遙感影像鑲嵌拼接:ENVI的Pixel Based Mosaicking工具操作方法

疯狂学习GIS發表於2024-03-11

  本文介紹基於ENVI軟體,利用“Pixel Based Mosaicking”工具實現柵格遙感影像鑲嵌拼接的方法。

  首先需要說明的是,本文需要鑲嵌的遙感影像並不含地理參考資訊,因此僅可以使用ENVI中的“Pixel Based Mosaicking”工具(該工具可以對含有或不含有地理參考資訊的影像進行鑲嵌),而不是更為先進的“Seamless Mosaic”工具(該工具僅可對含有地理參考資訊的影像進行鑲嵌);針對後者,大家可以檢視我們後續的部落格。

  我們先來看一下本文需要實現的需求。現有以下兩景遙感影像,在ArcMap軟體中開啟,其中一景如下圖所示。

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  另一景則如下圖所示,可以看到兩景遙感影像之間的重疊區域還是比較大的。

  其中需要注意,這兩景影像均不含任何的地理參考資訊;因此在ArcMap中的顯示,二者也是重疊起來的。而我們需要做的,就是對這兩景遙感影像進行鑲嵌。

  明確了具體需求,接下來就可以開始鑲嵌操作。首先,我們在ENVI軟體中開啟對應的兩景遙感影像。選擇“File”→“Open...”。

  在彈出的檔案選擇視窗中,選中我們需要進行鑲嵌的兩景遙感影像檔案,並選擇“開啟”。

  接下來,在ENVI的工具箱中,依次選擇“Mosaicking”→“Pixel Based Mosaicking”。

  這裡我們再強調一下,之所以不選擇使用效果更好的“Seamless Mosaic”工具進行鑲嵌,就是因為該工具僅可以對含有地理參考資訊的柵格資料進行操作;下圖為該工具的幫助文件,可以看到其中也提到了這一點。

  對於本文的兩景不含有地理參考資訊的影像,如果我們將其新增到“Seamless Mosaic”工具中,就會提示因為影像不含有標準投影資訊,所以不能進行這種方法的鑲嵌。

  言歸正傳。我們開啟“Pixel Based Mosaicking”工具後,將會彈出如下所示的介面。

  我們依次選擇“Import”→“Import Files...”,進行待鑲嵌資料的匯入。

  在彈出的資料選擇視窗中,選中我們需要進行鑲嵌的資料。

  隨後,會彈出一個鑲嵌範圍的配置框。在這裡我們暫時不管它,直接選擇“OK”即可。

  隨後,兩景影像都被新增進入鑲嵌工具中。

  可以看到,此時兩景影像依然是重疊在一起的,且不能拖動;而我們在後期對這兩景遙感影像進行鑲嵌時,肯定首先需要調整二者的位置。那麼,我們就需要對剛剛提到的鑲嵌範圍進行擴大,從而讓我們可以拖動兩景遙感影像。

  依次選擇“Options”→“Change Mosaic Size...”,開啟鑲嵌範圍的配置框。

  在彈出的視窗中,將二者適當擴大,從而調整鑲嵌區域的XY的畫素範圍。

  隨後,我們即可用滑鼠左鍵拖動兩景遙感影像。

  接下來,不斷拖動遙感影像,使其二者處於正確的空間位置。用“Pixel Based Mosaicking”工具鑲嵌不含有地理參考資訊的柵格影像時,有一個比較麻煩的地方——其不能調整每一景遙感影像的透明度;這就會導致我們在拖動兩景遙感影像時,會稍微有些不方便確認二者是否完全匹配到合適的位置。我們只能在影像上右鍵,透過如下圖所示的選項不斷切換兩景遙感影像之間的顯示優先順序,從而大致判斷影像是否處於合適的位置。

  當然,這裡還有一個找到不同遙感影像之間相對位置的辦法。我們可以首先選定一個每一景遙感影像中都含有的地物標誌畫素,例如下圖中黃色圓圈內的河流交界處的像元;隨後,在ENVI軟體中透過Crosshairs功能、Cursor Value功能確定該像元在每一景遙感影像中的像元位置(XY位置);接下來,對兩景遙感影像的X位置與Y位置依次做差,並依據差值修改下圖紅色方框內的影像左上角點的像元位置,就可以快速確定兩景遙感影像之間的相對位置。

  確定了遙感影像之間的相對位置後,我們還需要分別檢視每一景遙感影像背景值(NoData值)處像元的數值,為了後期的鑲嵌做準備。這裡我們依然透過Crosshairs功能、Cursor Value功能實現即可。

  每一景影像最好都確認一下,防止後期鑲嵌時出現問題。

  隨後,對每一景遙感影像的名稱右鍵,選擇“Edit Entry”選項。

  在彈出的視窗中,第一項輸入我們剛剛獲取的遙感影像的背景值,第二項選擇影像接邊線的羽化範圍;隨後,配置影像顯示的RGB通道與拉伸比率,並對影像的顏色均衡進行調整。對於顏色均衡,我們只需要對待鑲嵌影像中的任意一景的“Color Balancing”選擇“Fixed”即可,其它影像均選擇“Adjust”。

  對每一景遙感影像都進行“Edit Entry”操作。同時不要忘記,其它遙感影像的“Color Balancing”都要選“Adjust”。

  配置完畢後,在“Pixel Based Mosaicking”工具工具視窗下方,可以看到每一景遙感影像的引數設定。

  接下來,即可開始鑲嵌操作。依次選擇“File”→“Apply”。

  在彈出的視窗中,配置鑲嵌後影像的儲存路徑與名稱,並將“Color Balance using:”一項選擇為“stats from complete files”即可。

  隨後,即可進行影像的鑲嵌。稍等片刻,得到鑲嵌完畢後的結果如下圖所示。

  至此,大功告成。

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