ENVI的教程：DEM模块的提取

ENVI的教程：DEM模块的提取 ENVI的教程:DEM模块的提取 目录 一、 DEM模块的提取 2 1、DEM在这个教程中使用 2 2、DEM在工作中的应用 2 二、输入立体影像对 3 三、 定义地面控制点 4 四、 定义联接点 5 1、编辑联接点 7 2、计算极线几何和图片 8 五、指定参数 10 1、投影DEM的参数指定输出 10 2、DEM提取参数指定 11 六、检查结果 12 1、显示加载DEM结果和表面三维视图的演示 12 2、使用DEM编辑工具 14 七、使用立体3D测量工具 16 八、使用极3D光标工具 17 一、 DEM模块的提取 这次教程主要介绍了数字高程模型(DEM)提取模块与功能，使我们能够从 立体图像提取海拔数据创建一个离散元法。DEM是一种光栅的电网高程值所代 表的表面。DEM在许多场合都是有用的如映射,orthorectification,土地分 类。 它经常被用来创建轮廓图和透视，地图和不同类型的土地利用规划的应 用。 DEM提取模块使您能够从扫描或数字天线上照片,或从一个沿线阵式轨道 卫星中提取海拔数据。例如那些从低于平均值,CARTOSAT-1棱镜,FORMOSAT-2 abstracts 2002 vol . 72 no . KOMPSAT-2 IKONOS,GeoEye-1,OrbView-3, QuickBird,WorldView-1, SPOT satellites。沿着轨迹获得立体影像, 同一 个轨道卫星,它通常有多个传感器来从不同的角度看地球;立体影像就是取在 多个轨道上的卫星的传感器所获得的地球上同一位置的影像。 DEM提取工艺需要一个立体声和一双图像包含理性的多项式系数(RPC) 定位，无论是航空摄影或线阵传感器都可以被用来产生对RPCs联接点和计算 立体图像联系,建立RPCs可以为用户指南提供指导细节。DEM提取目前并不支 持更换传感器模型(气)的精确定位。 DEM提取模块是组成的DEM提取的安装向导和三个DEM工具:编辑工具,立 体对DEM数据的三维测量工具,以及极3D光标工具(注:DEM提取模块需要一个附加 的许可,在你的安装的时候联系你的销售代表取得许可证。如果你的是不被许可的DEM提取模 块,该工具将被禁用)。 1、DEM在这个ENVI中使用 ENVI教程的材料与数据 File Description AST_L1A.hdf ASTER Level 1 data AST_L1A.hdf.met Metadata for above 葛:地质调查数据。这abstracts 2002 vol . 72 no . 1级的数据集是处理由日本的地面上数据系统(GDS)并存档的分布式主动档案中心土地过程(LP在美国地质勘探局厄DAAC)数据中心(EDC)。数据含有高级spaceborne热排放和反射辐射计(abstracts 2002 vol . 72 no .)及对地球而言数据文件的分级数据格式的观测系统(HDF-EOS)。 2、DEM在工作中的应用 DEM提取是一个多步骤的决策过程涉及到很多参数的设置用于不同的步骤。这些步骤可单独使用,或从内部运行DEM提取的向导。向导会引导你到九步骤,提供给你目标的参数,如最小/最大标高感兴趣的地区,以及其他策略的参数赖以生存的环境在地形、救济、文化内涵的成像质量,遮蔽,并希望的速度运行。以下是DEM提取框图向导的工作流程。这个向导使您可以向前走一步,向后退,并节省工作流在任何一步,这样你就可以节约一些时间。 二、 输入一对立体影 DEM提取过程开始输入的立体图像对RPCs含有或有相关。这次我们将从一个DEM提取DEM产品使用abstracts 2002 vol . 72 no . L1A提取的向导。采用可见近红外(VNIR)望远镜的正常(3N)和向后(3B)的立体观测沿着轨道观看的杆子。在这个例子中,我们将会使用3B频段为左侧图像的频段和3N右侧的图像。 在下列步骤,你将会选择一个立体声图像含有RPC定位由任一沿着轨道,或一个在轨道卫星的所获得的图像。 