ENVI5.3新特性介绍

    ENVI5.3于2015年8月3日正式发布。在ENVI5.3版本中，支持更多的传感器和数据格式，新增和改进图像处理算法，更加人性化操作界面，面向对象特征提取工具FX整合激光雷达处理功能，与ArcGIS一体化集成，全新的摄影测量扩展模块，更方便快捷ENVI二次开发。ENVI5.3主要有以下几个方面的改进：

• 传感器和数据格式
• 图像处理和界面改进
• FX集成激光雷达处理功能
• 全新的摄影测量扩展模块
• ENVI二次开发

1. 传感器和数据格式

   ENVI5.3新增如下传感器和数据格式

• Pleiades & SPOT tiled NITF
• Deimos-2
• DubaiSat-2
• SkySat-1/2新的Google数据产品("Image Frames" & "Geo Imagery")
• Sentinel-2A （哨兵2A）MSI Level 1C
• OGC GeoPackage (GPKG)矢量的输入

    ENVI5.3支持Mac OS X Yosemite、Windows 10操作系统，支持与ArcGIS 10.3一体化集成。     ENVI5.3支持OGC WCS服务访问和查询数据。

图1 OGC WCS服务访问和查询数据

2. 图像处理和界面改进

（1）改进头文件编辑器

升级了之前编辑头文件（Edit Header）的功能，更加方便增加、修改和删除图像文件元数据信息。

（2）改进的时空分析工具

可自定义像元大小，可按照栅格数据的获取时间绘制出一个像元的时间剖面曲线。

图2 时空分析工具实时绘制某点时间序列曲线

（3）分类后小斑块处理工具

全新的小斑块处理工具对分类后的结果进行小斑块处理，可自动预览结果。

（4）光谱指数工具的改进

• 新增两个光谱指数——归一化淤泥指数（Normalized Difference Mud Index ——NDMI），用来突出显示淤泥/浅水像元；改进的归一化水体指数（Modified Normalized Difference Water Index ——MNDWI）增强开阔水域特征，来抑制建筑，植被和土壤的影响；
• 优化了光谱指数工具，根据输入数据的波长情况只显示可计算出的光谱指数

（5）QUAC大气校正算法改进

快速大气校正算法有所改进，提高了校正的精度

• 应用mud filtering剔除高度结构化的材料；
• 对于大多数传感器，基于可用波段的一小部分选择端元；当传感器跨可见光和近红外短波红外谱范围，该算法不包括波段中的可见区域；
• 当波长低于 650 毫微米，将会约束增益曲线为常数；
• 抑制茂密的植被的影响；
• 对于高光谱传感器水分吸收波段（940 to 1020 nm），移除云端元；
• 可使用掩膜文件，并支持NoData值、NaN值、无穷大/小值的输入设置

（6）Geospatial PDF改进

可以将整个视图的图层输出为Geospatial PDF文件。

（7）图像分类文件的编辑

在显示图像分类文件的图层上，右键选择Edit Class Names and Colors，可以修改分类名称和颜色。

（8）曲线平滑

在ENVI曲线窗口中新增曲线平滑功能，可以平滑波谱曲线、时间序列曲线等。

图3 波谱曲线平滑效果（左-平滑前，右-平滑后）

（9）空间子区与掩膜功能

在文件选择对话框中，可以根据栅格文件、矢量文件、ROI、地理坐标等确定空间子区。也可以选择掩膜文件。

图4 文件选择对话框中的空间子区选择

（10）支持GMTED2010 DEM数据的下载

最新的GMTED2010全球高程数据，分辨率是7.5秒

图5 更高分辨率的全球DEM数据

（11）处理性能提升

• 可批量处理多景数据
• 多时相、多波段数据显示性能有显著提升
• CADRG读写速率和输出质量提升

图6 287景数据（4000*4000）显示，34G

3. FX集成激光雷达处理功能

      ENVI FX面向对象信息提取工具集成了ENVI LiDAR模块，可进行3D点云特征提取，该模块实现了2D+3D的一体化，ENVI 的点云可视化和分析工具可以：

• File > Open... 或通过拖拽文件的方式打开点云数据
• 生成地表DEM和DSM
• 生成正射影像
• 生成等高线和地形TIN
• 可视域分析
  • ……

