哪个亮度值作为(x,y)点的亮度值优点：简单易用,计算显小缺点：图像的亮度具有不连续性,精度差双线性内插法概念：取(x,y)点周围的4个邻点，在y方向内插2次，再在x方

4、向内插1次，得到(x，y)点的亮度值f(x，y)优点：双线性内插法比最近邻法虽然计算虽有所增加,但精度明显提高,特别是对亮度不连续现象或线状特征的块状化现象有明显的改善。缺点：内插法会对图像起到平滑作用，从而使对比度明显的分界线变得模糊。三次卷积内插法(插值算法)概念：取与计算点周围相邻的16个点，先在某一方向内插，再根据计算结果在另一个方向上内插，得到一个连续内插函数。是进步提高内插精度的一种方法，通过增加邻点来获得最佳插值函数优点：精度最高，细节表现更为清楚。缺点：计算最大，对控制点要求较高。（二）ENVI操作1、波段合成0ENVIClassicFilleBasicToolsClassif

5、icationiTraiEO1Land?at|1Fast|SPOTQIKONOS=QukkBirdWorldVrewOrbVie3GwEye-1、IRSGmTIFF11GeaTIFFwithMetadatafHOFNLAPSMRLCOpenImageFileOpenVectorFileOpenRemoteFileQp&nExternalFritOp&nPreviousFileEditENVIHeaderACRESCCRSESACEOS启动ENVIclassic（彩色图标）点击FileOpenExternalFileLandsatFast昨后i”.Enwi.Date，ETM_l*mlVju_06

6、j5CENEQ1选择ETM_lanzhou_06_yearsL5-130035-20061017SCENEO1文件形式选择“*打开header.dat（头文件）BAT衣件Sfi:DATX.S林1.5CIKE権弍曰俱：找M沖刑厂IT勺:球医50W12/&13:M2017/1/13却20-18/12/6n；30ENPJtWfON）:header.d-fftA卜打开心|在AvailableBandsList窗口显示该图像的波段和波长，同时，有两种图像显示方式：GrayScale（灰度图像）、RGBColor（彩色图像）若选择GrayScale，下拉NoDisplay选择NewDisplayLoadB

7、and若选择RGBColor，为RGB分别选择一个波段下拉NoDisplay选择NewDisplayLoadBand窗口介绍：出现三个窗口，分别是Image（主窗口）、Scroll、Zoom。关闭Image，其余两个窗口也会关闭；只关闭scroll或zoom，其余两个窗口不会关闭。Scroll显示的图像是Image所显示图像的放大；Zoom显示的图像是Scroll所显示图像的放大。Image可通过以下步骤打开其十字丝：右键ToggleDisplayCross-hairQukkStats.ToggleUmkDii.play-GfrographitLinkCwrscrLwticiH/VsIue-.

8、PixelLccMorZProfile(Specinim).-R01ToolInteriCtrweStrelching.,.Dpl*yWindowSlyl-eScrollI/Z&qiitiPmition主窗口“DisphvCrc-i-hair.7DisplayZoomBokDispl巧SctdIIBdf-sZoom左下角有三个小框，分别是“缩小”功能、“放大”功能、“十字丝”功能当放大到一定程度时，可定位到像元。保存可通过以下步骤进行:a.点击FileSaveFileAsENVIStandard（标准格式）QENVI即sicN单拦E3TotrateTestDataDotaVfwerb.NewF

9、ileBuilder窗口选择ImportFile（输出文件）CreateNewFileInputFile窗口SelectInputFile中选中header.dat（即第3步骤打开的文件）。0袪蛊诞NewFii#（inputFile-TullSc*材Sla：tn*FileInformation中可以看到该文件的文件信息，如路径、尺寸大小、储存字节、文件形式、影像类型、像元、旋转轨道等。d.e.点击CreateNewFileInputFile窗口左下角的“OKNewFileBuilder窗口中“RemoveSuperfluousFiles(是否清除多余文件）选择No?riowFileBuilde

