envi高光谱数据分析操作手册

1、北京卓立汉光仪器有限公司 高光谱数据分析高光谱数据分析 ENVI 操作手册操作手册 北京卓立汉光仪器有限公司 1. 常见参数选择常见参数选择 主菜单FilePreferences 用户自定义文件（User Defined Files） 图形颜色文件，颜色表文件，ENVI 的菜单文件，地图投影文件等。需重启 ENVI 默认文件目录(Default Directories) 默认数据目录，临时文件目录，默认输出文件目录，ENVI 补丁文件、光谱库文 件、备用头文件目录等，需重启 ENVI。 显示设置(Display Default) 可以设置三窗口中各个分窗口的显示大小，窗口显示式样等。其中可以设置数据 显示拉伸方式（Display Default Stretch） ，默认为 2%线性拉伸。 其他设置(Miscollaneous) 制图单位（Page Unit） ，默认为英寸（Inches） ，可设置为厘米（Centimeters） 还有缓冲大小（cache size） ，可以设置为物理内存的 50-75%左右。 Image Tile Size 不能超过 4M。 北京卓立汉光仪器有限公司

2、2. 显示图像显示图像及其及其波谱波谱 2.1. 打开文件打开文件 主菜单，Open Image File文件名.raw。 或WindowAvailable Bands ListFile Open Image File文件名.raw。 2.2. 显示图像显示图像 显示单波段灰度级图像：Gray color,选择的波段一般是图像显示最清晰的波 段。 显示伪彩色图像：RGB color，选择具有明显吸收谷、强烈反射作用和所含 信息量较大的波段作为彩色合成RGB波段。 显示真彩色图像： 波段列表 （Available Bands List） 中， 右键Load TrueColor 。 图像保存：Display窗口，FileSave Image AsImage File，选择输出格式、 路径和名称，OK。 动画显示：Display窗口，ToolsAnimation，动态显示各波段图像，能很快 的分辨出包含信息量较多的波段。 北京卓立汉光仪器有限公司 2.3. 绘制任意点光谱曲线、多点光谱曲线和曲线平滑绘制任意点光谱曲线、多点光谱曲线和曲线平滑 Display 窗口，右键Z profile(Sp

3、ectrum)或 Tools ProfilesZ Profile(Spectrum)。 多点光谱曲线：Spectral Profile 中，OptionsCollect Spectra Options。 多点平滑： Spectral Profile中， OptionsSet Z Profile Avg Window ， 将Window Size 换成mn，即对图中mn个点的光谱做积分平滑（例如3 3） 。 光谱平均：波谱曲线窗口中，EditData ParametersNsum，可平滑光谱曲 线。 谱线分离：Spectral Profile中，OptionsStack Plots，分离相邻很近的两个波 谱曲线。 光谱对比：图像光谱曲线和重采样波谱库中的波谱曲线分别显示在不同的 Spectral Profile中，Plot Key，拖拽其中一个到另一个Spectral Profile中，可得到对 比的光谱曲线。 2.4. 包络线去除包络线去除 是将反射波谱归一化的一种方法，能有效地突出曲线的吸收和反射特征，使 得可以再同以基准线上对比吸收特征。经过包络线去除后的图像，有效的抑制了 噪声，

4、突出了地物波谱的特征信息，便于图像分类和识别。 单一包络线去除： 在波谱曲线窗口中 ， Plot_FunctionContinuum Removed。 北京卓立汉光仪器有限公司 全部包络线去除：主窗口中，SpectralMapping MethodsContinuum Removed。 2.5. 图像裁剪和光谱选择图像裁剪和光谱选择 主菜单Basic ToolsResize Data(Spatial/Spectral)。 Spatial Subset 选择裁剪图像大小，点击 Image 可根据显示的图像裁剪。 SpectralSubset 选择需要的光谱波段。 选择Memory或在Enter Output Filename输入文件名生成新的文件。 右键Load True Color to，显示新图像。 北京卓立汉光仪器有限公司 1.6. 光谱数据输出光谱数据输出 光谱曲线窗口中，FileSave Plot AsASCII，在Output Plots to ASCII File文 件中，Selsct Plot To Output选中需要输出曲线的点，输出路径和名称，OK。 北京卓立汉光仪

5、器有限公司 2. 波谱库交互浏览波谱库交互浏览 2.1. 编辑数据、绘图参数编辑数据、绘图参数 在Spectral Library Plots窗口中， EditData Parameters， 设置波谱名称、 颜色、 线性等。 在Spectral Library Plots窗口中，EditPlot Parameters，设置标题、X/Y轴显 示风格、显示范围、刻度等。 2.2. 添加注记添加注记 在Spectral Library Plots窗口中，OptionAnnotate Plot，手动添加注记，如文 字、图形、图像等。 Annotation窗口中，Object选择注记类型后，在Spectral Library Plots窗口中左 键添加，右键删除。最后右键确认。 在Spectral Library Plots窗口中，右键Plot Key，添加注记，名称和颜色在 EditData Parameters中修改。 北京卓立汉光仪器有限公司 2.3. 波谱波谱库库 2.3.1. 标准波谱库 主菜单SpectralSpectral LibrariesSpectral Library Vi

