آموزش نرم افزار جی آی اس و سنجش از دور ENVI
ENVI Image Processing Analysis Solutions
Envi GIS Software-ENVI Tutorial-GIS-Geospatial Imagery-The ideal tool for managing GIS data-remote sensing software ENVI
سنجش از دور-نرم افزار جی آی اس-نرم افزار ENVI-آموزش نرم افزار Envi
The new release, ENVI 4.5, allows the integration of geospatial imagery into GIS workflows, by providing users with the ability to share data seamlessly between ENVI and ESRI’s ArcGIS. ENVI 4.5 provides the ability to export any ENVI activity including processed imagery, vector, classification or extraction results to the geodatabase for ready use in GIS workflows. ENVI 4.5 supports enterprise, file, and personal geodatabase types. This new capability gives users of both products increased workflow efficiencies and time savings when integrating imagery with GIS applications
پس از باز كردن نرم افزار، منوی برنامه ENVI باز مي گردد . در اين قسمت روي منوی File مي رويم و اولين گزينه يعني Open Image File را كليک كرده و باز مي كنيم . در اين حالت پنجره Enter Data File name باز مي گردد . يكي از فايل ها كه با پسوند img است ( عكس است ) را باز مي كنيم . در اين حالت پنجره Available Band List باز مي گردد كه حاوي باندهاي طيفي عكس ها مي باشد . در زير پنجره ، قسمت RGB color و Gray Scale وجود دارد كه قسمت RGB color تصوير رنگي است كه تلفيقي از چند باند است و Gray Scale تنها عكس حاصل از يك باند مي باشد كه حالت بهتر RGB color مي باشد . بر روي باند مورد نظر كليك كرده و آن را انتخاب مي كنيم و بعد از انتخاب گزينه RGB color مي بينيم كه در زير پنجره سه باند به نام هاي R , G , B مربوط به RGB color باز مي گردد و در اين صورت یکی از حالات براي انتخاب این است كه TM Band 5 را انتخاب كنيم كه باند G تيك مي خورد و سپس TM Band 4 را انتخاب مي كنيم كه باند B تيك مي خورد و سپس TM Band 3 را انتخاب مي كنيم كه باند R تيك مي خورد و حالا گزينه Load RGB در پايين پنجره را انتخاب مي كنيم كه 3 پنجره از يك عكس با يك قسمت كادرگيري شده با زوم هاي مختلف مي باشد :
1- پنجره Zoom
2- پنجره display
3- پنجره Scroll
چگونگي تشخيص يك تصوير ژئورفرنس شده از ژئورفرنس نشده :
بعد از باز كردن نرم افزار ENVI بر روي گزينه File تصوير مورد نظر را انتخاب مي كنيم . پنجره زير باز مي شود . عكس هايي كه در پنجره Available Band List داراي زير مجموعه Map Info هستند عكس هايي هستند كه رجیستر يا Geo reference شده اند و عكس هايي كه فاقد زير مجموعه Map Info مي باشند ، عكس هايي رجیستر نشده هستند .
نكته : عكس هايي كه رجیستر نشده اند (Geo reference ) اگر نشانه گر(ماوس) بر روي آنها بوده و دوباره كليك كنيم پس از باز شدن پنجره Cursor location / value حاوي اطلاعات ناقص و فاقد مختصات نقاط مي باشند برخلاف عكس هاي رجیستر شده .
حال براي رجیستر نمودن عكس هاي رجیستر نشده عكس مورد نظر را باز نموده و به صورت زير عمل مي كنيم . ازمنوی اصلی برنامه گزينه Map را انتخاب مي كنيم . مطابق شكل به 2 طريق مي توان عمل كرد :
1- Select GCPs : Image to Image در اين روش براي رجیستر كردن نیاز به برداشت نقطه كنترل زميني توسط كاربر نمي باشد و با استفاده از تصوير رجیستر شده اي كه از همان نقطه موجود است مي توان با انطباق اين دو تصوير بر يكديگر تصوير رجیستر نشده را رجیستر يا Geo Reference نمود .
2- Select GCPs : Image to map در اين روش براي رجیستر كردن نياز به برداشت نقطه كنترل زميني توسط كاربر مي باشد .
عمليات زير را انجام مي دهيم :
1- تصوير رجیستر نشده را باز مي كنيم .
2- بر روي منوي اصلي رفته و گزينه Map > Registration > Select GCPs :Image to map را انتخاب مي كنيم . در اين حالت پنجره Image to Map registration باز مي شود .
3- گزينه مورد نظر را براي انتخاب سيستم تصوير دلخواه و ديتوم مورد نظر انتخاب مي نماييم و OK مي كنيم .
4- پنجره Ground Control Point Selection باز مي شود .
5- حال در اين قسمت نقاط كنترل زميني برداشت شده را تك تك با استفاده از دكمه Add point وارد مي كنيم .
6- پس از وارد كردن نقاط براي مشاهده نتايج و ديدن بردار باقيمانده (RMS) دكمه Show list را فشار مي دهيم .
