干货分享 | ENVI小白入门手册

第一章 ENVI简介

1.1ENVI软件概述

ENVI是一个完整的遥感图像处理平台，其软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、定标、几何校正、正射校正、图像融合、镶嵌、裁剪、图像增强、图像解译、图像分类、 基于知识的决策树分类、面向对象图像分类、动态监测、矢量处理、DEM提取及地形分析、雷达数据处理、制图、三维场景构建、与GIS的整合，提供了专业可靠的波谱分析工具和高光谱分析工具，还可以利用IDL为ENVI编写扩展功能。

1.2ENVI可利用资源

技术支持邮箱：

[e-mail]
技术支持热线：

400-819-2881-5
ENVI/IDL 技术殿堂：

http://blog.sina.com.cn/enviidl
ENVI/IDL 论坛社区：

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ENVI/IDL 视频：

http://u.youku.com/ENVIIDL 中国
ENVI/IDL 微博：

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ENVI/IDL 美国官方网站：

http://www.exelisvis.com

第二章 遥感图像处理基础

2.1图像输入与浏览

这个步骤主要是确定软件能读取图像格式，并浏览图像，分析图像的质量，为后面工作做铺垫。如云量多少、什么传感器的数据、数据处理级别等。目前遥感数据的格式可分为以下三大类：

2.1.1传感器文件格式

不同的卫星传感器研发或运行机构一般会给所分发的卫星数据设计一种分发格式，如Landsat系列的Fast格式、EOS 系列卫星的 HDF 格式等。目前，大部分卫星数据采用通用的图像文件格式TIFF分发，除了 TIFF 图像文件外，一般还包括图像元数据说明文件。

2.1.2商业软件文件格式

商业化的图像处理软件都会开发出软件本身的图像格式，如ENVI的hdr&dat格式，ERDAS的IMG格式，PCI的pix格式等。

2.1.3通用图像文件格式

很多图像格式成为国际通用，被大多数软件所支持。如TIFF、JPEG2000、BMP等。遥感软件除了能读取图像格式外，很多时候还需要读取图像文件附带的附带信息，如RPC文件、元数据文件等。

2.2图像预处理

图像预处理工作主要是根据数据情况和应用需求确定并实施图像预处理工作，图像预处理主要包括以下部分组成：

2.2.1图像几何校正

引起图像几何变形的原因一般分为两大类：系统性和非系统性。系统性一般有传感器本身引起的，有规律可循和可预测性，可以用传感器模型来校正；非系统性几何变形是不规律的，它可以是传感器平台本身的高度、姿态等不稳定，也可以是地球曲率及空气折射的变化以及地形的变化等。

利用地面控制点，基于几何校正模型对图像进行几何精校正。包括了地理编码和地理参照的过程。如果地面控制点是取自图像，那么也属于图像配准范畴。

2.2.2图像辐射校正

卫星光学传感器是接受地表反射太阳的能量而成像的，遥感图像在获取过程中，受到如大气吸收与散射、传感器定标、地形等因素的影响，且它们会随时间的不同而有所差异，这些因素都会引起图像中辐射值的变化，辐射校正实际上是图像恢复的一个内容。

2.2.3图像融合

将低分辨率的多光谱图像与高分辨率的单波段图像重采样生成一副高分辨率多光谱图像遥感的图像处理技术。

2.2.4图像镶嵌和裁剪

（1）镶嵌

当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时，通常需要将两幅或多幅图像拼接起来形成一幅或一系列覆盖全区的较大的图像。

（2）裁剪

图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除，常用的是按照行政区划边界或自然区划边界进行图像的分幅裁剪。

2.3图像信息提取

遥感图像通过亮度值或像元值的高低差异（反映地物的光谱信息）及空间变化（反映地物的空间信息）来表示不同地物的差异，这是区分不同图像地物的物理基础。遥感图像分类就是利用计算机通过对遥感图像中各类地物的光谱信息和空间信息进行分析，选择特征，将图像中每个像元按照某种规则或算法划分为不同的类别，然后获得遥感图像中与实际地物的对应信息，从而实现遥感图像的分类，即信息提取。

第三章ENVI入门

3.1ENVI数据输入

3.1.1常见数据的打开

在ENVI5中，使用File –> Open菜单打开ENVI图像文件或其它已知格式的二进制图像文件。ENVI自动地识别和读取下列类型的文件：

3.1.2特定数据的打开

虽然上述的Open功能可以打开大多数文件类型，但对于特定的已知文件类型， 我们需要打开图像文件外，还需要打开图像文件附带的其他文件，比如RPC文件等。

使用 File –> Open As菜单，ENVI能够读取一些标准文件类型的若干格式，包括精选的遥感格式、军事格式、数字高程模型格式、图像处理软件格式及通用图像格式。ENVI从内部头文件读取必要的参数，因此不必在Header Info对话框中输入任何信息。对于那种普通的单波段二进制文件，可以使用Open As->Binary打开，在弹出的对话框中手动填入信息即可。

（1）在ENVI主界面中，选择Open As->Binary，打开普通二进制文件，便会弹出“Header Info”对话框，在出现的“Header Info”对话框中填写图像如下信息