图7 LiDAR传感器获取的点云数据

4. ENVI摄影测量模块

     原先的正射校正扩展模块改名为摄影测量模块，新增从立体像对中提取3D信息的功能，从星载数据中获取点云数据降低了成本，可用现有的大量的商业卫星数据，对机载LiDAR覆盖不到的区域生成点云数据，可高性能的处理得到高精度的点云数据，并可利用ENVI的点云可视化、分析和产品生产功能。

• 可从卫星传感器EO/IR平台立体像对中经过像元校正提取3D点云信息。
• 用(SGM)算法做密集影像匹配
• 传感器定位元数据用来约束沿极限维度的搜索
• 每一个像素都会对应生成一个三维点形成点云
• 输出强度或RGB文件的编码的LAS文件用于匹配
• 传感器支持:
• 带有RPC模型的ENVI标准格式数据
• WorldView-1/2/3
• GeoEye-1 in DigitalGlobe (.til) and PVL formats
• IKONOS
• Pleiades-1 & SPOT-6/7
• QuickBird

下面是从不同的传感器数据中得到的点云数据结果

图8 Pléiades-1 – 澳大利亚墨尔本

图9 IKONOS – 科罗拉多博尔德

图10 WorldView-1 – 阿拉伯利亚德

图11 WorldView-3 – 西班牙罗塔岛

5.二次开发

     新增54个ENVITask接口、13个对象&方法、12个Lidar相关ENVITask/对象&方法，以及9个处理状态信息的对象&方法。详细见下面四个表。

表1 54个新增ENVITask接口

Task	功能描述
ENVIAdditiveLeeAdaptiveFilter	对具有加法噪声的栅格图像进行Lee自适应滤波
ENVIAdditiveMultiplicativeLeeAdaptiveFilterTask	对具有加法和乘法噪声的栅格图像进行Lee自适应滤波
ENVIBinaryGTThresholdRasterTask	对栅格图像进行二值化，大于阈值赋予1，小于阈值赋予0
ENVIBinaryLTThresholdRasterTask	对栅格图像进行二值化，大于阈值赋予0，小于阈值赋予1
ENVIBitErrorAdaptiveFilterTask	对栅格图像进行Bit Error自适应滤波
ENVIBuildMosaicRasterTask	对多幅栅格图像进行无缝镶嵌
ENVICalculateQUACGainOffsetTask	获取栅格图像增益和偏移值，用于快速大气校正（QUAC）
ENVIDataValuesMaskRasterTask	根据一组特定的数组值对栅格图像进行掩膜
ENVIDirectionalFilterTask	对栅格图像进行方向滤波
ENVIDirectionalKernelTask	定义方向滤波窗口大小和方向，默认3×3，0°
ENVIEnhancedFrostAdaptiveFilterTask	对栅格图像进行增强型Frost自适应滤波，减少斑点噪声，同时保留边缘特征
ENVIEnhancedLeeAdaptiveFilterTask	对栅格图像进行增强型Lee自适应滤波，减少斑点噪声，同时保留纹理特征
ENVIExportColorSlicesTask	输出栅格图像密度分割.dsr文件
ENVIFrostAdaptiveFilterTask	对栅格图像进行Frost自适应滤波，减少斑点噪声，同时保留边缘特征
ENVIGammaAdaptiveFilterTask	对栅格图像进行Gamma自适应滤波，减少斑点噪声，同时保留边缘特征
ENVIGaussianHighPassFilterTask	对栅格图像进行高斯高通滤波
ENVIGaussianHighPassKernelTask	定义高斯高通滤波窗口大小，默认3×3
ENVIGaussianLowPassFilterTask	对栅格图像进行高斯低通滤波
ENVIGaussianLowPassKernelTask	定义高斯低通滤波窗口大小，默认3×3
ENVIGeneratePointCloudsByDenseImageMatchingTask	利用两幅或多幅图像生成3D点云（基于密度图像匹配算法）
ENVIGeoJSONToROITask	将GeoJSON转换为ROI
ENVIGeoPackageToShapefileTask	将GeoPackage转换为Shapefile
ENVIGetColorSlicesTask	从.dsr文件中获取栅格图像密度分割范围和颜色
ENVIGetSpectrumFromLibraryTask	从光谱库中获取特定地物的光谱信息
ENVIHighClipRasterTask	将栅格图像进行高阈值裁剪，大于设定阈值的赋予该阈值，小于设定阈值则不变
