一、实验目的
通过对图像进行组合比值运算实验，掌握运用ENVI的Ratio功能对多波段遥感图像进行比值综合信息增强与提取的操作技术，扩展ENVI的Ratio增强功能在地质学上的应用。
二、实验内容
①分子和分母都是单波段图像的比值假彩色合成；②分子和分母都是或者其中之一是单波段图像线性组合的比值假彩色合成；③比值假彩色合成图像对地质信息增强效果分析。
三、实验要求
用ENVI软件的图像除法运算处理功能和假彩色合成功能，对山西曲垣县的ETM＋影像作增强处理，完成老师指定的比值假彩色合成方案中的分组处理，比较各种比值增强图像的信息反映特征，分析比值增强处理的图像增强效果。将处理结果输出存盘。编写实验报告。
四、技术条件
①微型计算机；②山西曲垣县的ETM＋影像（国际分幅：125-36）；③ENVI软件；④Photoshop软件（ver.6.0以上）和ACDSee软件（ver.4.0以上）。
五、实验步骤
（1）计算方法之一：基于Band Ratios功能的比值假彩色合成增强处理。
1）在ENVI主菜单栏中选择“File>Open Image File”，出现文件目录窗口，将山西曲垣县的ETM＋影像7个波段数据调入“Available Bands List”窗口。
2）在主菜单栏中用鼠标选择“Transform”命令，出现下拉菜单，如图10-1所示。
3）从图10-1的下拉菜单中，选择第二项，出现“Band Ratios Input Bands”对话框，如图10-2所示。在该对话框中，上面的大框内是已打开的“Available Bands List”；中间两行的上面一行是用于作比值运算分子的图像名称，下面一行是用作比值运算分母的图像名称。分别将鼠标选中被设为分子和分母的波段数据文件TM x1和TM x2，则TM x1和TM x2的文件名称分别出现在这中间的两行窗口内。
图10-1 打开总菜单中的变换处理功能下拉菜单
4）在图10-2中点击【Enter Pair】按钮，在其下出现“Selected Bands Pairs”框，其中显示所有设计的波段比值公式。核对无误后点击【OK】按钮，出现波段比值参数的窗口“Bands Ratio Parameters”（图10-3），则执行TM x1/TM x2的比值计算，并通过该窗口内的操作将比值结果图像输出到存储器中暂时保存。
图10-2 打开图像比值运算处理功能菜单
图10-3 输出比值运算处理图像窗口
5）按照给定的比值合成方案组合，继续按照步骤3）和步骤4）的操作完成其他两组比值的操作。因此，在ENVI的存储器中，有三对波段比值结果。
6）按照假彩色合成处理的操作，将上述三对波段比值结果图像，分别进行红、绿、蓝变换，并进行假彩色合成，即得到本实验目标的遥感图像假彩色。
图10-4 波段运算对话框
（2）计算方法之二：基于波段运算函数的比值假彩色合成增强处理。
1）在ENVI主菜单栏中选择“File>Open Image File”，出现文件目录窗口，将山西曲垣县的ETM＋影像7个波段数据调入“Available Bands List ”窗口。
2）打开所需要进行波段运算的多波段影像，在ENVl主菜单栏中选择“Basic Tools>Band Math”命令，出现“Band Math”对话框，如图10-4所示。
3）在“Band Math”对话框内的“Enter an expression”文本框中输入变量名和所需要的数学运算符，变量名必须以字符“b”或“B”开头，后面跟着5个以内的数字字符，如：67/65或者（b7-65）/（67+b5），常用波段运算函数见表10-1。
表10-1 常用的波段运算函数
表达式输入完成后，点击【Add to List】按钮，则输入的表达式会自动显示在“Band Math”对话框内“Previous Band Math Expressions”文本框中，确定无误后点击【OK】按钮，出现“Variables to Bands Pairings”对话框，如图10-5所示。
4）在该对话框中的“Variables used in expression”栏中利用实际需要进行运算的波段替换表达式中的变量（如67、65等）。首先在“Variables used in expression”栏中点击其要替换的变量，然后在“Available Bands List”栏中将需要进行运算的波段选中，即可完成替换。
5）在【Output Result to】单选按钮中选择结果输出到文件（Filc）或内存（Memory）。如果选择结果输出到文件，则点击【Choose】按钮选择输出文件路径。
6）点击【OK】按钮，执行波段运算。
7）选择不同的方案进行比值假彩色合成增强处理，文件存盘名称必须反映处理方法。因此，对于假彩色合成，文件存盘名称直接采用合成波段编号，如TR{TM7}⊕ TG|TM5 }⊕TR| TM4｝合成，存盘名称就为754.JPG。但对于比值假彩色合成，可用“－”表示比值的除号，如TR|TM7/TM5}⊕TG{TM4/TM3}⊕TB|）TM3/TM2｝处理，存盘名称可为7-5 4-3 3-2.JPG。
8）简单的地质解译。选择一幅理想的处理结果图像，用Photoshop打开，采用画笔工具及显著的色彩线条，将影像上有矿产地质指示意义的色彩区域勾画出来，这就是遥感波谱异常区。对勾出的每一个区都编号，如C1。根据解译出的波谱异常区的地质背景，分析该波谱异常可能的找矿指示意义。
图10-5 变量与波段匹配对话框
比值假彩色合成方案
根据式（9-1），设计了如下比值假彩色合成方案：
方案1:
方案2: R（4/3）⊕G（5/1）⊕B（3/7）
方案3: R（5/7）⊕G（3/1）⊕B（2/5）
方案4: R（7/2）⊕G（5/4）⊕B（3/2）
方案5: R（1/5）⊕G（2/3）⊕B（5/7）
方案6: R（5/7）⊕G（4/3）⊕B（1/4）
方案7: R（3/7）⊕G（2/4）⊕B（5/1）
方案8: R（3/4）⊕G（4/5）⊕B（5/7）
方案9: R（3/7）⊕G（2/1）⊕B（7/4）
方案10: R（5/3）⊕G（7/5）⊕B（2/4）
方案11: R（1/4）⊕G（3/5）⊕B（7/4）
方案12: R（2/3）⊕G（5/7）⊕B（4/1）
方案13: R（4/5）⊕G（7/2）⊕B（3/1）
方案14: R（7/5）⊕G（1/7）⊕B（5/2）
六、实验报告
（1）简述实验过程。
（2）回答问题：①不计及调入影像数据到Available Bands Window的操作，完成一次比值假彩色合成处理有多少个操作步骤？②TM 影像有7个波段，各种比值计算可以产生巨大数量的比值计算结果，而不同的比值假彩色合成组合也可以产生巨大数量的比值假彩色合成组合结果。两者结合就有巨量的比值假彩色合成方案。显然实际运用不可能用所有的合成方案来选择结果。那么，应该如何设计合成方案可以达到少而精的效果？③比值假彩色合成处理在遥感地质学中有哪些可能的应用？
实验报告格式见附录一。
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