中国矿业大学成绩：遥感原理与应用实习学号：姓名：班级：测绘09-2班指导教师：学院：环境与测绘学院2011 年11 月6 日目录1、实验一高光谱数据分析 (2)2、实验二影像镶嵌 (16)3、实验三影像配准 (22)4、实验四非监督分类 (34)5、实验五监督分类 (37)6、实习总结 (47)实验一高光谱数据分析一、实验目的本专题旨在向用户介绍波谱库的概念，并描述如何从感兴趣区中提取波谱信息，然后还将进行彩色合成，并使用二维散点图进行简单的分类。
让学生学会如何使用ENVI 先进的高光谱工具对多光谱数据进行分析。
更好地理解高光谱处理的概念及其工具。
本专题将从特定矿物质的感兴趣区中提取其波谱曲线，并与波谱库中的波谱曲线进行比较，找出显示波谱信息的最佳RGB 彩色组合。
使用二维散点图定位独特的像元，探究其数据的分布特点，然后进行简单的分类。
二、实验数据文件描述lxmcup95_at.int Cuprite地区ATREM校正后的反射率数据，50个波段（整型）lxmcup95_at.hdr ENVI相应的头文件Jpl1.sli ENVI格式的JPL波谱库Jpl1.hdr ENVI相应的头文件usgs_min.sli ENVI格式的USGS波谱库usgs_min.hdr ENVI相应的头文件lxmcup95_av.roi 保存的感兴趣区文件数据：1995 年的航空可见光/红外成像光谱仪（Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer，简称为A VIRIS）所采集的表观反射率数据，该数据是美国内华达州（Nevada）Cuprite 地区的表观反射率数据，它使用ATREM 大气纠正建模软件进行了校正。
这个数据子集共包含50 个波段，波谱分辨率近似为10nm 宽，其波长范围为1.99~2.48μm。
三、实验内容本部分将介绍以下内容：波谱库操作、浏览和提取影像反射率波谱、ENVI 中感兴趣区（ROI）的定义及进行彩色合成影像的选取，其目的是为了鉴别波谱类型。
1加载A VIRIS影像数据并显示灰阶影像在 ENVI 主菜单中，选择 File → Open Image File，然后选择进入envi47/data目录。
选择lxmcup 95_at.int 文件作为输入文件名，点击 Open 弹出可用波段列表，它将列出 50 个波段的名字。
在可用波段列表对话框中，选择 Band 193（2.2008um），点击 Gray Scale 单选按钮，然后点击 Load Band。
将灰度影像加载到显示窗口中。
从主影像窗口菜单中选择 Tools> Profiles>Z Profile (Spectrum)，提取表观反射率波谱曲线。
2浏览影像波谱并同波谱库进行比较在影像上移动缩放指示矩形框，同时查看#1 Spectral Profile窗口中的波谱曲线，浏览整个影像的表观反射率波谱曲线。
在主影像窗口中，使用鼠标左键点击并拖动缩放指示矩形框或者直接点击鼠标左键，将缩放指示矩形框移动到以所选像素点为中心的区域中。
将从影像中获取的表观反射率波谱曲线同所选波谱库中的波谱曲线进行比较。
ENVI 提供了几个不同的波谱库，根据本专题的目的，我们将会使用 JPL 波谱库（Groves 等，1992）以及 USGS 波谱库（Clarke 等，1993）。
从ENVI 主菜单中选择Spectral>Spectral Libraries>Spectral Library Viewer。
在 Spectral Library Input File 对话框中，点击 Open File 按钮，从 spec_lib/jpl_lib 子目录中，选择jpl1.sli 波谱库文件，点击 OK。
选择 Select Input File区域中的 jpl1.sli，点击 OK。
在 Spectral Library Viewer对话框中，选择 Options → Edit (x, y) Scale Factors，并在 Y Data Multiplier 文本框中，输入值 1.000，以匹配影像表观反射率范围（1-1000），点击 OK。
在 Spectral Library Viewer对话框中，选择下列波谱名称，绘制它们的波谱曲线：ALUNITE SO-4ABUDDINGTONITE FELDS TS-11ACALCITE C-3DKAOLINITE WELL ORDERED PS-1A得到如下波谱曲线绘制图：从绘制（plot）窗口菜单中，选择 Edit> Plot Parameters，自定义波谱曲线的绘制图。
在 Plot Parameters对话框中，按下面的步骤进行：将 Charsize 减少为 0.50。
选择X-Axis单选按钮，然后将 Range 调整为1.90 到 2.45。
还是选中X-Axis 单选按钮，点击 Left/Right Margins的箭头增量按钮，直到达到所需 X方向的页边距。
选择 Y-Axis 单选按钮，将 Axis Title改为“Reflectance”。
还是选中 Y-Axis 单选按钮，点击 Top/Bottom Margins 的箭头增量按钮，直到所需的 Y 方向的页边距。
点击 Apply，然后再点击 Cancel。
要显示波谱名称的图例，可以在绘制窗口中点击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择 Plot Key。