10、rXENVIFiles-frHtwFile是否清楚多余文件？no.防止删除多余京件启打平开件/InprtFile.Raoril*r尸门祚”f.NewFileBuilder窗口中Outputresultto有两种选择格式“Flie和“Memory（记忆格式）（1）若选择Memory,点击左下角OK。会看到Memory展示在AvailableBandsList窗口中，而不是路径中。若要继续将Memory保存为File,可以在主菜单点击FileSaveFileAsENVIStandardImportFileCreateNewFileInputFile窗口SelectInputFile中选中Memor

11、yOK见下一步骤(2)B-uuLBiipli(yIL-(2)若选择Flie,EnterOutputFilename下方编辑文件名点击“Choose”选择路径g.点击左下角OKNewFHeBuNdfirXCmic#12、加载数据点击主菜单的FileOpenImageFileiRlelOpenImageFilieOpenVectorFileOpenRemoteFile圭蔡軍拦开两次img蹙套FiberSperlraIMapVectorTapogi打开两幅图像，一副待校正，另一幅为已经带有坐标信息的正确图像。打开步骤同步骤“1、4”X轻GCPt：Imjqpe|点击主菜单的MapRegistratio

12、nSelectGCPsImagetoImageA说&嬴TmFiberSpeckdlI和UpV1OfTopcngrpKcRjdrWindowHWpOrtherraificwon兰基出点曼时哎MULf*HJSBLIMM0JbC1MHi在ImagetoImageRegistration窗口中BaseImage（基准影像）选择带有坐标的影像窗口，WarpImage（待校正影像）选择需要校正坐标的影像窗口点击OKInnagetolimgeRegistrationXSelectdisplayscontainibg：images;.WerpDi甜1fDisplaySflrltcrtitdItemDispla

13、y12QGroundContirGlPointsS-.RleOptionsnlp控制点选择面板Add骑就MvmterS*h*t*dFTntw：QShwListEttSError：A0KC3、采集地面控制点GroundControlPoints乩XFileOptionsHelp令引点:峑圭圍15465400J23000&1EMSIrrorl4roSe-lcttd；Pointsf爭砂按钮会I長，之后在基;隹彩像上找点predicts正嶷橡上会荷t5米集方法一：手动+半手动米集点hrr-分别在BaseImage和WarpImage窗口找到一对匹配的点。图像选点原则见“（一）2、”在GroundCon

14、trolPointsSelection（控制点选择面板）窗口选择AddPoint。（1）ShowList可以看控制点的信息以及各对点的误差值（误差值在不等于0的情况下，越小越好，意为越精确）、可以修改（Update）点、删除（Delete）点、将点按照误差值大小按序排列（ImagetoImageGCPList窗口Options下拉菜单选择OrderPointsbyError）（2）RMSError为总误差。做中等几何精校正时，将RMSError控制在1以下。（3）NumberofSelectedPoints会显示已添加的点数（4）当已添加点数超过3个点时，可以利用Predict（预测）功能,i

15、i进行半手动米集点。在BaseImage或WarpImage上找一个点点击Predict,另一副图像窗口会显示预测的对应位置，做些调整后点击AddPoint。ImigetQGCPiJtFileO-ptiorrGB-sseIR*|hrpM*5T?teiictK?redictErrorKErrnrTJOIS17*sors.oo取畑85319.3S3219.003563164C*097勺】弱D0.38?0fllCH-41100486Z站46祐.DO话弗.LB虻冷1曲m空艾自01790031L&*6+47.001906.Ki37E.3逊16375fi.412t9G0.L14)_1740.0C4L0.2

16、174tB+2W1.005W6.Q0fl.044?ae.EuS.L5；i?2e細Q-晦-uie?3Q.ir?IMS.00wn.ro4111.902465.0041S2.0S?1l120011271L.120501T6114-1-B30CO宼om06?ffi5CZ6.4403525O2J0羽灰勺1&4000C65016?3*3+36TO.OO037.03刘呱CO301.CO240E.LC0；3OO.Se22D_L(R3-U.OTB0.1334tL*2-307.4El花4.BQ313.00ir.61253163.01SC0.11E30.016Q0.1134rz+6771.002109.DD533L

