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图像运算和K-L变换

掌握图像运算和概念和基本原理,理解图像运算的应用; 掌握基于图像运算原理建立的植被指数NDVI;掌握ENVI软件的波段运算功能,实现图像运算;掌握K-L变换的软件实现,并深刻理解其特点和应用。
方法/步骤
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图像运算——NDVI 提取水体 选择 Basic Tools > Band Math.

2

在标签为 “Enter an expression:” 的文本框内,输入变量名和所需要的数学运算符。变量名必须以字符 “b” 或 “B” 开头,后面跟着 5 个以内的数字字符。尝试输入:b1+b6 并报错【小于7个】

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计算NDVI,输入数学方程式:(float(b2)-float(b1))/(float(b2)+float(b1))*(float(NIR)-float(RED))/(float(NIR)+float(RED))可以输入到文本框中。

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一旦一个有效的表达式被输入,点击 “OK”处理。将出现 Variable/Band Name Pairings 对话框,将各变量匹配相应波段。 b2对应NIR波段,b1对应红波段。

5

点击ok,保存新图像。

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主成分分析(K-L变换)主成分分析(PCA)用多波段数据的一个线性变换,变换数据到一个新的坐标系统,以使数据的差异达到最大。这一技术对于增强信息含量、隔离噪声、减少数据维数非常有用。操作流程图:

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选择 Transforms > Principal Components > Forward PC Rotation > Compute New Statistics and Rotate.使用Compute New Statistics and Rotate选项可以计算数据特征值、协方差或相关系数矩阵以及PC正向旋转。

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出现 Principal Components Input File 对话框时,选择输入文件或用标准 ENVI 选择程序建立子集。

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出现 Forward PC Rotation Parameters 对话框时,在 “Stats X/Y Resize Factor” 文本框键入小于 1 的调整系数,对计算统计值的数据进行二次抽样。键入一个小于 1 的调整系数,以提高统计计算的速度。例如,在统计计算时,用一个 0.1 的调整系数将只用到十分之一的像元。*数据量不多却文件大小不大 故采用系数 1

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若需要,键入一个输出统计文件名。

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点击按钮,选择是否计算 “Covariance Matrix”*协方差矩阵。计算主成分时,有代表性地要用到协方差矩阵。当波段之间数据范围差异较大时,要用到相关系数矩阵,并且需要标准化。

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选用 “File”*文件存储输出 或 “Memory”*临时存储在Temp 输出。

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从 “Output Data Type” 菜单里,选择需要的输出类型(字节型,整型,无符号整型,长整型,无符号长整型,浮点型,双精度型)。

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用下列选项,选择输出 PC 波段数。默认的输出波段数等于输入的波段数。·通过检查特征值,选择输出的 PC 波段数。A 点击 “Select Subset from Eigenvalues” 标签附近的按钮,选择“YES”。特征值将被计算,出现 Select Output PC Bands 对话框,列表显示着每一个波段和其相应的特征值。同时也为所有波段显示出每个波段中包含的数据变化的累积百分比。B 在 “Number of Output PC Bands” 文本框里,键入一个数字或点击按钮,确定输出的波段数。特征值大的 PC 波段包含最大量的数据差异。较小的特征值包含较少的数据信息和较多的噪声。有时,为存储磁盘空间,最好仅仅输出特征值大的那些波段。C 在 Select Output PC Bands 对话框里,点击“OK”。输出的 PC 旋转将只包含你选择的波段数。例如,如果你选择“4”作为输出的波段数,则只有前 4 个波段会出现在你的输出文件里。

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选择上面一个选项以后,在 Forward PC Rotation Parameters 对话框里,点击“OK”为选择的输入文件计算协方差或相关系数和特征值,并进行正向的 PC 旋转。当 ENVI 已经处理完毕,将出现 PC EigenValues 绘图窗口,PC 波段将被导入 Available Bands List 中,你可以从列表中选择显示。

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