ENVIHighPassFilterTask	对栅格图像进行高通滤波
ENVIHighPassKernelTask	定义高通滤波窗口大小，默认3×3
ENVIKuanAdaptiveFilterTask	对栅格图像进行Kuan自适应滤波
ENVILocalSigmaAdaptiveFilterTask	对栅格图像进行Local Sigma自适应滤波
ENVILaplacianFilterTask	对栅格图像进行拉普拉斯滤波
ENVILaplacianKernelTask	定义拉普拉斯滤波窗口大小，默认3×3
ENVILowClipRasterTask	将栅格图像进行低阈值裁剪，小于设定阈值的赋予该阈值，大于设定阈值则不变
ENVILowPassFilterTask	对栅格图像进行低通滤波
ENVILowPassKernelTask	定义低通滤波窗口大小，默认3×3
ENVIMaskRasterTask	对栅格图像进行掩膜（基于阈值）
ENVIMedianFilterTask	对栅格图像进行中值滤波
ENVIMultiplicativeLeeAdaptiveFilterTask	对具有乘法噪声的栅格图像进行Lee自适应滤波
ENVIROIMaskRasterTask	对栅格图像进行掩膜（基于ROI）
ENVIQuerySpectralLibraryTask	获取光谱库中所有地物光谱名称
ENVIQueryTaskTask	查询指定Task描述信息
ENVIQueryTaskCatalogTask	查看所有可用Task列表
ENVIRasterConvolutionTask	对栅格图像进行卷积运算
ENVIRasterHistogramTask	计算栅格图像直方图
ENVIRasterMetadataItemTask	获取栅格图像特定元数据信息
ENVIRegridRasterSeriesTask	重投影一系列栅格为一个同样的空间格网，使用自定义的grid
ENVIReprojectRasterTask	对栅格图像进行重投影
ENVIResampleSpectrumTask	对地物光谱进行重采样
ENVIRobertsFilterTask	对栅格图像进行罗伯特滤波
ENVISetRasterMetadataTask	设置栅格图像元数据信息并生成.hdr头文件（之前无头文件；若栅格图像本身具有头文件，则覆盖掉原来数据）
ENVISobelFilterTask	对栅格图像进行Sobel滤波
ENVISpectralAdaptiveCoherenceEstimator UsingSubspaceBackgroundStatisticsTask	使用子空间背景统计的均值和方差，进行Adaptive Coherence Estimator (ACE)目标检测分析
ENVISpectralSubspaceBackgroundStatisticsTask	排除异常值像元计算背景统计信息
ENVIVectorMaskRasterTask	对栅格图像进行掩膜处理（基于矢量，如shapefile）
ENVIVectorRecordsToSeparateROITask	根据矢量记录生成对应ROIs

表2 新增13个对象&方法

Object/Method	Description
ENVIBinaryGTThresholdRaster	对象：二值化虚拟栅格（大于阈值赋予1，小于阈值赋予0）
ENVIBinaryLTThresholdRaster	对象：二值化虚拟栅格（大于阈值赋予0，小于阈值赋予1）
ENVIDataValuesMaskRaster	对象：数组掩膜时生成的虚拟栅格
ENVIGainOffsetWithThresholdRaster	对象：同时对栅格数据进行辐射定标和阈值裁剪时生成的虚拟栅格
ENVIHighClipRaster	对象：高阈值裁剪时生成的虚拟栅格（大于阈值的像素赋予该阈值）
ENVIJagwireServer	对象：返回JagwireServer对象引用，基于该引用可以进行如下操作：查询JagwireServer上的栅格数据集哈希表，获取数据集元数据哈希表，关闭JagwireServer连接
ENVILowClipRaster	对象：低阈值裁剪时生成的虚拟栅格（小于阈值的像素赋予该阈值）
ENVIQUACRaster	对象：快速大气校正（QUAC）生成的虚拟栅格
ENVIReprojectRaster	对象：重投影生成的虚拟栅格
ENVIRoi::GetExtent	方法：返回栅格数据ROI边界像素坐标
ENVISpectralLibrary	对象：返回光谱库对象的引用
ENVIView::Chip	方法：根据视图对栅格图像进行裁剪（虚拟栅格）
ENVIView::ChipToFile	方法：根据视图对栅格图像进行裁剪（文件）

