专题二十四使用ENVI的高光谱工具处理多光谱数据(节选)1.1.专题概述本专题的目的是向用户展示如何使用ENVI先进的高光谱工具对多光谱数据进行分析。要更好地理解高光谱处理的概念及其工具，请参见ENVI高光谱辅导指南。要获取额外的详细信息，请参见《ENVI遥感影像处理实用手册》（ENVIUser’sGuide）或者ENVI的在线帮助。♦本专题中使用的文件光盘：《ENVI遥感影像处理专题与实践》附带光盘#1♦背景知识ENVI并非仅设计成高光谱影像处理系统。在1992年，ENVI的开发者就决定开发出一个通用的影像处理软件，它包含一整套的基本处理工具，弥补了商业软件缺乏强大灵活处理功能的不足，使得它能够处理各种科学格式的影像数据。它对全色、多光谱、高光谱以及基本和改进雷达影像数据都提供了支持。当前，ENVI包含了与其它主要影像处理系统（例如：ERDAS，ERMapper和PCI）相同的基本处理功能。其中，ENVI在前沿遥感研究中采用了许多不同的先进算法。虽然这些算法都是在处理成像光谱仪数据或者多达上百个波谱波段的高光谱数据基础之上发展而来，但是它们也可以应用到多光谱数据和其它标准数据类型的处理上。本专题将对某些分析LandsatThematicMapper（TM）数据的方法进行介绍。本专题分为两个独立的部分：1）使用标准或者经典多光谱分析技术，对TM影像数据进行典型的多光谱分析，2）使用ENVI高光谱工具对相同的数据集进行分析。1.2.使用ENVI的高光谱工具分析多光谱数据♦读取TM影像数据z要从磁带中读取数据，可以在ENVI主菜单中选择File→TapeUtilities→ReadKnownTapeFormats→LandsatTM（或者对于新的EDC-格式的磁带选择NLAPS）。z要从光盘中读取数据，可以选择File→OpenExternalFile→Landsat→Fast，或者选择File→OpenExternalFile→Landsat→NLAPS（对于NLAPS数据）。z考虑到本专题的目的，这些数据已经从磁带中读出并存入到数据子集中，以提供相应的文件进行分析。使用BasicTools→Preprocessing→DataSpecificUtilities→LandsatTM→LandsatTMCalibration，启动ENVI的TM校正工具，该TM影像已经被纠正为反射率影像。（若需更多的信息，请参见《ENVI遥感影像处理实用手册》）。♦显示一幅彩色合成影像并提取波谱曲线图23-6：LandsatTM的反射率波谱曲线♦进行最小噪声分离变换最小噪声分离（MinimumNoiseFraction，MNF）变换是同主分量变换相似的一种方法，它被用来分离数据中的噪声，确定数据内在的维数，减少随后处理的计算量（Green等人，1988；Boardman和Kruse，1994）。图23-7：MNF变换结果图请参见高光谱专题辅导，以获取额外的背景知识和使用的例子。1.从ENVI主菜单栏中，选择Window→StartNewPlotWindow，检查预先计算生成的MNF特征值绘制图bhtm_mnf.asc。2.在绘图窗口菜单栏中，选择File→InputData→ASCII，加载bhtm_mnf.ascASCII码文件。3.接着InputASCIIFile对话框就会出现在屏幕上。点击OK，将输入文件数据绘制成图。图23-8：MNF特征值绘制图4.在可用波段列表对话框中，选择File→OpenImageFile，加载并检查MNF影像文件bhtm_mnf.img。务必要查看MNF波段序号低和高的影像。5.然后，在可用波段列表对话框中，打开另一个新的显示窗口，加载MNF波段6。查看这两个不同MNF波段的影像，注意空间一致性随着MNF波段号的增加而减小。♦进行PPI处理查找端元纯净像素指数（PixelPurityIndexTM，PPITM）方法能够在多光谱和高光谱影像数据中查找波谱最纯净的像元（Boardman和Kruse1994）。这些与物质对应的波谱可以线性组合出影像中的所有波谱。请参见高光谱专题辅导，获取额外的PPI背景知识和使用的例子。1.要进行PPI分析，可以在ENVI主菜单中，选择Spectral→PixelPurityIndex→[FAST]NewOutputBand。图23-9：PPI影像2.在可用波段列表对话框中，选择File→OpenImageFile。在EnterDataFilenames对话框中，选择预先计算生成的PPI影像bhtm_ppi.im