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ENVI波段运算是一个强大的、可由用户定义的影像处理工具,本文详述了其实用步骤,以及相关注意事项。使用此工件可执行一系列复杂的运算,如对波段求和、修改数值和生成混合图像等复杂任务。此外,还提供了多个常见波段运算案例的演示以及如何正确设置波段参数的技巧指南等。文章介绍了如何规避波段数据类型冲突和解决运算中出现的数值类型溢出等一系列技术难点,帮助读者提高ENVI环境下的波带数学计算效率及能力。 适用人群:从事遥感图像数据挖掘和分析的专业人士。 使用场景及目标:旨在为用户提供一种高效的方法,使得可以在处理大量卫星或空中成像系统采集的遥感图像时能有效地完成图像增强或分类等功能。 除了基础介绍之外,本文还探讨了如何进一步拓展其波段运算的应用潜能和深入研究其内部机制等相关课题。
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第 4 讲 波段运算
1. 概述
ENVI Band Math 是一个灵活的图像处理工具,其中许多功能是无法在任何其它的图
像处理软件中获得的。由于每个用户都有独特的需求,利用此工具,用户自己可以
定义处理算法,应用到 ENVI 打开的波段或整个图像中,用户可以根据需要自定义
简单或复杂的处理程序。例如,可以对图像进行简单加、减、乘、除运算,或使用
IDL 编写更复杂的处理运算功能。
波段运算实质是对每个像素点对应的像素值进行数学运算。如下图为一个简单波段
运算的示意图,运算表达式是三个变量相加,每一个变量对应于一个图像数据,对
这三个图像数据求和并输出结果图像。表达式中的每个变量不仅可以对应于单一波
段,也可以是一个多波段的栅格文件。例如:在表达式 b1+b2+b3 中,如果 b1 是一
个多波段图像文件,b2、b3 为单一波段,则结果为 b1 所对应的文件的所有波段分
别和 b2、b3 进行求和。
图:波段运算示意图
2. 波段运算满足条件
使用波段运算需要满足 5 个基本条件:
一、必须符合 IDL 语言书写波段运算表达式
所定义的处理算法或波段运算表达式必须满足 IDL 语法。不过,书写简单的波段运
算表达式无须具备 IDL 的基本知识,但是如果所感兴趣的处理需要书写复杂的表达
式,建议学习用于波段运算的 IDL 知识。
二、所有输入波段必须具有相同的空间大小
由于波段运算表达式是根据 pixel-for-pixel 原理作用于波段的,因此输入波段在行列
数和像元大小必须相同。
三、表达式中的所有变量都必须用 Bn(或 bn)命名
表达式中代表输入波段的变量必须以字母"b"或"B"开头,后跟 5 位以内的数字。例
如:对 3 个波段进行求和运算的有效表达式可以用以下 3 种方式书写:
• b1 + b2 + b3
• B1 + B11 + B111
• B1 + b2 + B333
四、结果波段必须与输入波段的空间大小相同
波段运算表达式所生成的结果必须在行列数方面与输入波段相同。例如,如果输入
表达式为 MAX(b1),将不能生成正确结果,因为表达式输出值为一个数,与输入波
段的行列数不一致。
注:MAX 函数功能为求数组最大值。
五、调用 IDL 编写的自定义函数时
波段运算工具可以调用 IDL 编写的 Function,当函数为源码文件(.pro)时,必须启
动 ENVI+IDL 才能调用;如果函数编译为了 sav 文件,可以将 sav 文件放到如下路
径,重启 ENVI 即可调用。
• ENVI 4.x:C:\Program Files\ITT\IDL\IDL80\products\envi48\save_add
• ENVI Classic:C:\Program Files\Exelis\ENVI53\classic\save_add
• ENVI 5.3:C:\Program Files\Exelis\ENVI53\extensions
3. 波段运算用法示例
下面以求一个图像数据三个波段的和为例,学习 Band Math 工具的使用。示例数据
为 ENVI 自带数据,位于"…\波段运算\数据\can_tmr.img"。
(1) 启动 ENVI,选择菜单 File > Open,打开数据"can_tmr.img";
(2) 启动 Band Math 工具,路径为 Toolbox/Band Algebra/Band Math;
(3) 在 Band Math 面板,在 Enter an expression 文本框中输入运算表达式:
b1+b2+b3,点 击 Add to List 按钮,将表达式添加到 Previous Band Math Expression
列表中;如果表达式存在语法错误,将不能被添加到列表中,如下图所示。
图:Band Math 面板
(4) 在 Band Math 面板中,选中添加的"b1+b2+b3",点 击 OK 按钮,打开 Variables
to Bands Pairings 对话框(如图),为运算表达式中各个变量赋图像文件或者图
像波段;
图:Variables to Bands Pairings 对话框
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