ENVI - ENVI документация

Программная система ENVI ® (the ENvironment for Visualizing Images - среда визуализации изображений) - учитывает многочисленные и специфические потребности пользователей спутниковых данных. ENVI обеспечивает всестороннюю визуализацию данных и анализ изображений любого размера и любого типа в среде гибкой и удобной в использовании программной системы.
ENVI написан на языке IDL® (Interactive Data Language – интерактивный язык данных), который представляет собой мощный язык структурного программирования, и предлагает интегрированную обработку изображений. IDL предоставляет все возможности для работы в среде ENVI и гибкость ENVI в значительной степени обеспечивается возможностям языка IDL.
Имеются два типа лицензии ENVI:

1. ENVI с полной версией IDL, включающей возможности программирования собственных программ обработки данных, учитывающие требования данного пользователя.
2. ENVI RT, который включает запускаемую версию языка IDL, который обеспечивает полные функциональные возможности ENVI, но не дают возможность писать собственные подпрограммы.

Пользователи ENVI могут использовать возможности языка IDL, индивидуально настраивая под себя функции командной строки. Продвинутые пользователи ENVI получают язык программирования с гибкими возможностями, которые обуславливаются интерактивными свойствами IDL, полезными при их анализе динамики изображения. Если Вас интересуют отели затоки , заходите.
Одно из главных преимуществ ENVI заключается в его уникальном подходе к отображению процесса обработки, в котором комбинируются файловые и многоканальные методы с интерактивными функциями. Когда открыт файл ввода данных, канальные субфайлы, входящие в его состав, сохраняются в списке, где к ним можно обращаться с использованием всех функций системы. Если открыто много файлов, спектральные изображения несоизмеримых типов могут обрабатываться как группа. Группа окон изменяемого размера на экране дисплея ENVI состоит из основного окна изображения, окна масштабирования, и окна прокрутки.
ENVI обеспечивает пользователей многими уникальными возможностями интерактивного анализа, которые доступны внутри этих окон. Широкие динамические оверлейные возможности ENVI позволяют простыми способами проводить сравнения разноканальных изображений. Программа обеспечивает извлечение в реальном времени и связанное пространственное/спектральное профилирование многоканальных и гиперспектральных данных, предоставляет пользователям разнообразные способы рассмотрения многомерных данных. ENVI имеет интерактивные инструментальные средства для просмотра и анализа атрибутов векторных изображений и ГИС.
Удобный визуальный интерфейс ENVI дополняется большой библиотекой алгоритмов обработки. ENVI включает все основные функции обработки изображений в рамках дружественного, интерактивного графического интерфейса пользователя (ГИП). Эти функции включают преобразование данных, фильтрацию, классификацию, регистрацию и геометрическую коррекцию, инструменты спектрального анализа, и средства работы с радиолокационными изображениями. ENVI не налагает ограничений на количество спектральных диапазонов, которые могут быть обработаны, так что могут использоваться многоспектральные или гиперспектральные массивы данных.
ENVI реализует следующие основные группы функций работы с изображениями:

1. базовые технологические операции работы с изображениями (ввода-вывода, редактирования, вычисления и просмотра статистик, и др.);
2. функции коррекции геометрических и радиометрических искажений известных спутниковых систем;
3. общие технологии улучшения изображений;
4. технологии спектрального (гиперспектрального) анализа данных;
5. функции интерактивного дешифрирования и классификации;
6. технологии пространственной привязки, сшивки изображений;
7. обработку данных в радиодиапазоне;
8. функции векторного отображения и топографического анализа данных;
9. обеспечение большого набора картографических проекций;
10. функции подготовки тематических карт;
11. поддержание большого числа растровых и векторных форматов данных.

Для предварительной обработки изображений ENVI предоставляет следующие возможности:

1. использование известных значений порогов и смещений для геометрической коррекции изображения;
2. замена плохих строк;
3. устранение аппаратных искажений известных систем;
4. коррекция влияния бокового освещения;
5. вычитание служебной информации снимка;
6. устранение полос задержек;
7. эмпирическая калибровка линий;
8. калибровка плоских участков поверхности;
9. калибровка отражательной способности в ИК;
10. предварительная обработка снимков AVHRR, HyMap, Landsat MSS и TM, SeaWifs, TIMS.

ENVI предоставляет возможности для геометрической коррекции и пространственной привязки изображений, в том числе:

1. обеспечивает работу со встроенной моделью спутника;
2. отображает геодезические пункты в векторном слое;
3. выполняет привязку с использованием геометрии объекта, пространственную привязку снимка по карте, по другому снимку;
4. поддерживает библиотеку геодезических пунктов;
5. поддерживает проекции, не ориентированные на север;
6. обеспечивает связь с GPS в режиме реального времени.

