envi波谱分析

ENVI高光谱分析技术ENVI高光谱分析技术指的是利用ENVI软件和高光谱数据对地球表面进行分析和解译的技术。

高光谱分析技术是一种通过检测和记录地球表面上的物质反射和辐射特征来获取地物信息的方法。

通过分析不同波长的光谱数据，可以对地表进行分类、监测和测量，同时提供了对地球表面物质和环境变化的深入理解。

ENVI软件是一款功能强大、易于使用的高光谱遥感图像处理和分析软件。

它可以对高光谱数据进行校正、预处理、分割、分类、特征提取和变化检测等操作，进一步提取和分析高光谱数据中的信息。

ENVI软件可以处理来自多个传感器和平台的高光谱数据，包括卫星、航空和地面平台。

高光谱分析技术的主要步骤包括：1.数据获取和预处理：包括获取高光谱数据源，对数据进行几何校正、大气校正和辐射校正等预处理，以消除大气和仪器引起的影响。

2.高光谱数据展示和可视化：通过ENVI软件可以将高光谱数据以图像或光谱曲线的形式进行可视化，直观展示不同波段的反射率或辐射亮度。

3.特征提取和分类：通过ENVI软件中的分类算法，可以对高光谱数据进行地物分类，将不同类型的地物分开并标记出来。

常用的分类算法包括最大似然分类、支持向量机分类等。

4.目标检测和提取：通过高光谱分析技术，可以识别和提取特定目标或特征，如植被指数、污染物浓度等。

5.变化检测和监测：通过对不同时期的高光谱数据进行比较，可以检测地表发生的变化，如土地利用变化、植被覆盖变化等。

6.数据分析和解释：通过对高光谱数据中的光谱曲线进行分析，可以推断地表物质的成分和性质，并进行解释和评估。

高光谱分析技术在许多领域中得到广泛应用。

在农业领域，可以通过分析作物的生长状态、养分含量和病虫害情况，提供精准的农作物管理和决策支持。

在环境监测领域，可以监测水质、土壤质量、植被变化等环境指标，提供环境保护和可持续发展的数据支持。

在城市规划和土地管理领域，可以分析土地利用类型、城市扩张和更新等信息，为城市发展提供科学依据。

ENVI中自带地物波谱库介绍一切地物，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）,当做一个图像显示时候，图像的行表示一个波谱曲线，列表示采样点(X轴波段序号)，像素值表示反射率或者其他值。

ENVI自带5种标准波谱库，存放在…\ITT\IDL80\products\envi48\spec_lib，分别在5个文件夹中，储存为ENVI图像格式，有两个文件组成：.sli和.hdr。

具体情况如下：GS矿物波谱波长范围0.4~2.5μm，包括近500种典型的矿物，近红外波长精度为0.5 nm，可见光波长精度为0.2 nm，存放位置：spec_lib\usgs_min，波谱文件usgs_min.sli和头文件usgs_min.hdr。

2.植被波谱存放位置：spec_lib\veg_lib，来自两个地方。

USGS植被波谱库波长范围0.4~2.5μm，包括17种植被波谱，近红外波长精度为0.5 nm，可见光波长精度为0.2 nm，波谱文件usgs_veg.sli和头文件usgs_veg.hdr。

Chris Elvidge植被波谱库波长范围0.4~2.5μm，包括干植被（veg_1dry.sli）和绿色植被两个波谱库（veg_2grn.sli），0.4 ~0.8μm波长精度为1nm，0.8 ~ 2.5μm波长精度为4nm。

3.JPL波谱库波长范围0.4~2.5μm，来自三种不同粒径160种“纯”矿物的波谱。

存放位置：spec_lib\jpl_lib，包括以下三个波谱库：jpl1.sli 粒径<45 μmjpl2.sli 粒径45-125 μmjpl3.sli 粒径125-500 μm0.4~0.8μm波长精度为1nm，0.8~2.5μm波长精度为4nm。

Spectral Analyst (波谱分析)ENVI的波谱分析TM有利于根据材料的波谱特征识别它们。

它运用ENVI技术，如二进制编码、波谱角度制图仪以及波谱特征拟合等，对波谱库中的未知波谱与材料的匹配进行排序（见see“Binary Encoding”，“Spectral Angle Mapper”和“Spectral Feature Fitting”中对于方法的详细描述）。

你也可以限定你自己的波谱类似(spectral similarity)技术，并将它们添加到波谱分析中（见ENVI程序指南中的“Spectral Analyst Functions”）。

波谱分析的输出是一张输入的波谱库列表，匹配的顺序由最好依次到最差。

记录了一个总体的类似度“得分”和每个方法中个别的0~1得分。

详情见“Tips For Successful Use of the Spectral Analyst”。

警告这一函数并不识别波谱，仅仅为识别推荐可能的侯选者。

当用到类似的方法或改变了权重时，结果也许会改变。

进行实际的识别主要还在于你。

运用波谱分析：1 选择Spectral Tools > Spectral Analyst2 出现Spectrum Analyst Input Spectral Library对话框，选择用于比较的波谱库，点击“OK”出现Edit Identify Methods Weighting对话框。

3 在“Weight”文本框，为每种类似（近似）方法键入需要的权重系数权重系数可以为任何值，到波谱库的完全匹配将有一个输出的权重总和的“得分”。

一个推荐的起始点是在波谱特征拟合TM中用一个1.0的权重。

4 如果需要，为每种方法编辑“Min”和“Max”系数。

“Min”和“Max”系数用于表明什么数值被认为是完全匹配（通过将它们缩放到0与1之间）。

对于波谱角度制图仪(SAM)方法，到波谱库的类似（接近）由角度（弧度）来衡量，键入的最小值和最大值都用弧度表示。

高光谱数据分析ENVI操作手册1.常见参数选择主菜单→File→Preferences●用户自定义文件（User Defined Files）图形颜色文件，颜色表文件，ENVI的菜单文件，地图投影文件等。

需重启ENVI ●默认文件目录(Default Directories)默认数据目录，临时文件目录，默认输出文件目录，ENVI补丁文件、光谱库文件、备用头文件目录等，需重启ENVI。

●显示设置(Display Default)可以设置三窗口中各个分窗口的显示大小，窗口显示式样等。

其中可以设置数据显示拉伸方式（Display Default Stretch），默认为2%线性拉伸。

●其他设置(Miscollaneous)制图单位（Page Unit），默认为英寸（Inches），可设置为厘米（Centimeters）还有缓冲大小（cache size），可以设置为物理内存的50-75%左右。

Image Tile Size不能超过4M。

2.显示图像及其波谱2.1.打开文件●主菜单，Open Image File→文件名.raw。

●或Window→Available Bands List→File →Open Image File→文件名.raw。

2.2.显示图像●显示单波段灰度级图像：Gray color,选择的波段一般是图像显示最清晰的波段。

●显示伪彩色图像：RGB color，选择具有明显吸收谷、强烈反射作用和所含信息量较大的波段作为彩色合成RGB波段。

●显示真彩色图像：波段列表（Available Bands List）中，右键→Load TrueColor 。

●图像保存：Display窗口，File→Save Image As→Image File，选择输出格式、路径和名称，OK。

●动画显示：Display窗口，Tools→Animation，动态显示各波段图像，能很快的分辨出包含信息量较多的波段。