17、CO579CO5S3.0ME5?9.Q2aT0353DO2flFD300915*2319.00|1393.361ES9.031393.3WE1559072；-D.D6S2O.CU220.嘟5GdtiaQa/D旺DeleitUplateHideList誇=r;g米集方法二：自动米集点GrchmdCenblPsifils-乩一口XFiltOptkiriHlpW启中Displayed&Ard：.Wirp，File.VurgWflrpDifpldSard伽Ie料=IoMspjL.WarpFile(asImagetoMap.Revers#Baw/Waip1itDegree(R.ST。冃呦AutoPred

18、ictUbdPowrt?OrderPqiiiJt5byErrorClewAllPointsSetPoinlGoicre.a.在GroundControlPointsSelection(控制点选择面板)窗口Options菜单下拉，选择AutomaticallyGenerateTiePointsb.BeseImageBandMatchingChoice和WarpImageBandMatchingChoice选择波段后点击OK 在AutomaticTiePointsParameters窗口中，NumberofTiePoints（点个数）可多选一些，比如50；SearchWindowSize（搜索窗口

19、尺寸）可大一点，比如110；MovingWindowSize（移动窗口尺寸）可用其默认值11点击OK在GroundControlPointsSelection（控制点选择面板）窗口选择ShowList,调整采集的点。做中等几何精校正时，将RMSError控制在1以下。3米集方法三：导入已有的点文件GroundControlPointsonsHdpSaveGCP?toASCII.,.SaveCoefficientstoASCII.RestoreGCPsfromASCII*.CancelXSlicwListEMSError.G.OOOOODDtlittL&stPoint在GroundControl

20、PointsSelection（控制点选择面板）窗口File菜单下拉选择RestoreGCPsfromASCII选择PTS格式的文件打开4保存点GroundControlPointsS*,.OptionsHelpSaveGCPstoASCIIsSaveCoefficientstoASCII*.RestoreGCPsfromASCII,.CantelXDPredictShovrL；EMSError:D.20B2S7tLa.stPointa.在GroundControlPointsSelection（控制点选择面板）窗口File菜单下拉选择SaveGCPstoASCIIb.在InputWarpIm

21、age窗口SelectInputFile选择待校正影像点击左下角OK4、重采样输出（运行点/校正影像）在GroundControlPointsSelection（控制点选择面板）窗口Options菜单下拉，有两个选项“WrapFile和“WrapFile（asImagetoMap）QGrguncJ-匚gctiplPgintE2音士EwWarpDiphyedBand.,WarpFili,”WarjWarpDisplayedBand(活wImagetoMap)nJaWairpFile(asImagetoMap-AdJSL.iReverseBase/WrpRtDegree(RSTOnly)T7Aut

22、oPredictHelpa.若选择WrapFile,在InputWrapImage窗口选择待校正影像点击左下角OK言出观：瓏正甘一吉了+tt*a说沽列科左塗IE出胡t.*0击品CiitnJAte-OistidmHsljF-a-uit培亦HE檯口齐-住（DE吕S5绘爭.扫乌一、殆:却在RegistrationParameters面板有“校正模型的选择(Method,Degree）”和“重采样方法的选择（Resampling）”，但没有“输出的投影信息”及“分辨率”的设置。这种方法输出的影像像元大小、投影参数完全和基准影像一致的情况，所以如果想要保留原来影像的分辨率，需要另一种方法，见b.b.若选

23、择WrapFile（asImagetoMap），在InputWrapImage窗口选择待校正影像点击左下角OKOutputFrojuidUpptrLftftCwn*rCordittt4XrixdSht3000000000lhttrEYFixJSiso00000000tut円F1旦C41.aTK*MtEedFoljmoHitlV陥寸”=CuticConvoluti&n旨D1至云样右;去：二疗誉和|E皿groundu1groundQOutputEtultEnftrOutputFilDM4扩脛名：_Tdta!d诂是血怙的-最皆环入文片呂召帳至OutputXSi7716OutputTSieQpti0h