Кроме того, ENVI поддерживает различные картографические проекции (в т.ч. не ориентированные на север), более 100 видов систем координат, более 35 эллипсоидов и предоставляет возможность преобразования и создания произвольных проекций пользователем.
Для улучшения качества изображения предоставляется целый набор встроенных функций, позволяющих:

1. автоматически применять встроенную палитру изображений, выбирать и редактировать палитры (таблицы цветов);
2. использовать гистограммные преобразования (произвольное и автоматическое растяжение, квантование по плотности и оттенкам серого, эквализация и совмещение гистограммы, пр.);
3. осуществлять фильтрацию изображений, применяя настраиваемые фильтры (Фроста, гамма-фильтр, Куана, Ли, сигма-фильтр), конволюционные фильтры (высоко- и низкочастотные, Гаусса, медианный, преобразования Собеля, Робертса, пр.);
4. применять Фурье-трансформации (прямая и инверсная, а также редактирование и фильтрация в частотной области);
5. использовать фильтры по морфологии, структуре изображений, осуществлять математические и статистические операции (среднее, экстремумы, пр.), применять математические операции и функции к изображению и т.д.;
6. применять широкий инструментарий спектрального анализа изображений;
7. осуществлять синтез и преобразования в системах цветовых координат (HSV, RGB);
8. производить определение уровня шума;
9. производить вычисление вегетационного индекса;
10. выполнять построение мозаик.

Операции спектрального анализа изображений включают:

1. математические операции над спектральными яркостями;
2. прямое и обратное преобразование по методу главных компонент;
3. синтез и преобразование изображений в системах цветовых координат, симуляция натурального цветового ряда изображения;
4. алгебраические вычисления известных индексов, в том числе оптимизация данных с целью изучения растительности в стадии вегетации;
5. нормализация спектра по среднему, вычисление среднего спектра выбранной зоны интереса;
6. расчет отношения сигнал/шум для оценки полезности определенной спектральной полосы данных;
7. обработка гиперспектральных изображений;
8. использование набора готовых конечных элементов спектральных яркостей и их анализа (так называемых сигнатур);
9. использование предметных библиотек спектральных яркостей объектов и создание библиотеки ссылочных спектров;
10. выделение классов объектов по их отражательной способности;
11. трехмерная визуализация спектрального пространства, наличие инструментов спектрального, пространственного и поверхностного профилей изображения.

Также ENVI обеспечивает работу с векторными объектами, в том числе:

1. одновременное отображение в окне векторных и растровых объектов;
2. согласование слоев, построенных в разных проекциях;
3. создание и редактирование векторных объектов;
4. построение границ по растровым данным или ручная оцифровка по растру;
5. создание атрибутов к новому слою;
6. просмотр и редактирование атрибутов;
7. выбор объекта на карте;
8. построение запросов к векторным объектам по их взаимному положению и атрибутам;
9. импорт/экспорт векторных данных распространенных ГИС-форматов;
10. привязка снимков по векторным слоям;
11. преобразования растра в вектор и векторных данных в растр;
12. проведение анализа рельефа изображения, в том числе:
13. отмывка рельефа (черно-белая и цветная);
14. построение изолиний на основе ЦМР;
15. вычисление уклонов и ориентации склонов;
16. измерение выпуклости в плане, по меридиану;
17. нахождение наименьшей/наибольшей кривизны;
18. анализ зон видимости;
19. определение основных геоморфологических форм;
20. объемные изображения;
21. построение трехмерной поверхности.

Интерактивное дешифрирование изображений и построение тематических классов обеспечивается наличием в пакете известных технологий классификации:

1. контролируемой (двоичное кодирование, параллеллепипедный классификатор, часто называемый многоуровневым, классификаторы спектрального расстояния (расстояния Махаланобиса, наименьшего расстояния), классификатор наибольшего подобия);
2. неконтролируемой (алгоритмы Isodata, K-means), включая функции оценки точности, статистику разделимости классов, построение обучающих выборок, постклассификационные операции.

ENVI обеспечивает и другие возможности, которые инициализируются в ENVI с помощью главного меню.
ENVI написан на IDL® (Interactive Data Language – интерактивный язык данных), который представляет собой мощный язык структурного программирования, и предлагает интегрированную обработку изображений. IDL нужен для того, чтобы работать в среде ENVI, и гибкость ENVI в значительной степени обеспечивается возможностям IDL.

Пользователи ENVI могут использовать возможности языка IDL, индивидуально настраивая под себя функции командной строки. Продвинутые пользователи ENVI найдут в языке гибкость, которая обуславливается интерактивными свойствами IDL, полезными при анализе изображения в динамике.
Встроенный интерактивный язык программирования IDL используется для формирования приложений визуализации, обработки и анализа растровых и векторных данных. В состав языка IDL включены:

1. операции по трехмерной визуализации, в том числе поверхностей и контуров, векторных данных,
2. анимация,
3. создание массивов и действия над ними,
4. операции с таблицами цвета,
5. операции формирования диалогов,
6. работа с графикой,
7. обработка изображений: контрастирование и фильтрация, отображение и геометрические преобразования, морфологические операторы и др.,
8. операции картографии,
9. широкий спектр математических операций,

а также множество других операций, обеспечивающих разнообразные возможности и удобство программирования, создания и отладки собственных функций и процедур.