“Samples”图像文件的列数。

“Lines”图像文件的行数。

“Bands”图像文件的波段数。

“Offset”图像文件从文件开头到实际数据起始处的字节偏移量。

“Xstart”和“Ystart”图像左上角的起始像元坐标。

“Data Type”选择适当的数据类型（字节型、整型、 无符号整型、长整型、无符号长整型、浮点型、双精度型、 64-bit 整型、无符号 64-bit 整型、复数型或双精度复数型）。

“Byte Order” 来选择数据的字节顺序。这个参数在不同的平台有所不同：对于 DEC和 PC 机，选择“Host（Intel）”： for the host least significant first 字节顺序；对于其它的所有平台，选择“Network（IEEE）”： for the network most significant first 字节顺序。使用“Interleave”下拉菜单，选择下列选项，以确定数据存储顺序（BSQ/BIL/BIP）。
（2）点击 OK，ENVI自动生成一个头文件并把文件打开。

图：“Header Info”对话框

3.2ENVI数据显示

3.2.1数据管理

每次打开的文件都显示在 Layer Manager 中， ENVI 会自动加载显示真彩色（有中心波长的情况下， 可在系统设置中改为标准假彩色）或单波段数据， File–>Data Manager 列表中可以完成当前在 ENVI 中打开的或存储在内存中的文件的信息，还可以进行包括：打开新文件、关闭文件，以及查看元数据等操作。

3.2.2栅格数据显示

提供 ENVI 5与ENVI Classic两种图像显示方式：ENVI 包括其他遥感软件，默认会对遥感图像进行拉伸显示，以达到更好的显示效果。ENVI 提供了多种拉伸方法。用户可以在工具栏中选择不同的拉伸方式，同时可以选择 Custom 或右侧图标 进行自定义拉伸。

当你打开一个图像文件时，会在一个 ENVI 的三视窗图像显示中，其中包括主图像窗口，缩放窗口和滚动窗口（应用于大的图像），如图所示。用户同样可以在 Display 窗口中选择菜单 Enhance 进行拉伸显示。

图：ENVI主界面

图： 栅格数据三视窗显示方式

3.3ENVI栅格文件系统和储存

3.3.1栅格文件格式

ENVI栅格文件格式：ENVI使用的是通用栅格数据格式，包含一个简单的二进制文件（a simple flat binary）和一个相同文件名的ASCII（文本）的头文件。

（1）头文件（.hdr 后缀）

ENVI 头文件包含用于读取图像数据文件的信息，它通常创建于一个数据文件第一次被ENVI读取时。单独的ENVI头文本文件提供关于图像尺寸、嵌入的头文件（若存在）、数据格式及其它相关信息。所需信息通过交互式输入，或自动地用“文件吸取”创建，并且以后可以编辑修改。您可以在ENVI之外使用一个文本编辑器生成一个ENVI头文件（不推荐使用）。

（2）数据文件（后缀名任意设置甚至可以不设）

通用栅格数据都会存储为二进制的字节流，通常它将以BSQ（按波段顺序）、BIP（波段按像元交叉）或者BIL（波段按行交叉）的方式进行存储。

3.3.2编辑栅格头文件

虽然 ENVI 栅格文件的头文件可以通过记事本等打开修改，但是出错的分险比较高。 要编辑文件的头文件，首先需要打开头文件编辑器，然后选择需要编辑头文件的数据即可。

3.3.3栅格文件保存

（1） 菜单保存功能

File->Save As，可以将图像另存为 ENVI、 NITF、 TIFF 等格式文件，保存的为原始数据，没有进行拉伸。
（2） 处理工具得到的结果

ENVI 中处理工具得到的结果默认都是 ENVI 标准栅格格式（除非选择了tif）。即使输出文件名中手动增加了.tif 或者其他文件后缀名，得到的结果依然是 ENVI 标准栅格格式。

3.4ENVI常用系统设置

为提高ENVI运算效率，首先打开ENVI Classic，选择 File->Preferences->Miscollaneous。缓冲大小（cache size），可以设置为物理内存的 50-75%左右，Image Tile Size 原则不能超过4M，如果64位操作系统内存 8g，可设置为 50-100M。打开 ENVI5 主模块->File->Preferences，可以设置 ENVI 系统参数。下面是几个常用的参数设置说明。

(1) 默认文件目录

在 Preferences 面板中选择 Directories 选项，如图所示。设置一些 ENVI 默认打开的文件夹，如默认数据目录（Default Input Directory）、临时文件目录（Temporary Directory）、默认输出文件目录（Output Directory）、 ENVI 补丁文件（Extensions File Directory）。带有*符号的设置项需要重启 ENVI 生效。

(2) 数据管理设置

在 Preferences 面板中选择 Data Manager 选项，如图所示。可以设置是否自动显示打开文件、多光谱数据显示模式、打开新图像时是否清空视窗、 ENVI 启动时是否自动启动 Data Manager 等选项。

(3) 显示设置

在 Preferences 面板中选择 Display General 选项，如图所示。可以设置默认缩放因子、缩放插值方法、默认选择颜色等属性。同样可以设置默认滚轮按下功能、使用显卡加速功能、经纬度显示方法、是否显示指北针等。

图： 默认文件目录设置

图： 数据管理设置

图： 显示设置

资料来源：学术无界

本期编辑：梁龙武 陆海空 赵益祯 孙磊峰

审核人：任宇飞 王冠