24、iTJA0KQuueOutputTSiit冼册（1）在RegistrationParameters面板有投影设置、分辨率设置、像素个数（会根据分辨率设置而调整）设置。（2）在warpParameters部分的Method选择Polynomial，Degree选择2（2次多项式）,Resampling选择CubicConvolution（三次卷积法）（3）在OutputResultto处选择File（4）在EnterOutputFilename下方输入“文件名.dat”，点击Choose选择路径（5）点击左下角OK5、检验校正结果在AvailableBandsList窗口用Display#3打开

25、上一步骤保存的影像J佚伽口(MeU(Bnd1):12,!aveja.k一XFileOverlayEnhanceTookndowGeographicLili匕“LankDhphy.EI3連立两个SZProfile(Specirum)-ROITool-IrrteracweStretching.CursorLccation/ValuPlKelLocatorPQmickStats-DifpldyWindowStyleScroll/ZoomPositJonSaveImageA気“Sav*ZccrnAc.在#3的Image（主窗口）右键GeograpjicLink（建立两个影像间的联系）在Geograpj

26、icLink窗口中Display#2和Display#3都点击右边的双箭头符号，框内内容变为OnGeographicLinkXGeogr*phiToggleDisplayCross-hair通过在两个主窗口中移动十字丝，观察图像是否配准准确。二、图像镶嵌（图像拼接）（一）基础知识图像镶嵌（图像拼接），指的是在定数学基础控制下把多景相邻遥感图像拼接成一个大范围、无缝的图像的过程。ENVI的图像镶嵌功能可提供交互式的方式，将有地理坐标或没有地理坐标的多幅图像合并，生成一幅单一的合成图像。最新ENVI提供了全新的影像无缝镶嵌工具SeamlessMosaic,所有功能集成在一个流程化的界面。通过这个界

27、面，我们可以实现对图层的叠放顺序的控制，也可以设置忽略值，显示、隐蔽图层以及轮廓线，重新设计有效的轮廓线，选择重采样的方法和输出范围，也可以指定输出波段和背景值。可以进行颜色的校正、羽化和调和，使用高级的自动生成接边线功能，也可手动编辑接边线，此外还可以使用镶嵌结果的预览功能。接下来，以两幅有地理坐标的兰州TM影像为例，介绍Envi图像拼接功能。（二）ENVI操作1、数据加载启动ENVI（灰色图标）Toolbox工具箱Mosaicking（马赛克）双击SeamlessMosaic（无缝镶嵌/拼接工具）kJa在无缝镶嵌/拼接工作流的操作面板上，点击工具栏中的加号，添加影像进入到影像文件的选择面板

28、添加需要镶嵌的影像数据（至少两个）SeamlessMosaicSeamlessMosaicMosaicScenesIntoASin添加进来后，可以看到数据的位置和重叠关系和影像轮廓线在Main的DataIgnoreValue列表中，可设置背景透明值，当重叠区区有背景值时候，可设置这个值勾选。这里输入0勾选右上角的ShowPreview，可以对镶嵌效果进行初步预览亡XOrderv丸QSbowPrevie*ColorCorrectionISeaffilines/JeatheringExportDataIgnortY&lueolorHatchingActioreitKeringDistsag1130

29、殴ninAdjust013l035n.Ng电iiR电电电击电0*屈时选中罰个,意寤对迭两个进行脳V2、匀色处理在ColorCorrection中，进行匀色方法是HistogramMatching（直方图匹配）。勾选HistogramMatching选择OverlapAreaOnly（重叠区直方图匹配）在Main的ColorMatchingAction列表中，右键设置不同影像的Reference（参考）和Adjust（校正），根据预览效果确定参考图像。3、接边线接边线包括自动和手动绘制两种方法，也可以结合起来使用。下拉菜单Seamlines，选择AutoGenerateSeamlines，自动绘

