ENVI51新增波谱库及波谱曲线工具.docx
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ENVI51新增波谱库及波谱曲线工具
ENVI5.1新增波谱库及波谱曲线工具
1.概述
ENVI5.1波谱库中新增了2443种的Aster的波谱文件,同时对应的波谱工具也有了很大的该进,可以帮助用户直观的看到每一种波谱库中的文件个数,以及更为方便的查看每一种波谱文件的波谱曲线。
ENVI5.1的波谱库浏览器具有的特点:
界面更清新
波谱库文件统计更方便、直观
新增2443种Aster波谱文件
ENVI5.1新增波谱库及波谱曲线工具
图1.1ENVI5.1波谱库中的波谱文件
除了上述功能特点以外,ENVI5.1采用全新的光谱曲线显示工具,可浏览波谱库数据和绘制新的波谱曲线图,内置植被指数图例。
支持属性的修改、支持多个显示窗口的拖放,可显示X、Y、Z以及任意方向的剖面图。
图1.2新的波谱曲线图窗口
2.详细功能操作
下面以具体数据学习这些工具的使用。
数据地址:
..\Exelis\ENVI51\classic\data
波谱库地址:
..\Exelis\ENVI51\classic\spec_lib
2.1新增2443种Aster波谱文件
一切地物,由于其种类和环境条件不同,反射和辐射电磁波的特征随波长而变化。
通常用二维几何空间内的曲线表示,横坐标表示波长λ(或者波段序号),纵坐标表示反射率ρ(或者像素值),称为波谱曲线。
地物波谱可以通过仪器测量,如波谱仪,也可以通过高光谱/超光谱图像上获取。
ENVI的波谱库文件是以图像文件格式保存,包括一个二进制的数据文件(后缀默认.sli)和一个头文件(.hdr),当作一个图像显示时候,图像表示的波谱曲线,X轴为波长/波段号/波数,Y轴像素值表示反射率或者其他值。
ENVI5.1中新增的Aster波谱文件中总共包括了2443种波谱文件,其中包括manmade、meteorite、mineral、rock、soil、vegetation以及water波谱库等32种大地类的波谱库,详细内容见下图。
图2.1新增Aster波谱文件
2.2波谱库浏览器SpectralLibraryView
ENVI5.1主菜单->Display->SpectralLibraryView->直接弹出对话框:
ENVI自带的波谱库文件;
ENVI5.1新增波谱库及波谱曲线工具
图2.2ENVI自带波谱库文件
1)选择打开Veg_lib(99)中的几个植被波谱文件;
在vegetation波谱库中选择6种不同植被的波谱曲线,在下图可以看到起对应的波谱曲线,以及波谱文件的属性信息,包括常规信息和曲线信息。
图2.3不同植被波谱曲线
2)波谱曲线显示窗口中的功能;
在波谱曲线窗口中可以看到4个部分的内容:
–导入文件(Import)
图2.4导入数据方式
此功能可以导入两种格式的文件,包括ASCII及波谱库形式存在的文件。
–导出文件(Export)
图2.5导出数据方式
导出波谱文件的格式可以分类4大类:
常见数据格式——ASCII与波谱库文件;
Image、PDF及Postscript输出格式;
复制波谱曲线;
直接打印曲线或在PowerPoint中展示;
–选项工具(Options)
图2.6选项功能
选项工具中有三个功能:
打开新的Plot窗口——目的:
自由拖拽收集的地物波谱;
波谱曲线上显示十字丝——目的:
一直保持十字丝可见,显示波谱显现十字丝节点含义;
添加波谱图例——目的:
不同颜色的波谱曲线代表什么样的地物,更直观方便;
–波谱曲线X、Y轴代表含义
X轴代表:
Wavelength:
(默认显示)影像波长
Index:
波段i,i代表影像具有i个波段;
Wavenumber:
波数,即1/wavelength,波数与波长成反比关系,波长越小,波数就越大。
Y轴代表:
DataValue:
(默认显示)影像原始值;
包络线去除ContinuumRemoved:
绘制数据与连续删除。
连续的是,套在光谱的顶部的凸包。
它分为原始数据值,以产生连续取出的值。
在连续使用中的绘制曲线中所显示的第一和最后一个数据点计算的,所以只对已缩放的图形,在连续的基础上所显示的数据来计算范围。
BinaryEncoding:
二进制编码,重新生成0与1的波频曲线。
图2.7导出PNG格式的波谱曲线
3)波谱曲线属性显示窗口
–
:
同一窗口中显示多个地类的波谱曲线不予重叠显示;
–
:
恢复原始数值范围曲线显示;
–
:
点击此功能显示或者隐藏PlotKey与曲线属性;
–
:
移除选中的一个曲线数据;
–
:
移除全部的曲线数据;
–
:
如果曲线节点有异常可以通过此工具进行编辑修订;
2.3波谱剖面工具SpectralProfile
(一)支持显示X、Y、Z以及任意方向的剖面图
在ENVI5.1的界面中增加了不同取向的曲线剖面工具,包括了:
Z方向波谱曲线、水平方向、垂直方向以及任意方向剖面,具体的存放位置:
ENVI5.1->Display->Profiles->xxx,以“can_tmr.img”为例显示不同方向的剖面图,操作步骤如下图:
1)Z方向剖面
选择Display->Profiles->Spectral。
获取选择像元Z轴方向的剖面曲线,可以是图像的波谱曲线,或者多时相图像的趋势曲线等。
用户可以从任意的多光谱数据集中提取波谱曲线。
ENVI用其头文件信息绘制其曲线。
图2.8Z轴方向剖面曲线
2)水平方向剖面显示
