5.2.1. Khởi động phần mềm ENVI
Thực hiện một trong hai cỏch sau:
- Kớch đỳp vào biểu tượng ENVI 4.3 trờn màn hỡnh - Start / Program / RSI ENVI 4.3
Sau đú phần mềm sẽ được kớch hoạt và sẽ xuất hiện thanh menu chớnh của ENVI và cửa sổ IDL.
Hỡnh 5.1. Thanh menu chớnh của phần mềm ENVI
Cỏc chức năng thao tỏc với ảnh viễn thỏm của ENVI cú trong thanh menu chớnh, cũn cửa sổ IDL là cửa sổ để người sử dụng dựng ngụn ngữ IDL để lập trỡnh, tạo thờm cỏc chương trỡnh con để xử lý ảnh tương tỏc (hoặc cú thể tạo thờm cỏc module xử lý ảnh riờng). Chỳng ta chỉ quan tõm tới cỏc cụng cụ cú sẵn trờn menu chớnh của ENVI.
5.2.2. Mở một file ảnh
- Trờn thanh menu chớnh chọn File/Open Image File. - Hộp thoại Enter Data FileNames xuất hiện.
Ta chọn đường dẫn tới file cần mở và nhấn nỳt Open (Nếu trong thư mục chứa ảnh khụng cú file Header (*.hdr) đi kốm với mỗi file ảnh, thỡ sẽ xuất hiện hộp thoại Header
Infor, chỳng ta phải khai bỏo cỏc thụng
số cơ bản cho ảnh như số cột, số hàng, số kờnh ảnh thỡ mới mở ảnh được).
- Hộp thoại Available Bands List xuất hiện, liệt kờ danh sỏch cỏc file ảnh đang mở và danh sỏch cỏc kờnh phổ cú trong cỏc file ảnh này. Danh sỏch này
Hỡnh 5.2. Hộp thoại hiển thị cỏc band của ảnh
cho phộp ta chọn cỏc kờnh phổ để hiển thị và xử lý.
Cú hai cỏch hiển thị ảnh, đú là hiển thị ảnh đơn sắc (đen trắng) và ảnh tổ hợp màu:
Mở ảnh đơn sắc: trờn hộp thoại Available Bands List, bấm tựy chọn Gray Scale, chọn một kờnh phổ cần hiển thị. Tờn kờnh này sẽ xuất hiện trờn ụ Selected Band.
Mở ảnh tổ hợp màu: trờn hộp thoại Available Bands List, bấm tựy chọn RGB Color, chọn 3 kờnh phổ tương ứng với cỏc bước súng R (Đỏ), G (Lục), B (Chàm) trong ụ Select
Band. Nhấp nỳt Load Band để hiển thị ảnh. Cú cỏc loại tổ hợp màu sau:
Tổ hợp màu tự nhiờn: Gỏn màu đỏ cho kờnh cú bước súng đỏ, gỏn màu lục cho kờnh cú
bước súng lục, gỏn màu chàm cho kờnh cú bước súng chàm.
Tổ hợp màu giả chuẩn: Gỏn màu đỏ cho kờnh cú bước súng cận hồng ngoại, gỏn màu lục cho kờnh cú bước súng đỏ, gỏn màu chàm cho kờnh cú bước súng lục.
Tổ hợp màu giả: lần lượt gỏn 3 màu đỏ, lục, chàm cho cỏc kờnh cú bước súng bất kỳ ta sẽ được tổ hợp màu giả.
Khi một ảnh đó được mở trong ENVI sẽ cú 3 cửa sổ hiển thị lờn màn hỡnh: Image
Window, Scroll Window, Zoom Window. Ba cửa sổ này liờn kết chặt chẽ với nhau, việc thay
đổi ở cửa sổ này sẽ kộo theo sự thay đổi tương ứng ở cỏc cửa sổ cũn lại.
Tất cả cỏc cửa sổ này đều cú thể thay đổi kớch thước bằng cỏch chọn và kộo chuột trỏi ở gúc cửa sổ hiển thị.