将绘制窗口拖动到所需的大小，以容纳下波谱名称。
在绘制窗口中，选择 Options>Stack Plots，分别查看绘制的波谱曲线。
绘制的波谱曲线如下图所示：在#1 Spectral Profile绘图窗口中点击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中选择 Plot Key，这将显示出波谱曲线的图例，该图例指出了所选像素的 X和 Y 的像素坐标。
在#1 Spectral Profile 绘图窗口中，选择 Options>New Window: Blank，打开一个新的绘图窗口。
然后重新放置#1 Spectral Profile 绘图窗口和新绘图窗口的位置，使能够同时看到这两个绘图窗口。
从主影像窗口菜单中，选择 Tools>Pixel Locator。
使用 Pixel Locator 对话框，定位到下列各点精确的像素位置上：位置点名称列（带偏移）行（带偏移）Stonewall Playa 590 570 Varnished Tuff 435 555Silica Cap 494 514Opalite Zone with Alunite 531 541 Strongly Argillized Zone with Kaolinite 502 589 Buddingtonite Zone 448 505Calcite 260 613 在 Pixel Locator对话框中，输入像素的坐标，列（sample）590、行（line）570，使缩放指示矩形框移动到以这个像素为中心的影像地区，即 Stonewall Playa地区，然后点击 Apply，将矩形框移动到这个位置上。
同时#1 Spectral Profile绘图窗口将更新显示所选点的波谱曲线，其所对应的图例为：“X：590 Y：570”。
在新的绘图窗口中，点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中，选择 Plot Key，打开显示了 X和 Y坐标位置的图例。
在#1 Spectral Profile绘图窗口中，使用鼠标左键，点击并按住图例“X：590 Y：570”，将这个波谱曲线图例拖到新的绘图窗口中。
对上表所列的每一个像素点重复上面的步骤，直到新的绘图窗口包含了所有的7种波谱曲线。
在新的绘图窗口中，选择 Options>Stack Plots。
新的绘图窗口如下图所示：将这些波谱曲线同已经提取的波谱库中的波谱曲线进行目视比较。
注意到，实验室所测的波谱曲线同某些影像表观反射率波谱曲线之间存在着相似的形状及吸收特性。
基于这些相似的特性，我们可以得到这样的结论：与 alunite、buddingtonite、calcite和 kaolinite实验室所测波谱曲线相似的影像波谱曲线是由上面相应的矿物质所构成的。
从波谱库波谱曲线的绘图窗口中，将波谱曲线拖动到#1 Spectral Profile 绘图窗口中，进行直接比较。
3 鉴别波谱曲线使用 Spectral AnalystTM来鉴别波谱曲线：ENVI 提供了一个波谱匹配工具，它根据波谱库中的波谱曲线对影像中的波谱曲线进行评分。
波谱分析使用多种方法产生一个在 0 到 1 之间的分数值，其中分数值 1相当于完全匹配。
从 ENVI 主菜单中，选择 Spectral → Spectral Analyst。
点击 Spectral Analyst Input Spectral Library 对话框底部的 Open Spec Lib按钮。
选择进入 usgs_min 波谱库目录，选择usgs_min.sli 波谱库文件，点击 Open。
usgs_min.sli 文件出现在 Spectral Analyst Input Spectral Library 对话框中，选中该文件，点击 OK。
在 Edit Identify Methods Weighting 对话框中，点击 OK。
从主影像窗口菜单中，选择 Tools>Profiles>Z Profile (Spectrum)。
然后在#1 Spectral Profile绘图窗口中，点击鼠标右键，从弹出的快捷菜单中，选择 Plot Key，显示波谱曲线名称的图例。
从主影像窗口菜单中，选择 Tools → Pixel Locator。
在 Pixel Locator对话框中，输入像素点的坐标列 502，行589，点击 Apply。
在 Spectral Analyst对话框中，选择 Options → Edit Method Weights。
在 Edit Identify Methods Weighting 对话框中，为每一个 Weight 文本框输入值 0.33，然后点击OK。
在 Spectral Analyst对话框中，点击 Apply。
如果在#1 Spectral Profile 绘图窗口中显示了多条波谱曲线，那么将会出现一个波谱曲线列表。
如果出现了该波谱曲线列表，那么就选择像素（列 502，行 589）所对应的那条波谱曲线。
Spectral Analyst对话框将如下图所示：Spectral Analyst对话框，显示出了矿物质 kaolinite 的波谱曲线与像素（列502，行 589）的波谱曲线最匹配(左图)Spectral Analyst 将根据波谱库中的波谱曲线对未知地物的波谱曲线进行评分。