选择Display->Profiles->horizontal
沿着水平方向上的像元波谱曲线,对于彩色合成图像而言,曲线被绘制为在其相应的颜色的所有三个图像(R,G,B)。
对于单波段图像,该频段的分布绘制成红色。
图2.9水平方向Y轴剖面曲线
3)垂直方向剖面显示
Display->Profiles->vertical。
沿着垂直方向上的像元曲线,对于彩色合成图像而言,曲线被绘制为在其相应的颜色的所有三个图像(R,G,B)。
对于单波段图像,该频段的分布绘制成红色。
图2.10垂直方向X轴剖面曲线
4)任意方向剖面显示
Display->Profiles->Arbitrary。
需要绘制一个折线,得到折线方向的上的像元曲线。
图2.11任意方向剖面曲线显示
(二)Z剖面与新增内置植被指数图例
ENVI5.1SpectralProfile中新增了植被归一化指数NDVI的图例内容,可以显示点击像元对应的NDVI值以及对应的图例显示。
本节以数据“can_tmr.img”为例进行操作。
(1)点击ENVI5.1主界面上的ENVI5.1新增波谱库及波谱曲线工具
工具,或者点击ENVI5.1->Display->Profiles->Spectral,打开SpectralProfiles对话框,见下图;
图2.12SpectralProfiles对话框
SpectralProfiles中的Options工具下新增功能见下图:
–植被指数(NDVI)——显示选择像元的NDVI植被指数;
–RGB工具条——改变曲线中的波段显示;
–导入新的波段组合文件——通过拖拽修改RGB工具条中的波段,点击此工具修改其显示框中的波段组合文件;
–添加另外的文件。
注:
一般情况下工具“LoadNewBandCombination”呈现灰色,只有在PLOT窗口中拖拽了R、G、B进行了重新组合,此工具才能生效显示。
图2.13Options下新增工具
(2)点击Options->VegetationIndex(NDVI),通过调整General中的RightMargin值,显示下图对应单像元的波谱曲线以及NDVI图例;
图2.14新增NDVI图例
General参数含义:
–X-AxisMinRange:
X轴最小值范围;
–X-AxisMaxRange:
X轴最大值范围;
–Y-AxisMinRange:
Y轴最小值范围;
–X-AxisMaxRange:
Y轴最大值范围;
–FontName:
标题字体,默认为Calibri;
–FontSize:
字体大小设置,默认为12;
–PlotTitle:
曲线标题,默认的为打开窗口的名称,比如:
SpectralProfiles;
–X-AxisTitle:
X轴标题,默认为选择X的显示属性;
–Y-AxisTitle:
Y轴标题,默认为选择Y的显示属性;
–LeftMargin:
左边框距离,默认为0;
–RightMargin:
右边框距离,默认为0;
–TopMargin:
顶部框距离,默认为0;
–BottomMargin:
底部框距离,默认为0;.
–StackOffset:
叠加波谱的便宜量,默认值为0.1%;
–SpectralAverage:
选择像元绘制的时候会用到剖面轮廓大小,例如,设置为1时将是一个1x1像素,并设置为3会是3×3像素,默认值为1;
–NDVIOrientation:
NDVI图例的方向性,默认为水平显示;
–NDVIWidth:
NDVI图例宽度,默认值为25Points;
Curve属性含义:
–Name:
列表中选择曲线的名称;
–Color:
列表中选择波谱曲线的显示颜色;
–LineStyle:
直线类型,默认的为实线;
–Thickness:
曲线的宽度默认的为1point;
–Symbol:
符号类型,默认的为Nosymbol;
–SymbolColor:
符号颜色,默认的为0,0,0(黒色);
–SymbolSize:
符号大小,默认为2points;
–SymbolThick:
符号宽度,默认为1point;
–SymbolFill:
符号填充,默认为TFalse;
–SymbolFillColor:
符号填充颜色,默认为255,255,255(白色)。
(三)支持多个显示窗口的拖放
可以通过拖放光谱库浏览器和任意的波谱或ENVI绘图窗口中的波谱曲线用户波谱分析,具体的操作步骤如下:
(1)在波谱库浏览器中打开一个波谱文件;
(2)点击右侧的黑三角以展开波谱曲线的相关属性信息;
(3)在曲线窗口中,选择从图中关键的曲线。
可通过使用Ctrl+Click多选;
图2.15拖动SpectralProfile中的曲线到新的ENVIPLOT窗口
(4)拖动选择的曲线到ENVIPLOT窗口中。
该曲线将在ENVIPLOT窗口中显示。
如果拖入的曲线文件缺少波长单位或y缩放因子信息,则会弹出一个曲线接入对话框,具体细节见下图;
图2.16曲线接入对话框
(5)点击OK,查看拖入的曲线数据文件,见下图;
图2.17拖入曲线文件
(6)添加波谱曲线图例以及NDVI图例;
点击Options->Lengend,并修改其对应的Font字体为“MicrosoftYaHei”,见下图;
图2.18拖动曲线到ENVIPLOT窗口最终显示结果
(7)点击Export–>Powerpoint,将其波谱曲线文件直接加载到PPT中,见下图;
2.19PPT中直接加载波谱曲线
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