Scroll Window: cửa sổ này hiển thị toàn bộ ảnh với độ phõn giải đó được giảm đi với một tỷ lệ phự hợp. Hệ số tỷ lệ này được hiển thị trong ngoặc trờn thanh tiờu đề của Scroll Window. Hỡnh vuụng màu đỏ trờn cửa sổ Scroll Window chỉ ra vựng được hiển thị trờn cửa sổ Image
Window. Ta cú thể dựng chuột trỏi để kộo, thả hỡnh vuụng này tới vị trớ cần quan sỏt, cửa sổ Image Window sẽ được cập nhật một cỏch tự động khi ta thả chuột.
Image Window: cửa sổ này hiển thị một phần hay toàn bộ ảnh ở độ phõn giải của dữ liệu gốc với tỷ lệ 1:1. ễ vuụng trong cửa sổ này chỉ ra vị trớ được hiển thị phúng đại trong cửa sổ
Zoom Window.
Để thay đổi vị trớ hiển thị của cửa sổ phúng đại Zoom Window, chỉ chuột trỏi vào ụ màu
đỏ trong Image Window, giữ chuột trỏi và di chuyển đến vị trớ cần quan sỏt, hỡnh ảnh trờn Zoom
Cú thể sử dụng thanh cuộn để điều khiển nội dung hiển thị. Để thờm thanh cuộn Scroll Bar ta làm như sau: Trờn cửa sổ Image Window, chọn File/Preferences. Hiển thị hộp thoại
Display Preferences. Ta chọn vào mũi tờn bờn cạnh Scroll Bars để chuyển thành YES, kớch OK ở cuối hộp thoại.
- Cũng cú thể thay đổi kớch thước hiển thị của cỏc cửa sổ trờn hộp thoại Display Preferences khi thay đổi Xsize Ysize của cỏc cửa sổ.
- Ta cũng cú thể bật thanh cuộn mặc định cho cỏc lần hiển thị sau bằng cỏch: trờn thanh thực đơn chớnh của ENVI, chọn File/Preferences/Display
Default, bật ụ Image Window Scroll Bar thành YES,
kớch OK ở cuối hộp thoại.
Zoom Window: hiển thị một phần ảnh được phúng đại. Hệ số phúng đại được hiển thị trong ngoặc trờn thanh tiờu đề của Zoom Window. Vựng
được phúng đại được xỏc định bằng ụ hỡnh vuụng
màu đỏ trờn Image Window. Phớa dưới bờn trỏi Hỡnh 5.4. Ảnh tổ hợp màu giả
của Zoom Window cú 3 ụ vuụng màu đỏ:
- ễ ngoài cựng bờn trỏi cú dấu trừ cho phộp thu nhỏ hệ số phúng đại của Zoom Window bằng cỏch kớch chuột trỏi.
- ễ giữa cú dẫu cộng cho phộp tăng hệ số phúng đại của Zoom Window bằng cỏch kớch chuột trỏi.
- ễ ngoài cựng bờn phải, kớch chuột trỏi một lần để hiển thị dấu thập trờn Zoom Window xỏc định vị trớ Pixel được chọn, kớch chuột trỏi một lần nữa để tắt dấu thập này đi.
5.2.3. Xem định dạng file ảnh
Thụng thường ảnh viễn thỏm được lưu dưới ba dạng cơ bản là:
- Dạng BSQ - Band Sequential: cỏc kờnh được ghi nối tiếp nhau.
- Dạng BIP - Band Interleaved by Pixel: ghi lần lượt liờn tiếp cỏc pixel của cỏc kờnh. - Dạng BIL - Band Interleaved by Line: ghi lần lượt liờn tiếp cỏc dũng của cỏc kờnh.
Để biết ảnh được lưu ở định dạng nào ta chọn vào ảnh cần xem và quan sỏt trong ụ Dims trờn hộp thoại Available Bands List. Giỏ trị trờn ụ này cú ý nghĩa như sau: 2 số đầu cho biết số dũng, số cột của ảnh, đơn vị trong ngoặc trũn chỉ ra đơn vị tớnh dung lượng ảnh, và cuối cựng trong ngoặc vuụng chớnh là khuụn dạng dữ liệu ảnh được lưu trữ.