7- حال بايستي مختصات نقاط GCP و نتايج را show كنيم . بدين منظور در پنجره ي Ground Control Point Selection در منوي File گزينه SaveGCPW map Image را انتخاب مي نماييم . پنجره output registration points باز می شود و با وارد كردن يك نام براي File ذخيره سازي اطلاعات مانند "moka" اطلاعات را ذخيره مي كنيم .
8- در اين حالت پس از save كردن در پنجره Ground Control Point Selection در منوي Option گزينه Warp Displayed band را انتخاب مي كنيم و پنجره Registration Parameters باز مي شود و تنظيمات را مطابق شكل انجام مي دهيم .
9- حال تصوير رجیستر شده را به صورت تك باندي خواهيم داشت.
حال اگر بخواهيم تصوير رجیستر شده را به صورت چند باندي داشته باشيم در پنجره Ground Control Point Selection در منوي option گزينه warp file را انتخاب مي كنيم . پنجره Input warp Image باز مي شود و در آن تصوير مورد نظر را انتخاب نموده ، OK مي كنيم و با انتخاب نوع ذخيره سازي با باز كردن يك پنجره ي جديد به صورت چند بانده فايل ذخيره شده را باز مي كنيم . در اين صورت تصوير رجیستر شده را به صورت چند بانده و با مختصات نقاط خواهيم داشت .
طبقه بندی Classification
براي طبقه بندي classification ابتدا طبقه بندي نظارت نشده را انجام مي دهيم . بر روي گزينه isodata كليك كرده ، پنجره classification input File باز شده تنظيمات را طبق تصوير انجام مي دهيم سپس OK را مي زنيم كه پنجره Isodata power باز مي شود . تنظيمات را طبق تصوير انجام مي دهيم سپس OK را مي زنيم .
يك بخش جديد در پنجره Arailabe band list ايجاد مي شود . براي نمايش آن از كليد Display استفاده مي كنيم و پنجره جديدي ساخته و باند طيفي كلاس بندي شده را در آن load مي كنيم .
براي مقايسه ابتدا يك New display را ايجاد كرده و باند طيفي مورد نظر را در آن load مي كنيم سپس يك باند طيفي ديگر را در display جديد load كرده وگزينه tools در پنجره display تصوير دوم كليك كرده گزينه Link را انتخاب و link display را مي زنيم . پنجره اي باز مي شود . تنظيمات را مطابق تصوير زیر انجام مي دهيم و ok مي زنيم .
با جابجايي مربع در پنجره display خواهيم ديد كه در منطقه انتخاب شده در display 2 هم جابجا و به همان موقعيت مورد نظر در display 1 مي رسيم . با كليك روي display 2 تصوير display 1 مشاهده مي شود . چنانچه نخواهيم با كليك روي تصوير اين عمل صورت گيرد در قسمت Tools گزينه Dynamic overlay off , Link را انتخاب مي كنيم . براي نمايش بهتر تصوير display 1 در هنگام كليك كردن در منوي Tools گزينه Adjust Transparency Link را انتخاب و در پنجره باز شده ميزان شفافيت تصوير را تعيين مي كنيم . مقدار آن را بين صفر تا 100 قرار مي دهيم . سپس apply را فشار داده و پنجره را مي بنديم .
پس از طبقه بندي و load تصاوير در باندهاي مختلف بر روي تصوير طبقه بندي شده كليك مي كنيم . پنجره اي ظاهر مي شود كه پنجره Cursor location كه در آن اطلاعات زير را در مورد آن پيكسل به ما مي دهد كه شامل موقعيت نقطه ، تركيب رنگ آن ( B, G , R ) وشماره
كلاس آن است .
براي به دست آوردن اطلاعات در مورد طول موج و ميزان انعكاس پيكسل هاي تصوير بر روي صفحه Display تصوير كليك راست كرده و گزينه Z profile را انتخاب مي كنيم .
پنجره spectral profile باز مي شود . سپس با كليك كردن روي هر پيكسل ميزان طول موج و انعكاس آن قابل مشاهده است .
براي مقايسه 2 باند طيفي با هم ابتدا در منو برنامه Tools Basic را انتخاب و گزينه Change Detection و بعد گزينه Compute Difference Map را كليك مي كنيم .
پنجره اي ظاهر مي شود و ما در اين مرحله باند طيفي اول را انتخاب مي كنيم .
سپس OK مي زنيم . سپس پنجره اي باز مي شود كه طيف دوم را در آن انتخاب مي كنيم و پس از آن پنجره Compute Difference Map ظاهر مي شود
تنظيمات را طبق تصوير انجام مي دهيم . سپس در پنجره Available band list يك Display جديد ايجاد كرده و باند طيفي مقايسه شده در اين پنجره را در پنجره Display جديد Load مي كنيم .
