Hướng dẫn sử dụng phần mềm ENVI 4.3

Hướng dẫn sử dụng phần mềm ENVI 4.3

Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ENVI 4.3 (Dành cho các ngành khoa học Trái đất) I. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ENVI (ENviroment for Visualizing Images) là một phần mềm xử lý tư liệu viễn thám của Research System Inc, Mỹ. Các công cụ của phần mềm này có khả năng hiển thị và phân tích ảnh số với một môi trường và giao diện thân thiện với người sử dụng, đáp ứng các thao tác thuật toán về xử lý ảnh vệ tinh và ảnh máy bay. Người dùng có thể phát triển các công cụ của phần mềm ENVI với ngôn ngữ lập trình là IDL (Interactive Data Language). ENVI 4.3 còn tích hợp công cụ hiển thị dữ liệu ảnh số chuyên nghiệp ENVI Zoom 4.3: Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com II. HỆ THỐNG CÁC TRÌNH ĐƠN (MENU) CỦA ENVI 1. Menu File 2. Basic Tools Mở ảnh Thông tin về ảnh Tạo ảnh kiểm tra Xem cấu trúc dữ liệu ảnh Lưu ảnh ở nhiều định dạng Làm việc với ngôn ngữ IDL Đọc các dữ liệu ảnh được lưu trong các tape Kiểm tra thư mục chứa dữ liệu ENVI Xác lập thư mục chứa kết quả xuất Chọn lựa các thay đổi Thoát khỏi chương trình Thay đổi kích thước pixel Cắt ảnh Xoay ảnh Ghép các kênh ảnh Chuyển đổi cách lưu trữ Nới rộng dữ liệu Thống kê Phát hiện thay đổi Công cụ đo khoảng cách, diện tích Tăng cường cho khả năng xử lý ảnh Tạo ảnh phân đoạn từ ảnh phân loại Các chức năng tạo vùng mẫu Khảm Tạo Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com Tăng cường chất lượng ảnh Tạo ảnh tỉ số Phân tích thành phần chính Chuyển đổi hệ thống màu Công cụ giãn ảnh Chỉ số thực vật Chuyển đổi các ảnh Landsat (MSS, TM, ETM) (*) Thư viện phổ Phổ cho vùng lấy mẫu Xoay MNF Chỉ số pixel gốc Hiển thị n-chiều Các phương pháp lập bản đồ Phân tích phổ Tính toán phổ Tăng độ sắc nét ảnh 3. Classification 4. Transform 5. Spectral Phân loại giám định Phân loại phi giám định Phân loại theo cây quyết định Xử lý sau phân loại Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com Mở dữ liệu địa hình Mô hình hóa địa hình Đặc điểm địa hình Tạo ảnh Hill Shade Thay các giá trị lỗi Raster hóa dữ liệu điểm Tạo DEM từ đường đồng mức Hiển thị 3D Đăng kí tọa độ ảnh Hiệu chỉnh trực giao Khảm Hiệu chỉnh hình học theo hệ quy chiếu địa lý Hiệu chỉnh lưới chiếu Chuyển đổi lưới chiếu Tạo dữ liệu ảnh đa kênh từ nhiều ảnh khác nhau Tính toán phổ Chuyển đổi tọa độ Kết nối GPS Mở dữ liệu vector Tạo lớp vector mới Tạo lớp biên Danh sách dữ liệu vector Chuyển raster sang vector Chuyển kết quả phân loại sang vector Raster hóa dữ liệu điểm Tạo DEM từ đường đồng mức Chuyển ROI, ANN, EVF sang DXF 6. Map 7. Vector 8. Topographic Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com 9. Radar 10. Window l2. Help Phần trợ giúp Những chức năng mới trong ENVI 4.0 Về ENVI Mở dữ liệu radar Xác định khẩu độ Hiệu chỉnh antenna Slant-to-Ground Góc tới Lọc Ảnh màu tổng hợp Các công cụ xử lý ảnh radar Tìm kiếm quản lý các cửa sổ Tạo cửa sổ mới Mở cửa sổ danh sách Các thông tin bổ trợ Mở lớn cửa sổ hiển thị ảnh Chức năng liên kết các cửa sổ Đóng các