5.2.4. Xem thụng tin ảnh
Trờn cửa sổ Available Bands List ta chỳ ý thấy dưới mỗi ảnh được mở đều cú phần Map
- Phộp chiếu - Proj: bao gồm phộp chiếu và mỳi chiếu. - Độ phõn giải khụng gian của ảnh - Pixel.
- Lưới chiếu - Datum: xỏc định mặt elipxoid.
- Tọa độ địa lý - UL Geo: đõy là tọa độ của điểm phớa trờn bờn trỏi ảnh.
- Tọa độ bản đồ - UL Map: đõy cũng là tọa độ của điểm phớa trờn cựng bờn trỏi ảnh.
5.2.5. Tăng cường khả năng hiển thị ảnh
ENVI cung cấp cỏc cụng cụ khỏ hiệu quả cho việc tăng cường khả năng hiển thị cỏc
thụng tin trờn ảnh như Enhance - tăng cường và Filter - lọc ảnh. Để thực hiện cỏc chức năng này ta làm như sau:
Từ cửa sổ ảnh đó được mở, chọn Enhance, một danh sỏch sẽ sổ ra cho ta chọn cỏc diện tớch được tăng cường là cửa sổ Image, Zoom hay Scroll theo cỏc phương phỏp:
- Linear - Tuyến tớnh: sử dụng giỏ trị nhỏ nhất
và lớn nhất của ảnh để thực hiện phộp gión tuyến tớnh.
Phương phỏp này ỏp dụng phự hợp cho ảnh cú ớt giỏ trị.
- Linear 0-255 - Tuyến tớnh 0-255: phương
phỏp này sẽ hiển thị cỏc giỏ trị thực pixel của ảnh theo giỏ trị hiển thị của màn hỡnh từ 0 đến 255.
- Linear 2% - Tuyến tớnh 2%: phương phỏp
tăng cường tuyến tớnh sẽ cắt bớt 2% của 2 đầu dữ liệu để tăng khả năng hiển thị ảnh.
- Gaussian: phương phỏp này tăng cường ảnh
sử dụng giỏ trị độ xỏm trung bỡnh là 127 và độ lệch
Hỡnh 5.5. Cỏc phương phỏp tăng
chuẩn của dữ liệu là 3 để tăng cường.
cường hiển thị ảnh
- Equalization - Cõn bằng: phương phỏp này
sẽ kộo gión cõn bằng đồ thị của dữ liệu được hiển thị.
- Square Root - Căn bậc hai: phương phỏp này sẽ tớnh căn bậc hai của đổ thị đầu vào
sau đú mới thực hiện gión tuyến tớnh.
ENVI cũn cho phộp ta tăng cường ảnh dựa theo một ảnh đó được tăng cường sử dụng
chức năng Histogram Matching hay cho người dựng tự tăng cường dựa trờn đồ thị và theo cỏc hàm toỏn học định sẵn thụng qua chức năng Interactive Stretching.
Ta cũng cú thể tăng cường, lọc ảnh ảnh bằng cỏch chọn Enhance/Filter và chọn cỏc phương phỏp tương ứng Sharpen, Smooth hay Median để làm sắc nột hoặc làm mịn ảnh.
5.2.6. Liờn kết động và chồng lớp ảnh
Khi cú nhiều ảnh cựng một khu vực đó được mở, ENVI cung cấp cho người sử dụng cụng cụ liờn kết cỏc ảnh giỳp ta cú thể so sỏnh trực tiếp cỏc ảnh bằng cỏch quan sỏt ảnh này
chồng phủ lờn ảnh kia. Cú 2 phương phỏp liờn kết là liờn kết ảnh hiển thị - Link Displays, và liờn kết trờn cơ sở tọa độ Geographic Link.
Để Link Displays ta làm như sau: chọn Tools/Link/Link Displays hoặc trỏ phải vào khung cửa sổ hiển thị bất kỳ của ảnh định liờn kết rồi chọn Link Displays. Khi đú, hộp thoại
Link Displays sẽ hiện ra cho phộp người dựng lựa chọn cỏc ảnh cần liờn kết bằng cỏch kớch
chuột vào nỳt mũi tờn và chọn Yes bờn cạnh cỏc số cửa sổ hiển thị ảnh tương ứng. Cuối cựng kớch chuột vào phớm OK để thực hiện việc liờn kết.