30、制接边线，自动裁剪掉TM边缘“锯齿”自动生成的接边线比较规整，可以明显看到由于颜色不同而显露的接边线。下拉菜单Seamlines，选择Starteditingseamlines，可编辑接边线,可以在接边处绘制多边形，之后自动将绘制的多边形作为新的接边线。4、羽化ColorCQrrcti4B|Se沁;nESeathEFiyMainApplySeOHon电eatberiog羽化：在进行基于像元或地理坐标的镶嵌时，在重叠区域的边缘常有比较明显的衔接线，可以使用羽化功能对边缘进行融合，从而消除该衔接线。ENVI提供两种类型的羽化，分别是边缘羽化和切割线羽化在Seamlines/Feathering中的

31、Feathering部分，选择SeamlineFeathering（切割线羽化）。当然，也可以选择EdgeFeathering（边缘羽化）。5、输出结果在Export中，可以输出格式、输出文件名、路径、格式、波段、背景值、重采样方法等参数。Firtith选择OutputFormat（输出格式）为ENVI在OutputFilename（输出文件名）中编辑文件名称，最好用英文点击Browser选择路径在OutputBackgroundValue（输出背景值）处输入0在ResamplingMethod（重采样方法）处选择CubicConvolution（三次卷积法）点击Finish静静地等待输出结果

32、。三、图像裁剪（一）基础知识图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除。常用的方法是按照行政区划边界或者自然区划边界进行图像裁剪；在基础数据生产中，还经常要进行标准分幅裁_、r剪。图像裁剪有规则裁剪、利用矢量数据进行图像的不规则裁剪。规则分幅裁剪，是指裁剪图像的边界范围是一个矩形，这个矩形范围获取途径包括：行列号、左上角和右下角两点坐标、图像文件、ROI/矢量文件。不规则图像裁剪，是指裁剪图像的边界范围是一个任意多边形。任意多边形可以是事先生成的一个完整的闭合多边形区域，可以是一个手工绘制的ROI（感兴趣区）多边形，也可以是ENVI支持的矢量文件。针对不同的情况采用不同的裁剪过程。本文将学习在ENV

33、I下进行图像的规则裁剪、手动交互绘制裁剪区域和利用矢量数据进行图像的不规则裁剪。（二）ENVI操作0、数据加载昼EWI画二no寸普3i.込（畑血“=竽OTFilfEditDisplayPlattrttarksVitvrfHflp亡口邑Y命叨烷鞭醪卢：B-宀启动ENVI（灰色图标）FileOpen打开TM影像OK对图像进行2%显示拉伸，调整大小1、规则图像裁剪FileSaveASSaveAs.（ENVI,NIFF,DTED）在fileSelection面板选中要裁剪的图像，点击面板右边的小箭头选择要裁剪的区域OKSaveFileAsParameters面板选择OutputFormat为ENVIS

34、aveFileAsParameters面板OutputFilename处填写文件名和保存路径OKLayerManager面板出现原影像和裁剪后影像-O-旳才听hrXlit选奸以后点击曲ZJ!*lNtImn-tFiUUHtCi古打砒电bvSpLtialSubikt.lullLslmB*Gtr心$吐贰*3*f3EaolijJU啊畑1htcntSAiH祥Ioz7THC*C11rresEuTilO2、不规则图像裁剪一：手动交互绘制裁剪区域1LayerManager面板的原影像处右键选择NewRegionOfInterest(新的感兴趣区）月口MY涉*1庐戸戸刘谿32叵口*JI囱巳JvtrwitwE11

35、41_cyt.datLayrlLty*r_2L*ytr_3右罄E回旦画于利LtyrRenameItem.L*yL峥銘DisplayinPortal*ChangeRGBEarde.Qrd#rKRemove新的憊兴也区無f瓦NewiRegianOfInterest#NewRasterColorSliceChangeColorTable2RegionofInterest(R0I)Tool面板Geometery下选择感兴趣区形状FileOptionsHelpTKresLaldD血iltiPart改亘他宠式的密兴趣区形状VrttxSnapRecordCount炸1+1X曲已经选摄的感兴Ar*区进行刪诚在影像处绘制闭合图形，右键选择CompleteandAcceptPolygon完成绘制CompleteandAcceptPolygdCompletePolygon门D,或