cửa sổ Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com III. GIAO DIỆN LÀM VIỆC CỦA ENVI Trong quá trình làm việc với dữ liệu ảnh, người dùng sẽ làm việc trên 3 cửa sổ: Main Image, Scroll và Zoom Window. Cửa sổ Main Image Cửa sổ Scroll Cửa sổ Zoom Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com Trong đó, mỗi cửa sổ sẽ hiển thị ảnh với giới hạn không gian và mức độ chi tiết ảnh khác nhau. IV. CÁC THAO TÁC ẢNH SỐ CƠ BẢN 1. Hiển thị ảnh Tại giao diện chính của ENVI, chọn File \ Open Image File, khi cửa sổ Enter Data Filenames xuất hiện, tìm và chọn đến tập tin ảnh cần hiển thị và click Open, cửa sổ Available Bands List sẽ xuất hiện như sau: Trong cửa sổ Available Bands List, cho phép hiển thị ở 2 chế độ là Gray Scale và RGB Color. Ở chế độ Gray Scale, cho phép hiển thị một kênh ảnh, chế độ RGB cho phép hiển thị và tổ hợp màu theo 3 kênh ảnh theo 3 màu R(Red), G(Green) và B(Blue). 2. Liên kết động và chồng lớp ảnh ENVI cung cấp cho người sử dụng công cụ liên kết các ảnh (khi hiển thị nhiều cửa sổ ảnh khác nhau) giúp so sánh trực tiếp các ảnh bằng cách quan sát ảnh này chồng phủ lên ảnh kia. * Để liên kết cửa sổ ảnh: chọn Tools\Link\Link Displays. Hộp thoại Link Displays xuất hiện ra cho phép lựa chọn các cửa sổ ảnh cần liên kết (chọn Yes/No). Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com 3. Đăng kí tọa độ và nắn chỉnh ảnh Từ giao diện chính của ENVI, chọn Map\Registration\Select GCPs: - Image to Image: Nếu lấy cơ sở tọa độ nắn ảnh từ một ảnh số. Hiển thị ảnh cần nắn chính và ảnh cơ sở, tiến hành tìm các điểm khống chế tương quan tại các cửa sổ làm việc khác nhau. Sau khi hoàn tất bước chọn điểm khống chế, tiến hành nắn chỉnh ảnh. Quá trình xử lý nắn ảnh xong. Tại cửa sổ Ground Control Points Selection chọn Options\Warp File… cửa sổ Input Warp Image mở ra cho phép chọn ảnh để nắn. Xác định đường dẫn để lưu ảnh sau khi nắn. - Image to Map: Nếu lấy cơ sở tọa độ nắn ảnh từ một bản đồ Chọn các thông số hệ quy chiếu phù hợp với ảnh cần đăng kí và click OK, cửa sổ để đăng kí ảnh (Ground Control Points Selection) xuất hiện: Sau khi hoàn tất bước chọn điểm khống chế, tiến hành nắn chỉnh ảnh. Quá trính nắn ảnh xong. Tại cửa sổ Ground Control Points Selection chọn Options\Warp File… Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com cửa sổ Input Warp Image mở ra cho phép chọn ảnh để nắn. Xác định đường dẫn để lưu ảnh sau khi nắn. 4. Tăng cường khả năng hiển thị ảnh ENVI cung cấp các công cụ khá hiệu quả cho việc tăng cường khả năng hiển thị các thông tin trên ảnh như Enhance – tăng cường và Filter - lọc ảnh. Để thực hiện các chức năng này ta làm như sau: Từ cửa sổ ảnh đã được mở, chọn Enhance, một danh sách sẽ sổ ra cho ta chọn các diện tích được tăng cường là cửa sổ Image, Zoom hay Scroll theo các phương pháp: * Linear (Tuyến tính): sử dụng giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của ảnh để thực hiện phép giãn tuyến tính. Phương pháp này áp dụng phù hợp cho ảnh có ít giá trị. * Linear 0-255 (Tuyến tính 0-255): phương pháp này sẽ hiển thị các giá trị thực