1、 从ENVI的主菜单栏，选择File > Open External File > EOS > ASTER 2、 选择导航数据 AST_L1A.hdf,然后点击“OPEN”在“Available Bands List 中点击“Load band” 3、 从ENVI的主菜单栏，选择Topographic > DEM Extraction > DEM Extraction Wizard > New. 4、 点击“Select Stereo Images”按钮。选择对话框出现左立体一对形象。这 里的数据录入的顺序应该不会有问题。然而,在工具,例如联接点的一代,你可 能会看到不同的联接点选取和计算错误,这是因为的解决将会不同 5、 选择“ASTER VNIR Band 3N”然后点击“OK”。出现了选择合适的图 像立体对对话框。 6、 选择“ASTER VNIR Band 3B”然后点击“OK”。ENVI估计现场的最小 值和最大值表示的海拔使用相关的RPC资讯及表示包含在全球DEM数据文件 ENVI的样本数据集。 7、 点击“NEXT” 三、 定义地面控制点 第二步的步骤,为你提供选项,以定义或使用现有的GCPs。当定义GCPs,你可以选择任何下列选项: , No GCPs. 选择这个选项是一个相对离散元法,这是一种基于可能的不同的位置,旋转和比例从大地坐标放在地面上和平均海平面的DEM。 , Define GCPs Interactively 选择这个选项将会要求你通过输入、加载和编辑GCPs将联接点DEM对一种平面地图投影。最终的结果将会是一个绝对的DEM数据。一个绝对的DEM用地控制水平和垂直方向的参考,拴在这些大地坐标系统。 , Read GCPs From File. 选择这个选项将会要求你选择了一个管理规范GCPs阅读文件。 通过这个练习,使用GCPs就会产生的DEM数据值相对高度。 1、 点击“NO GCPs”单选按钮。值得注意的是检查和编辑立体GCPs选项(第三步的9)是不 可用的。。它只提供如果你有载入上规范文件分成向导。 2、 点击“NEXT”继续。跳过步骤3到ENVI的第4步。 四、 定义联接点 其次,立体影像之间的关系必须定义通过选择或产生领带分。这条领带是用于定义的点,创造极线几何的图像,并经常使用DEM提取。当定义联接点,你可以选择任何下列选项: , Generate Tie Points Automatically. ENVI可以生成,基于点自动联接点内的地形 地貌及图象。 , Define Tie Points Interactively. 选择这个选项就是要求手工定义两个立体影像 之间的联接点。 , Read Tie Points From File. 选择这个选项就是要求选择一个联接点文件来阅读这个 联接点。 通过这个练习,将可以自动产生的联接点。 1、点击“Generate Tie Points Automatically” 单选按钮。自动联接点的产生需要指定四个参数。 , 生成“Number of Tie Points”。 , “Search Window Size” 和“ Moving Window Size” 搜索窗户 是一个定义的集合,这些影像定义了一个地区的滑动窗口在搜索窗口,用来扫描,找一个地形 特征点匹配平一放置。这些窗户的尺寸应考虑对空间分辨率的数据。例如,高空间分辨率的数 据,例如分米级高分辨率影像,应采用适合于大窗口尺寸为了增加寻找相似的特征的可靠性之 间的立体图像移动窗口。 , “Region Elevation” 是该地区占主导地位的地区平均海拔高程的影像。据 估计基于相关的RPC的信息。 注:增加数量的领带分,“Search Window Size”和/或“Moving Window Size ” 将提高加工时间,但也要增加可靠性的匹配。 2、增加一些在“Search Window Size”场101(类型和取代目前在这一领域或使用数量的增加/减少按钮)。值得注意的是,“Search Window Size”总是在平方为奇数像素,必须 大于“Moving Window Size”。 3、将“Moving Window Size”的字段从15增加到19。 