Sau khi cỏc ảnh đó được liờn kết, ta cú thể nhấn và di chuyển chuột trỏi trong cửa sổ Image hoặc Zoom để thấy ảnh được liờn kết sẽ hiển thị chồng lờn.
Ta cú thể thay đổi kớch cỡ của vựng chồng phủ bằng cỏch nhấn và kộo chuột giữa để cú được diện tớch vựng chồng phủ mong muốn.
Hỡnh 5.6.Liờn kết hiển thị và liờn kết tọa độ
Để bỏ tạm thời việc hiển thị chồng phủ ảnh khi nhấp chuột ta chọn Tools/Link Displays/Dynamic Overlay Off hoặc kớch chuột phải lờn cửa sổ hiển thị ảnh và chọn Dynamic Overlay Off.
Để bỏ hẳn việc hiển thị chổng phủ trờn cỏc ảnh ta chọn Tools/Link/Unlink Display hay nhấp chuột phải trờn cửa sổ ảnh, từ thực đơn ngữ cảnh sổ ra, chọn Unlink Display.
Để liờn kết cỏc ảnh trờn cơ sở tọa độ ta chọn Tools/Link/Geographic Link hoặc trỏ phải vào khung cửa sổ hiển thị bất kỳ của ảnh định liờn kết rồi chọn Geographic Link. Khi đú, hộp thoại Geographic Link sẽ hiện ra, ta chọn cỏc cửa sổ hiển thị tương ứng cần liờn kết thành On. Nhấn OK để thực hiện liờn kết.
Khi cỏc ảnh đó được liờn kết trờn cơ sở tọa độ với nhau, thỡ nếu ta di chuyển một ảnh, cỏc ảnh cũn lại cũng sẽ di chuyển theo đỳng tọa độ như vậy. Điều này cú thể thấy rừ hơn khi ta quan sỏt hai cửa sổ Zoom.
Để tắt chức năng liờn kết này ta lại chọn cụng cụ Geographic Link và chuyển cỏc cửa sổ
ảnh khụng muốn liờn kết thành Off. Nhấn OK để kết thỳc.
5.2.7. Tạo hoạt cảnh xem lướt qua cỏc kờnh ảnh
Ta cú thể hiển thị cỏc kờnh ảnh như một vũng lặp liờn tiếp bằng cỏch tạo hoạt cảnh: Từ cửa sổ ảnh đó được mở, chọn Tools/Animation. Hộp thoại Animation Input Parameters xuất hiện cho phộp chọn cỏc kờnh của một ảnh muốn tạo hoạt cảnh. Sau khi chọn nhấn OK để thực hiện.
Ta cú thể điểu khiển hoạt cảnh này và tốc độ thay đổi của nú bằng cỏch chọn cỏc phớm chức năng tương ứng và phần Tốc độ Speed trờn thanh điều khiển của Animation.
Hỡnh 5.7. Chọn cỏc kờnh để tạo hoạt cảnh 5.3. NẮN CHỈNH HèNH HỌC ẢNH Mục đớch của việc nắn chỉnh ảnh nhằm: - Khắc phục cỏc sai số về hỡnh học của ảnh - Đưa ảnh về hệ tọa độ VN-2000 - Đưa ảnh về tỷ lệ bản đồ cần thành lập
Hỡnh 5.8. Điều khiển hoạt cảnh
Để làm được điều này, ta cần sử dụng một hệ thống cỏc điểm khống chế mặt đất (GCPs:
Ground Control Points) để nắn ảnh. Đõy là những điểm trờn bề mặt trỏi đất đó biết toạ độ và dễ
dàng nhận ra trờn ảnh vệ tinh.
Việc nắn chỉnh hỡnh học bằng phần mềm ENVI được thực hiện theo hai phương thức: Nắn ảnh theo ảnh và nắn ảnh theo bản đồ.
5.3.1. Nắn ảnh theo ảnh
Mở ảnh cần nắn và ảnh gốc dựng để tham chiếu.
Chọn phương phỏp nắn ảnh theo ảnh bằng cỏch vào Map/Registration/Select GSPs: Image to Image.
