ENVI遥感影像 特征变换.docx

特征变换1. Principal Component Analysis （主成分分析主成分分析主成分分析主成分分析）主成分 分析（PCA ）用多波段数据的一个线性变换，变换数据到一个新的坐标系统，以使数据的差 异达到最大这一技术对于增强信息含量、隔离噪声、减少数据维数非常有用2. ENVI能完成正向和逆向的主成分（PC）旋转正向正向正向正向主成分（PC）旋转旋转旋转旋转正向PC旋转用一个线性变换使数据 方差达到最大当使用正向PC旋转时，ENVI允许计算新的统计值，或根据已经存在的统计 值进行旋转输出值可以存为字节型、浮点型、整型、长整型或双精度型也可以基于特征 值来提取PC旋转的输出内容，生成只包含所需的PC波段的输出计算新的统计值和旋转计算新的统计值和旋转计算新的统计值和旋转计算新的统计值和 旋转 使用Compute New Statistics and Rotate选项可以计算数据特征值、协方差或相关系数 矩阵以及 PC 正向旋转选择 Transforms > Principal Components > Forward PC Rotation > Compute New Statistics and Rotate。

当出现Principal Components Input File对话框时，选择输入文件或用标准ENVI选择程序 选取子集将会出现Forward PC Rotation Parameters对话框注意：点击“Stats Subset” 按钮可以基于一个空间子集或感兴趣区计算统计信息该统计将被应用于整个文件或文件的 空间子集详细介绍，请参阅第348页的“根据子集进行统计”在“Stats X/Y Resize Factor” 文本框中键入小于1的调整系数，用于计算统计值时的数据二次采样注意：键入一个小于1的调整系数，将会提高统计计算速度例如：使用一个0.1的调 整系数，在统计计算时将只用到十分之一的像元若需要，键入一个输出统计文件名使 用箭头切换按钮，选择是根据“Covariance Matrix”（协方差矩阵）还是根据“Correlation Matrix” （相关系数矩阵）计算主成分波段注意：一般说来，计算主成分时，选择使用协方差矩阵当波段之间数据范围差异较大 时，选择相关系数矩阵，并且需要标准化选用输出到“File”或“Memory”在“Output Data Type ”菜单中，选择所需的输出文件数据类型。

选择输出的主成分波段数可以通过 键入所需的数字，或用“ Number of Output PC Bands ”标签旁的增减箭头按钮来确定输出的 主成分波段数默认的输出波段数等于输入波段数也可以用特征值来选择输出的主成分波段数，按照如下步骤操作A. 点击“Select Subset from Eigenvalues ”标签附近的按钮，选择“YES”统计信息将被 计算，并出现Select Output PC Bands对话框，列出每个波段和其相应的特征值同时也列出 每个主成分波段中包含的数据方差的累积百分比B. 在“Number of Output PC Bands ”文本框中，键入一个数字或点击箭头按钮，确定要 输出的波段数特征值大的主成分波段包含最大的数据方差较小的特征值包含较少的数据 信息和较多的噪声为了节省磁盘空间，最好仅输出具有较大特征值的波段C. 在Select Output PC Bands对话框中，点击“OK”输出的PC旋转将只包含选择的波 段数例如：如果选择“4”作为输出的波段数，则只有前4个主成分波段会出现在输出文 件里在 Forward PC Rotation Parameters对话框中，点击“OK”。

ENVI处理完毕后，将出现PC EigenValues绘图窗口，主成分波段将被导入可用波段列表 中，并用于显示如果已经为数据统计出协方差和特征值，可以将它们输入到PC旋转中 可以在PC旋转中使用包含如下数据的统计文件，包括：与输入数据具有相同波段数的协方 差和特征值（也许已经用Basic Tools >Compute Statistics选项，或在以前的PC旋转中计算出了这些统计值）提示：当为PCA旋转计算统计信息时，如果要避免使用某些特定像元， 首先建立一个包含这些“坏”像元的掩膜，然后使用Basic Tools >Statistics对掩膜图像计算 协方差统计信息，也可以使用该统计文件进行主成分分析 选择Transforms > PrincipalComponents > Forward PC Rotation > PC Rotation from Existing Stats当出现标准 ENVI 选择文 件或子集对话框时，选择输入文件，并用标准ENVI文件选择程序建立所需的子集将出现 另一个文件选择对话框，在当前输入数据目录列表中，显示出了已经存在的统计文件（默认 扩展名为.sta）。

用标准ENVI文件选择程序选择统计文件选择输出到“File”或“Memory”在“Output Data Type”按钮菜单中，选择输出文件的数据类型选择输出的主成分波段数 可以通过键入所需的数字，或用“Number of Output PC Bands”标签旁的增减箭头按钮来确定输 出的主成分波段数默认的输出波段数等于输入波段数也可以用特征值来选择输出的主成 分波段数，按照如下步骤操作点击“Select Subset from Eigenvalues^标签附近的按钮，选择“YES”统计信息将被计算， 并出现Select Output PC Bands对话框，其中列出每个波段和其相应的特征值，同时也列出每 个主成分波段中包含的数据方差的累积百分比在“Number of Output PC Bands”文本框中，键入一个数字或点击箭头按钮，确定要输出 的波段数特征值大的主成分波段包含最大的数据方差较小的特征值包含较少的数据信息和较多 的噪声为了节省磁盘空间，最好仅输出具有较大特征值的波段在Select Output PC Bands 对话框中，点击“OK”输出的PC旋转将只包含选择的波段数。

例如：如果选择“4”作为 输出的波段数，则只有前4个主成分波段会出现在输出文件里在Forward PC Rotation Parameters对话框中，点击“OK”ENVI处理完毕后，将出现PC EigenValues绘图窗口，主成分波段将被导入可用波段列表中，并用于显示想了解特征值 绘图窗口中有关编辑以及其它选项的信息，请参阅第193页的“交互式绘图功能”反向PC旋转使用Inverse PC Rotation工具可以将主成分图像变换回原始数据空间选择Transforms > Principal Components > Inverse PC Rotation当出现标准ENVI选择文件或子集对话框时，选 择输入文件，并用标准ENV文件选择程序建立所需子集将出现另一个文件选择对话框， 在当前输入数据目录列表中，显示出了已经存在的统计文件（默认扩展名为.sta）选择在 正向PC旋转中存储的统计文件注意：在选择反向PC旋转之前，统计文件必须已经存在在 “Calculate using” 标签旁，使用箭头切换按钮选择 “Covariance Matrix” 或 “Correlation Matrix”。

注意：如果想要将图像反变换回原始数据空间，使用与正向PC旋转中相同的计算 方法选择输出到“File”或“Memory”在“Output Data Type”按钮菜单中，选择输出文件的数据类型点击“OK”运行反向变换ENVI处理完毕后，主成分波段将被导入到可用波 段列表中，并用于显示（用标准灰阶或RGB彩色合成方法）。