4、确保“Examine and Edit Tie Points “切换设置为" Yes ",以便你可以回顾 联接点和编辑一些不是最理想的联接点,然后点击“Next”继续，可能需要几分钟来产生联接 点。 一)、编辑联接点 如果联接点形成使得在安装第五步的DEM提取的步骤9(浏览和编辑的联接点)时会显示两张图像和联接点进行审查。探索和试验项目的这一步骤可以通过用重置按钮的来返回和改变。 1、 试试手动输入左和右图像的地点为x和y的。 2、 将光学变焦盒子其中的图像移到一个新的位置再点击“Update”来更新的联接点。 3、 使用“Current Tie Point”按钮来检查每个点。 4、 点击“Likely Error Rankings”下拉列表按钮。这个列表的联接点的顺序可能的 错误。相对第一个联接点列被认为是“最有可能的“有错误。然而,很可能是一流的联接点 具有很小的错误,因为它只是一个近似值。在这种情况下,你应该检查列表为像素错位, 但有明显较低的错误。 5、 使用“Auto Predict”有助于评估的联接点的位置图像。 6、 检查显示在Y视差值最大的向导屏幕看如果你有改进了数量的误差在联接点。任何时候 你更新一条联接点的时候都应该检查Y视差值。它提供了一个估计,以像素为单位,图像 间的位移在y方向联接点应该调整到这样一种Y视差被最小化，最理想的是,它会显示为 0,表示没有抵消在y方向——所有的点都转移在x方向而已，最大允许Y视差值10像素。你 必须要减少价值小于10为了继续DEM提取。 7、 如果你有了一个Y视差下10像素,点击“Next”继续 二)、计算极线几何和图片 使用这个联接点ENVI会计算的极线几何和影像方法提取DEM数据。这些极线几何图像象素之间的关系描述在立体双和他们可以从三维用浮雕的眼镜。然而,应该注意到的是,大约有10%的人口无法看到在立体,所以这些图片在三维空间看起来可能不为这些人。 1、 这极线几何参数对话框中输入名字为左和右极线几何图像和选择你想在哪里以及怎样 输出的图像。 2、 你也可以选择在这个对话框来申请一个“Epipolar Reduction Factor”以达到降低 分辨率DEM提取,如果你不需要完全的决议为你的应用程序或演示DEM的,因为它将少带加工 时间创造DEM是有益，例如,该abstracts 2002 vol . 72 no的分辨率立体对15米; 如果所 要求的是一段3000万DEM，可以减少DEM 2使用“Epipolar Reduction Factor”。 3、 选择“Examine Epipolar Results”选项后,在查看DEM提取图像之前，这个影像可以用浮雕的眼镜看在三维空间。 您可以查看图片使用两种不同的RGB波段。第一个选项允许您查看左极线几何图像的红色和正确的极线几何图片作为绿色和蓝色。第二个选择它让你能观察正确的极线几何图像是红色,左边的极线几何图片作为绿色和蓝色。 根据其形象最初进入,作为左边或右边立体图像,RGB三波段可被看作是反看是在看山峰正看起来像是峡谷。 4、 点击“NEXT”继续 五、 指定参数 既然你已经创造了极线几何图像,你将需要指定投影和提取DEM输出参数。 1、 投影DEM的参数指定输出 第7步的DEM提取向导使您可以设定参数对DEM输出投影和地图一条出 路。您可以选择去改变的东西,如输出投影类型、像素大小,或输出图像尺寸。 实验与下面一些选项。 , 你可以通过点击触发按钮旁边的地图投影的地方来改变Eastings和Northings字段(E和N)的纬度和经度(Lat 和 Lon)。 , 点击“Change Proj”按钮改变投射或投影的单位。 , 你可以输入值的X和Y像素大小像素大小自定义该区域。 , 输出X尺寸和输出Y的尺寸值描述输出DEM像素大小输出投影重叠区域。 , “Options”的下拉列表按钮允许您设定输出尺寸的单位,选择选项当像素初始值大小的变化,恢复在这一步的向导,和使用的地图肇因于一个现有的文件。 , 通过这个练习,你会使用默认的供该屏幕。点击”NEXT”继续。 2、 DEM提取参数指定 第8步的DEM提取步骤使您可以指定参数对DEM提取。在这里你可以定义阈值的大小,设置在哪些方面你希望进行影像匹配、水平确定地形的细节,并说明在哪里保存您的DEM的结果。 , “Minimum Correlation”的相关系数阈值是用来确定是否在移动窗口分是好搭档。如果一个相关系数小于这个最低,然后点没被认为是场不错的比赛。一般来说,价值观和0.85之间相关性0.65是合理的,但对于较大的滑动窗口的大小,那么严格的相关性都可以使用。 , “Edge Trimming”表示百分比修剪归一化的削减他们的被应用到外部的边缘DEM数据的输出。 , “Moving Window Size”定义的区域的相关系数来计算这两个人之间的图像，作为一代具有自动联接点较大的窗口尺寸应使用更高分辨率的图像,从而提高可靠性的寻找相似的特征滑动窗口。 , 从“Terrain Relief”下拉列表上,你可以选择你的DEM地形的类型最好代表。如果选择“Low”的主要成分是平坦的地形区域和低洼的地形区域，DEM将有一个平滑的效果。“Moderate”是默认的选项,它是适合大多数地形的类型。如果选择“High”的主要成分是山区地形和较高的山区地形，则高低立体的地形特征不易修改。 , 利用DEM提取图像匹配找到匹配特征对左和右的形象的立体的一对。使用“Terrain Detail”决定你想要代表了精确的地形在DEM的输出。这个选项控制图像金字塔的数量水平中使用的图像匹配。水平范围之间的“Level 1” (最低)和N(最高),在那里N是取决于极线几何图像分辨率。“Level 1 ”地形的细节显示图像匹配停止后的图像匹配层,每次迭代仅仅是完成了。N表明图像匹配的水平上被执行最高可能的(极线几何图像分辨率的图像分辨率)。高水平的地形的细节将会需要更严密的水平会影响的图像匹配和处理时间必须提取DEM数据。 , 你可以设置参数,对DEM的结果。这些参数包括“Output Data Type”领域,它可以让您选择之间的“Integer ”(默认)或“Floating Point”。您也可以选择保存输出到“File” (默认)或“Memory”的地方,你可以选择你想保存DEM的结果。 通过这个练习,你会使用默认为这个屏生产提供一种适度的详细DEM数据。 1、 检查提供的选项。 2、 选择一个文件名类型为“Output DEM Filename”。 3、 点击“Next”开始DEM提取工艺。处理时间的用量可以显著,这取决于你的选择“Moving Window Size”和“Terrain Detail”。随着加工完成,创造的各种文件,右极线几 何图像，左极线几何图像和高程的效果)的图像出现在“Available Bands List”上。 六、 检查结果 如果你的DEM提取是完整的,您可以查看和/或编辑所产生的DEM数据。过去的大屏幕上,两个选择;向导提供两种选择将载入DEM结果显示的团体,不过你也将开放DEM编辑工具,这样你就可以编辑的DEM数据。你将探索每一个选择上的这一步检查DEM和编辑的产生。 一)、显示加载DEM结果和表面三维视图的演示 开始的时候你将载入DEM结果显示并进行三维表面观利用光谱波段图像从原卫星图像中检查DEM的结果。 1、 点击“Load DEM Results to Display”按钮(不要关掉DEM提取安 装步骤)。因为这个提取DEM一直使用UTM投影坐标系统,你将需要使用一个投 影履行覆盖为了已有适当对齐的形象与离散元法像素。 2、 在ENVI主菜单栏中，选择 Basic Tools > Preprocessing > Data-Specific Utilities >ASTER > Georeference Data 3、 选择文件“AST_L1A.hdf”然后单击“OK”。 4、 选择“UTM”然后单击“ok” 5、 在“Output Result”栏中选择文件“File”，选择一个文件的名字和路径, 然后点击“OK”。 6、 现在你将载入一个红外线颜色的图像，在“Available Bands List”,右 键单击列表创建新文件,选择“Load CIR to .”,用鼠标的滚 动窗口的区域移动图像。 7、 从刚弹出的窗口菜单栏中选择“Tools > 3D SurfaceView” 8、 选择最近的波段创建DEM高程然后单击“OK”。 9、 点击“OK”使用默认的参数。 