ENVI彩色增强操作

彩色增强是将一个波段或单一的黑白图像变换为彩色图像,从而把人眼不能区分的微小的灰度差别显示为明显的色彩差异,从而便于解译和提取有用信息。本文中利用ENVI对影像进行彩色合成,使得影像色彩接近地物的真实色彩。然后将植被显示为红色。最后从中提取人工植被。

本文中以“can_tmr”文件为例进行彩色增强操作。

一、还原地物真实色彩

要处理的图像can_tmr包括6个波段,分别观察6个波段的单波段影像,通过 “Cursor Location/Value”窗口会发现,在TM Band 4图像中植被分布区域的灰度值最大,几乎接近255。而其他波段植被分布区域相对较暗。因此,要使植被区域接近真实色彩,则TM 4为绿色波段(G),同时可以采用拉伸的方法、代数运算法等等来保证绿色为255。

此外,根据遥感原理知识可知,水体的反射强度随着波段的增加而减弱,吸收增强。同样,土壤的反射强度随波段的增加而增加,吸收减弱。植被、水体、土壤的反射强度关系图像如下:

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因此,要使影像色彩接近真实色彩,则TM 1为蓝色波段(B),TM 7 为红色波段(R),在此之后对TM 1、TM 4、TM7三个波段的单波段影像分别直方图均衡化的方法进行图像增强(以下为增强后图像):

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将此三波段合成后图像为:

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二、植被显示红色

要使植被呈现红色,则需将原图通过NDVI(Normal Differential Vegetation Index,归一化植被指数,标准差异植被指数)处理。由于NDVI指数和植物的蒸腾作用、太阳光的截取、光合作用以及地表净初级生产力等密切相关,所以生成的NDVI图像能够明显突出图中植被信息。

依次打开Transform->NDVI,选择can_tmr.img,点选OK确定,获得图像如下所示:

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方法一:将生成的NDVI图像作为红色波段(R),以TM 1,TM 7作为绿色(G)和蓝色(B)波段,点击Apply进行彩色合成,所得图像如下:

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方法二:打开Overlay->Density Slice…,选择NDVI图像,点Clear Ranges清空系统默认的范围,然后在图像中点击“Cursor Location/Value”观察可知,在植被区域Data值都在0.3以上,所以点击Options->Add New Ranges,选择Range Start为0.3,Range End为最大Data值0.727273,选择颜色为红色,点击OK生成。再选择File->Output Ranges to Class Image生成图像。所得图像如下:

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三、人工植被信息提取

由遥感原理可知,不同地物具有不同的吸收、反射和发射电磁辐射能力,反正,相同地物吸收、反射和发射电磁辐射能力是相同的。所以,在原遥感图像中,人工植被所呈现的反射波段特征是相同的。主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)就是一种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。

依次打开Transform->Principal Components->Forward PC->Rotation->Compute New Statistics and Rotate,选择can_tmr.img,点选OK确定,会得到六个主成分如下:

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分别观察6个主成分的单波段影像,可以发现PC Band 2所显现的单波段影像能明显突出人工植被的图像信息,如下所示:

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在此之后进行彩色合成,将PC Band 2作为红色波段(R),取除PC Band 2以外的任意两个波段作为蓝色(B)和绿色(G)波段,合成之后选择Enhance->Interactive Stretching对生产的图像进行直方图变换,三个波段变换图如下所示:

R波段:

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G波段:

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B波段:

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点击Apply后,所得图像如下,在此图像中,红色区域即为人工植被。

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