Trờn màn hỡnh sẽ xuất hiện hộp thoại Image to
Image Registration.
Chọn ảnh tham chiếu ở hộp Base Image, chọn ảnh cần nắn chỉnh hỡnh học ở hộp Warp Image.
Nhấn OK, xuất hiện hộp thoại Ground Control
Point Selection.
Chọn từng cặp điểm khống chế tương ứng trờn hai ảnh, nhấn Add trờn hộp thoại Ground Control
Points để chấp nhận.
Chỳ ý nờn chọn sao cho cỏc điểm khống chế phõn bố đều trờn toàn ảnh, sai số - RMS ở cuối hộp thoại
Ground Control Points Selection cố gắng đạt mức nhỏ
hơn 1 pixel và chọn tối thiểu 4 điểm cho phương phỏp nắn đơn giản nhất. Hỡnh 5.9. Chọn ảnh nắn và ảnh gốc H ỡnh 5.10. Chọn cỏc điểm khống chế trờn hai ảnh
Sau khi chọn đủ số điểm, ta chọn Options/Warp File trong hộp thoại Ground
Control Points Selection, chọn
1 0 3
Hỡnh 5.11. Bảng sai số tổng hợp và sai số của từng điểm
Khi số điểm khống chế ảnh đó đủ, tiến hành nắn ảnh Options/Warp file và chọn phương phỏp nắn mong muốn.
- Phương phỏp RST - Rotating, Scaling, Translation: chỉ thực hiện những chuyển dịch đơn giản: xoay, xỏc định tỷ lệ và tịnh tiến ảnh.
- Phương phỏp Polynomial - Hàm đa thức: phương phỏp này cho kết quả tốt hơn phươngphỏp RST, với yờu cầu số về số điểm khống chế N tương ứng với bậc của hàm n như sau:
2
N > (n+1)
- Phương phỏp Triangulation - lưới tam giỏc: ENVI sử dụng nguyờn lý tam giỏc Delaunay để nắn ảnh bằng cỏch chọn cỏc điểm khống chế làm cỏc đỉnh của cỏc tam giỏc khụng đều và tiến hành nội suy.
Để tiến hành nắn ảnh ta cũng phải lựa chọn một trong ba phương phỏp tỏi chia mẫu - Resampling sao cho đạt được kết quả mong muốn.
- Nearest Neighbor - người lỏng giềng gần nhất sử
dụng giỏ trị của pixel gần nhất mà khụng cần tiến hành nội suy.
- Bilinear - hàm song tuyến: tiến hành nội suy tuyến
tớnh sử dụng giỏ trị của bốn pixel.
- Cubic Convolution - xoắn lập phương: sử
dụng hàm lập phương với giỏ trị của 16 pixel để tiến hành nội suy.
Sau khi đó chọn cỏc phương phỏp phự hợp ta nhấn Chooseựđểchọnn đường dsẫốnnlắnuảkết
Hỡnh 5.12. L a chọ cỏc thụng ư nh
quả, nhấn OK để thực hiện nắn ảnh.
5.3.2. NẮN ẢNH THEO BẢN ĐỒ
Mở ảnh cần nắn.
Lựa chọn phương phỏp nắn ảnh theo bản đồ: chọn Map/Registration/Select GCPs: Image to Map để chọn cỏc điểm khống chế mặt đất.
Trờn màn hỡnh sẽ xuất hiện hộp thoại
Image to Map Registration cho phộp ta
chọn cỏc tham số về phộp chiếu, lưới chiếu, mỳi chiếu, đơn vị và kớch thước pixel cho phự hợp.
Sau khi chọn xong, nhấn OK để bắt đầu thực hiện việc chọn điểm khống chế.
Hộp thoại chọn điểm khống chế
Ground Control Points Selection xuất hiện
Hỡnh 5.13. Hộp thoại chọn điểm khống chế
cho việc chọn điểm.
Di chuyển con trỏ chuột đến vị trớ điểm đó biết tọa độ và nhập tọa độ vào ụ tọa độ trống trong hộp thoại Ground Control Points Selection.
Vị trớ con trỏ được xỏc định bằng giao điểm của dấu thập đỏ xuất hiện trờn cửa sổ Zoom