10、 使用“Options”菜单在3D SurfaceView窗口来设置选项，如果希望改变发 现区域,可以用DEM编辑工具。 二)、使用DEM编辑工具 DEM编辑工具是DEM提取模块的一个组成部分,可以让你交互编辑像素值内的感兴趣区域(ROI)之一使用七个不同的方法。 1、 从DEM提取步骤对话框,点击“Load DEM Result to Display with Editing Tool”打开DEM在显示组与DEM编辑工具。 2、 移动图像方框的滚动窗口的区域的图像。 3、 画一个多边形点击鼠标左键ROI图像窗口按钮建立第一个多边形点的ROI然后选择 进一步的边境检查站按顺序点击左边再按一次就恢复，关闭多边形点击鼠标右键。 4、 利用DEM编辑工具,你可以用新的ROI或整个DEM与一个单一的值,平滑滤波,平均值 的区域,等等。在“Method”下拉列表在DEM编辑工具对话框探索可供选择。 如果你是满意的,你可以保存您的编辑该文件;如果你不喜欢这个效果,你可以选择来解除您的编辑对DEM。 DEM编辑工具也可以被使用在光谱数据编辑像素在一个单一的波段。 5、 通过这个练习,你不需要保存您的编辑，然后单击“Cancel.”。 6、 点击“Finish”然后点击“NO”关闭DEM提取模块不用保存你的步骤。 七、 使用立体3D测量工具 立体三维测量工具,是另一个工具可与DEM提取模块。这个工具允许你从立体影像交互地计算海拔所给信息和相关的远程过程调用一个单一的领带点。 1、从ENVI的主菜单栏中选择“Topographic > DEM Extraction > Stereo 3D Measurement”。 2、 选择“ASTER VNIR Band3N”然后点击“ok”。 3、 选择“ASTER VNIR Band3B”然后点击“ok”。 4、 无论是在左边或右边的图像窗口、移动缩放Zoom窗口是三维测量一个特征。使用 这个按钮在立体声音响上三维测量工具,对话框,点击“Predict Right 或 Predict Left”有变焦栏的第二形象为中心共轭点。 5、 点击"Get Map Location "来计算和高程基于RPS区分纬度/经度，区域高程 的远程过程调用信息估计的,但是如果你有一个更多对这一地区的、准确的海拔然后 你可以进入这个值在这里。 6、 使用“Export Location”按钮去收集和保存这些要点为一个ENVI的矢量文件或3D shapefile文件， 7、 点击“Cancel”关闭立体三维测量工具。 八、 使用极3D光标工具 “Epipolar 3D Cursor Tool "是另一种工具可与DEM提取模块。这个工具允许你完成三维测量三维立体观赏环境的基础上,对现有的极3D立体图像。您可以查看一个极3D立体的影像和调整高度的光标,提取海拔数据。当你查看你可以收集点的表面,然后把他们出口为点,线,或多边形到一个ASCII文件, EVF文件, 或 ArcView 3D Shapefile的格式文件。 1、 从ENVI主菜单栏中选择“Topographic > DEM Extraction > Epipolar 3D Cursor”。 2、 选择“Left Epipolar Image”选项然后单击“ok”。 3、 选择“Right Epipolar Image”选项然后单击“ok”。打开的极立体图像 显示一个新的左极图像为红色的图像, 右极图像为蓝色。 4、 光标在图像窗口现在是一个双红色和蓝色的光标,视时,使用红、蓝立体影像 合并在一起成为一个单一的游标。你可以控制的3D光标使用特定的鼠标和键 盘控制。 , 使用鼠标移动 3D 的光标极立体图像。 , 单击鼠标左键，捕捉到 3D 游标的地面。 , 单击要导出的地图和高程点 ENVI 鼠标中键点集合表。 , 使用移动 3D 游标的一个像素，键盘上的左、 右箭头键在右侧或左侧。 , 使用向上或者向下箭头键在键盘上定位3D光标移动一个像素向顶部或底 部的图像。 , 使用+或-键键盘数字键来提高或者降低明显的提高的3D光标。 5、 如果你已经探索过了一些可供选择的3D光标工具,然后点击“Cancel”关闭工 具栏。