كه مقايسه بين 2 باند طيفي را نشان مي دهد . جهت مشاهده يك سري اطلاعات آماري از تصوير Load شده در منوي اصلي برنامه
گزينه > Compute Statistics Basic Tools > Statistics را انتخاب مي كنيم.
پنجره زیر ظاهر مي شود.
سپس كليد OK را فشار مي دهيم . در پنجره جديد ظاهر شده تنظيمات را مطابق تصوير انجام مي دهيم .
2 پنجره , Min / Max / Mean File Statistics Reportباز مي شود . نمودار مشاهده شده طول موج و انعكاس را در تصوير نشان مي دهد .
در قسمت گزارش آمار تصوير باندهاي طيفي max , min و ميانگين و انحراف معيار را مشخص مي كند . در تصوير نمودار 2 منحني سبز رنگ است كه نمايانگر مي باشد و خط سفيد Mean است .
گزينه هاي منوي Overlay
منوي overlay براي اضافه كردن جزئيات بيشتر توسط كاربر بر روي تصوير به كار مي رود.
گزينه Annotation : براي نوشتن متن و يا نماد (symbol) و يا كشيدن اشكال گوناگون بر روي تصوير استفاده مي شود .
بعد از انتخاب گزينه Annotation پنجره Annotation text باز مي شود كه مي توان تنظيمات را به طور دلخواه انجام داد و متن مورد نظر را بر روي تصوير قرار داد .
مي توانيم به جاي نوشته از گزينه هاي ديگر در منوي object مانند poly line , polygon , ellipse , Rectangle , symbol و ... استفاده كنيم .
در منوي overlay گزينه Density slice به منظور طبقه بندي تك باندي به كار مي رود . ( طبقه بندي كه تنها با يك باند انجام مي پذيرد ) . درپنجره باز شده يكي از باندها را انتخاب می کنیم .
پنجره Density slice باز مي شود كه شامل تنظيمات مربوط به محدوده ي دسته بندي مي باشد كه باند مربوطه را به طبقات تنظيم شده دسته بندي مي كند .
در ضمن براي تغيير رنگ طبقه بندي ها با كليك برروي گزينه Edit Range و انتخاب يكي از سيستم هاي HSV , HLS, RGB و ياجابجايي محدوده رنگ ها ، رنگ مناسب را انتخاب مي كنيم .
در منوي Overlay گزينه Grid lines به منظور شبكه بندي تصوير بر مبناي طول و عرض جغرافيايي به كار مي رود . بدين صورت كه با استفاده از پارامتر هاي Pixel Grid , Map Grid , Geographic Grid , Spacing كه فاصله Grid ها را از يكديگر تنظيم مي كند مي توان خطوط شبكه بندي شده را بر روي تصوير نمايش داد .
انجام طبقه بندي نظارت شده با استفاده از نرم افزار ENVI
ابتدا يك تصوير رجیستر نشده را باز مي كنيم . سپس در منوي اصلي به منوي Basic Tools رفته و گزينه Region of Interest را انتخاب و در آن بر روي گزينه ROI tools كليك مي كنيم .
پنجره ROI Tools باز مي شود كه در اين پنجره ابتدا گزينه Zoom را انتخاب می کنیم ( به دليل راحتي معرفي مناطق آموزشي در تصوير Zoom شده )
نكته : براي راحتي معرفي مناطق آموزشي مي توان با توجه به وسعت عارضه مي توان از سه گزينه Polygon ( چند ضلعي ) Poly line ( خطكشي ) و Rectangle ( مستطيل ) و ellipse ( بيضي ) استفاده کرد .
حال مناطق آموزشي را با توجه به رنگ و شناختي كه از جنس عارضه داريم معرفي مي كنيم: پس از انتخاب مناطق آموزشي با استفاده از ابزار گرفته شده در بالا در پنجره Edit مي توان رنگ و نوع كلاس معرفي شده را معرفي كرد .
و اين كار را براي مابقي كلاس ها و مناطق آموزشي نيز تكرار مي كنيم .
پس از معرفي تمامي مناطق آموزشي و Save كردن مناطق از منوي اصلي برنامه ،گزينه classification > supervised را انتخاب مي كنيم و در پنجره باز شده عكس مربوطه را انتخاب نموده و ok مي كنيم . پنجره پارامتر هاي ماكزيمم شباهت باز مي شود و مطابق شكل تنظيمات را انجام مي دهيم .
در پنجره Available band list در يك پنجره جديد تصوير طبقه بندي شده را Load مي كنيم . اكنون تصوير طبقه بندي شده را خواهيم داشت و مي توان براي بهبود كيفيت تصوير از گزينه median (5x5) , Filter استفاده نمود . تصوير زير به دست مي آيد:
نكته : مي توان بعضي از مشخصات را بر روي تصوير طبقه بندي شده نمايش داد . با استفاده از گزينه Annotation و ورود به منوي object و بعد از آن گزينه ي Map key ( راهنماي تفكيك رنگ ها ) و يا Scale Bar ( مقياس نقشه ) و Declination (شمال نقشه ) را مي توان نشان داد .