6、ewer安装文件夹 下，ITTIDLIDL80productsenvi48spec_lib。 共有usgs_min、veg _lib、jpl_lib、jhu_lib四个标准波谱库。 在Spectral Library Viewer中，单击波谱名称，自动显示波谱。 2.3.2. 自定义波谱库 2.3.2.1. 输入波长范围： 在主菜单中，Spectral Spectral LibrarySpectral Library Builder 2.3.2.2. 波谱收集：以从影像数据中收集波谱为例 打开高光谱图像，收集任意点波谱。 在Spectral Library Builder中，选择First Input Spectum选项，以第一次输入波 谱曲线的波长信息为准 OptionFrom Plot Windows，导入收集到的波谱数据。 波谱列表中，可更改波谱名称和颜色 2.3.2.3. 保存波谱库 在Spectral Library Builder中，FileSave Spectral AsSpectral Library，打开 Output Spectral Library对话框，设置参数

7、 2.3.3. 重采样波谱库 主菜单Spectral Spectral LibrariesSpectral Libraries Resampling波谱 库文件。 北京卓立汉光仪器有限公司 在Spectral Libraries Resampling Parameters对话框中，为Resample Wavelength To选择匹配源，一般选择图像文件为参考。 输出重采样波谱库.sli 北京卓立汉光仪器有限公司 3. 感兴趣区和掩膜感兴趣区和掩膜 3.1. 感兴趣区（感兴趣区（ROI） Display窗口中，OverlayRegion of Interest，在ROI对话框中，单击 ROI_TypePolygon. 绘制窗口中，选择Image，绘制一个多边形，右键结束，可根据需要多绘制 几个。 主菜单Basic ToolsSubset Data via ROIs，选择裁剪图像。 在Saptial Subset via ROIs Parameters中，设置参数。 Select Input ROIs，选择绘制的ROI。 Mask Pixel Outside of ROIs选择yes。

8、Mask background value：0.000000。 输出路径和名称，OK。 北京卓立汉光仪器有限公司 3.2. 掩膜（掩膜（Mask） 打开文件并显示在Display中。 创建掩膜：主菜单Basic ToolMaskingBuilt Mask，选择图像所在的 Display。 在mask definition对话框中，OptionImport Data Range/ROIs，输出路径和文 件名，掩膜文件生成。 运行掩膜：主菜单Basic ToolMaskingApply Mask，选择图像文件，在 Select Mask Band中，选择生成的掩膜文件，OK。 感兴趣区和掩膜的选择和使用可具体情况具体分析，运行一项或两项均可。 北京卓立汉光仪器有限公司 4. 滤波滤波 打开图像，FilterConvolutions and Morphology。在Convolutions and Morphology Tools 中，选择 Convolutions滤波类型（高通滤波 器、低通滤波 器、拉普拉斯算子、方向滤波器、高斯高通滤波器、高斯低通滤波器、中值滤波 器、Sobel、Rob

9、erts、自定义卷积核）。 4.1. 设置参数设置参数 Kernel Size(卷积核大小)：奇数。 Image Add Back(加回值)：将原始图像中的部分加回到卷积滤波结果图像中， 有助于保持图像的空间连续性。 Editable Kernel(卷积核中各项的值)。 滤波前 滤波后 北京卓立汉光仪器有限公司 5. 主成分分析（主成分分析（PCA） 主成分分析的主要目的是去除波段之间多余信息， 将多波段的图像信息压缩 到比原波段更有效的少数几个转换波段的方法。 5.1. 主成分正变换主成分正变换 主菜单中， TransformsPrincipal ComponentsForward PCRotationCompute New Statistics and Rotate，选择图像文件。 在 Forward PC Rotation Parameters 对话框中， “Stats X/Y Resize Factor“文 本 框中输入小于等于 1 的数据二次采样系数。越小速度越快，越大精度越高。 输出统计路径及文件名。 主成分波段的选择 “Covariance Matrix （协方差矩阵） ” 和 “Correlation Matrix （相关系数矩阵）”。 输出路径及文件名。 单击“Select Subset from engenvalues”附近的按钮，“Yes”统计信息将被计 算，列出各波段以及相应的百分比，可自主选择主成分波段。“No”系统会计 算特征值和显示供选择的输出波段。 5.2. 协方差矩阵、特征向量矩阵的统计协方差矩阵、特征向量矩阵的统计 主菜单，Basic ToolsStatisticsView Statistics File，打开主成分分析中得到 的统计文件，可以得到各个波段的基本统计值、协方差矩阵、相关系数矩阵和特 征向量矩阵。

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