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_lib2.1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SpectralLibraryViewENVI5.1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