pixel của ảnh theo giá trị hiển thị của màn hình từ 0 đến 255. * Linear 2% (Tuyến tính 2%): phương pháp tăng cường tuyến tính sẽ cắt bớt 2% của 2 đầu dữ liệu để tăng khả năng hiển thị ảnh. * Gaussian: phương pháp này tăng cường ảnh sử dụng giá trị độ xám trung bình là 127 và độ lệch chuẩn của dữ liệu là 3 để tăng cường. * Equalization (Cân bằng): phương pháp này sẽ kéo giãn cân bằng đồ thị của dữ liệu được hiển thị. * Square Root (Căn bậc hai): phương pháp này sẽ tính căn bậc hai của đổ thị đầu vào sau đó mới thực hiện giãn tuyến tính. ENVI còn cho phép tăng cường ảnh dựa theo một ảnh đã được tăng cường sử dụng chức năng Histogram Matching hay tự tăng cường dựa trên đồ thị và theo các hàm toán học định sẵn thông qua chức năng Interactive Stretching. Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com Ta cũng có thể tăng cường, lọc ảnh ảnh bằng cách chọn Enhance\Filter và chọn các phương pháp tương ứng Sharpen, Smooth hay Median để làm sắc nét hoặc làm mịn ảnh. 5. Phân loại đối tượng từ ảnh số Phân loại ảnh số là việc phân loại và sắp xếp các pixel trên ảnh thành những nhóm khác nhau dựa trên một số đặc điểm chung về giá trị độ xám, sự đồng nhất, mật độ, tone ảnh, … Có hai kiểu phân loại chính: phân loại có chọn mẫu (có giám sát - Supervised Classification) và phân loại không chọn mẫu (không giám sát - Unsupervised Classification). a) Phương pháp phân loại không giám sát - Unsupervised Classification ENVI cung cấp hai phương pháp phân loại không chọn mẫu là Isodata và K-Means. Để tiến hành phân loại ảnh không giám sát, từ giao diện chính của ENVI, chọn Classification\Unsupervised\ và chọn một trong hai phương pháp phân loại trên, chọn ảnh cần phân loại, nhấn OK để chấp nhận. Với 2 phương pháp phân loại ta đều phỉa đưa ra các tham số giới hạn để máy thực hiện. * Phương pháp phân loại Isodata: sẽ phải lựa chọn các tham số sau để tiến hành phân loại: • Number of classes: chọn số lớp tối thiểu (min) và tối đa (max) để phân loại. • Maximum Iterations: Số lần tính toán lặp lại tối đa. Việc phân loại sẽ dừng lại khi đạt tới số lần lặp tối đa đưa ra. • Change Threshold: Ngưỡng thay đổi sau mỗi lần tính toán lặp lại. Việc phân loại cũng sẽ dừng lại khi sau mỗi lần tính lặp lại, số phần trăm biến động của các lớp nhỏ hơn ngưỡng biến động được xác định. • Minimum pixel in class: số pixel nhỏ nhất có thể có của một lớp. • Maximum class Stdv: ngưỡng độ lệch chuẩn tối đa của một lớp. Nếu độ lệch chuẩn của một lớp lớn hơn ngưỡng này thì lớp đó sẽ bị chia ra làm hai. [...]... Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ENVI 4.3 (Dành cho các ngành khoa học Trái đất) I. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ENVI (ENviroment for V isualizing Images) là một phần mềm xử lý tư liệu viễn thám của Research System Inc, Mỹ. Các công cụ của phần mềm này có... mơi trường và giao diện thân thiện với người sử dụng, đáp ứng các thao tác thuật toán về xử lý ảnh vệ tinh và ảnh máy bay. Người dùng có thể phát triển các công cụ của phần mềm ENVI với ngôn ngữ lập trình là IDL (Interactive Data Language). ENVI 4.3 cịn tích hợp công cụ hiển thị dữ liệu ảnh số chuyên nghiệp ENVI Zoom 4.3: Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan... chồng lớp ảnh ENVI cung cấp cho người sử dụng công cụ liên kết các ảnh (khi hiển thị nhiều cửa sổ ảnh khác nhau) giúp so sánh trực tiếp các ảnh bằng cách quan sát ảnh này chồ ng phủ lên ảnh kia. * Để liên kết cửa sổ ảnh: chọn Tools\Link\Link Displays. Hộp thoại Link Displays xuất hiện ra cho phép lựa chọn các cửa sổ ảnh cần liên kết (chọn Yes/No). Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu.. .Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com Trong đó, mỗi cửa sổ sẽ hiển thị ảnh với giới hạn không gian và mức độ chi tiết ảnh khác nhau. IV. CÁC THAO TÁC ẢNH SỐ CƠ BẢN 1. Hiển thị ảnh Tại giao diện chính của ENVI, chọn File \ Open Image File, khi cửa... nắn chỉnh ảnh. Quá trính nắn ảnh xong. Tại cửa sổ Ground Control Points Selection chọn Options\Warp File… Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com II. HỆ THỐNG CÁC TRÌNH ĐƠN (MENU) CỦA ENVI 1. Menu File 2. Basic Tools ... * Phân loại: ENVI cung cấp khá nhiều thuật tốn phân loại có giám sát, bao gồm: Parallelepiped, Minimum Distance, Mahalanobis Distance, Maximum Likelihood, Spectral Angle Mapper, Binary Encoding và Neural Net. Trong bài tập này sẽ trình bày phương pháp phân loại theo thuật tốn Maximum Likelihood, đây là thuật tốn phân loại có giám sát được sử dụng rất nhi ều. Tại thực đơn chính của ENVI, chọn Classification\Supervised\ Maximum... ENVI Xác lập thư mục chứa kết quả xuất Chọn lựa các thay đổi Thốt khỏi chương trình Thay đổi kích thước pixel Cắt ảnh Xoay ảnh Ghép các kênh ảnh Chuyển đổi cách lưu trữ Nới rộng dữ liệu Thống kê Phát hiện thay đổi Cơng cụ đo khoảng cách, diện tích Tăng cường cho khả năng xử lý ảnh Tạo ảnh phân đoạn từ ảnh phân loại Các chức năng tạo vùng mẫu Khảm Tạo Hướng. .. ch ế, tiến hành nắn chỉnh ảnh. Quá trình xử lý nắn ảnh xong. Tại cửa sổ Ground Control Points Selection chọn Options\Warp File… cửa sổ Input Warp Image mở ra cho phép chọn ảnh để nắn. Xác định đường dẫn để lưu ảnh sau khi nắn. - Image to Map: Nếu lấy cơ sở tọa độ nắn ảnh từ một bản đồ Chọn các thông số hệ quy chiếu phù hợp với ảnh cầ n đăng kí và click OK, cửa sổ để đăng kí ảnh (Ground Control... dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen Quang Tuan GeoSciences Faculty, Hue College of Sciences E-mail: tuanhuegis@Gmail.com 3. Đăng kí tọa độ và nắn chỉnh ảnh Từ giao diện chính của ENVI, chọn Map\Registration\Select GCPs: - Image to Image: Nếu lấy cơ sở tọa độ nắn ảnh từ một ảnh số. Hiển thị ảnh cần nắn chính và ảnh cơ sở, tiến hành tìm các điểm khống chế tương quan tại các cửa . DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM ENVI 4. 3 (Dành cho các ngành khoa học Trái đất) I. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ENVI (ENviroment for Visualizing Images) là một phần mềm. FileExport Active Layer to Shapefile. - Sử dụng phần mềm GIS để hiển thị và biên tập kết quả bản đồ. Hướng dẫn sử dùng phần mềm xử lý tư liệu viễn thám Nguyen