表3 新增12个Lidar相关ENVITask/对象&方法

Object/Method/Task	描述
ENVI::OpenPointCloud	打开单个或多个点云数据（.las、.laz、.ntf，.sid，.txt，.bin）和工程文件（.ini），同时进行点云格式优化
ENVI::QueryPointCloud	打开单个点云数据（.las、.laz、.ntf，.sid，.txt，.bin），不进行点云格式优化
ENVICreatePointCloudSubProjectTask	将ENVI LiDAR工程分解为若干个子工程，用于ESE并行处理
ENVIPointCloud	返回点云对象引用，基于该引用可以进行如下操作： –  获取圆形区域、矩形区域、多边形区域点云数据 –  保存点云对象，输出点云为一个新的.las文件 –  关闭点云对象等
ENVIPointCloudFeatureExtractionTask	对点云进行特征提取，比如：提取建筑物、树木和电力线等
ENVIPointCloudFilter	对点云数据进行过滤
ENVIPointCloudMetadata	获取点云元数据信息
ENVIPointCloudProductsInfo	存储点云特征提取Task获取的产品完整信息
ENVIPointCloudQuery	返回ENVI::QueryPointCloud对象引用，基于该引用可以进行如下操作：获取特定范围已分类点云数据，关闭点云对象
ENVIPointCloudSpatialRef	点云数据空间参考对象，基于该对象可以进行如下操作：点云数据地理坐标系与投影坐标系相互转换，投影坐标系之间相互转换
ENVIPointCloudViewer	启动ENVI LiDAR并初始化一个ENVI LiDAR对象，基于该对象可以进行如下操作：打开点云数据，打开shapefile文件，获取已经打开的点云对象，获取和设置视图范围，设置进度条在视图中的位置，关闭视图
ENVISpatialSubsetPointCloud	对点云数据进行空间裁剪

表4 新增9个处理状态信息的对象&方法

对象&方法	描述
ENVI::GetBroadcastChannel	该方法返回一个对象引用系统的广播通道
ENVIAbortable	如果有中止请求时候，使用此类进行通信
ENVIAbortableTaskFromProcedure	当编写自定义Task时候，使用此基类可以实现带有中止选项的进度条，可以设置三个方法： PreExecute, DoExecute, PostExecute
ENVIBroadcastChannel	这是广播通道的引用，包括以下三个方法： ·        发送消息： Broadcast method ·        订阅：Subscribe method ·        取消订阅： Unsubscribe method
ENVIMessage	抽象类，用于其他信息类的超类。
ENVIMessageHandler	抽象类，用于其他信息类的超类。如ENVIBroadcastChannel 调用 ENVIMessageHandler::OnMessage 方法用于把消息转发给所有的用户
ENVIStartMessage	这个函数是用于构建一个ENVIStartMessage 对象送到ENVIBroadcastChannel. 如果一个ENVI用户界面运行，一个处理进度条将会出现。
ENVIProgressMessage	这个函数是用于构建一个ENVIProgressMessage对象送到ENVIBroadcastChannel. 如果一个ENVI用户界面运行，处理进度条将会更新进度。
ENVIFinishMessage	这个函数是用于构建一个ENVIFinishMessage 对象送到ENVIBroadcastChannel. 如果一个ENVI用户界面在有进度条的情况下运行，对话框将会关闭。