壹、實驗目的
通過對圖像進行組合比值運算實驗，掌握運用ENVI的Ratio功能對多波段遙感圖像進行比值綜合信息增強與提取的操作技術，擴展ENVI的Ratio增強功能在地質學上的應用。
二、實驗內容
①分子和分母都是單波段圖像的比值假彩色合成；②分子和分母都是或者其中之壹是單波段圖像線性組合的比值假彩色合成；③比值假彩色合成圖像對地質信息增強效果分析。
三、實驗要求
用ENVI軟件的圖像除法運算處理功能和假彩色合成功能，對山西曲垣縣的ETM＋影像作增強處理，完成老師指定的比值假彩色合成方案中的分組處理，比較各種比值增強圖像的信息反映特征，分析比值增強處理的圖像增強效果。將處理結果輸出存盤。編寫實驗報告。
四、技術條件
①微型計算機；②山西曲垣縣的ETM＋影像（國際分幅：125-36）；③ENVI軟件；④Photoshop軟件（ver.6.0以上）和ACDSee軟件（ver.4.0以上）。
五、實驗步驟
（1）計算方法之壹：基於Band Ratios功能的比值假彩色合成增強處理。
1）在ENVI主菜單欄中選擇“File>Open Image File”，出現文件目錄窗口，將山西曲垣縣的ETM＋影像7個波段數據調入“Available Bands List”窗口。
2）在主菜單欄中用鼠標選擇“Transform”命令，出現下拉菜單，如圖10-1所示。
3）從圖10-1的下拉菜單中，選擇第二項，出現“Band Ratios Input Bands”對話框，如圖10-2所示。在該對話框中，上面的大框內是已打開的“Available Bands List”；中間兩行的上面壹行是用於作比值運算分子的圖像名稱，下面壹行是用作比值運算分母的圖像名稱。分別將鼠標選中被設為分子和分母的波段數據文件TM x1和TM x2，則TM x1和TM x2的文件名稱分別出現在這中間的兩行窗口內。
圖10-1 打開總菜單中的變換處理功能下拉菜單
4）在圖10-2中點擊Enter Pair按鈕，在其下出現“Selected Bands Pairs”框，其中顯示所有設計的波段比值公式。核對無誤後點擊OK按鈕，出現波段比值參數的窗口“Bands Ratio Parameters”（圖10-3），則執行TM x1/TM x2的比值計算，並通過該窗口內的操作將比值結果圖像輸出到存儲器中暫時保存。
圖10-2 打開圖像比值運算處理功能菜單
圖10-3 輸出比值運算處理圖像窗口
5）按照給定的比值合成方案組合，繼續按照步驟3）和步驟4）的操作完成其他兩組比值的操作。因此，在ENVI的存儲器中，有三對波段比值結果。
6）按照假彩色合成處理的操作，將上述三對波段比值結果圖像，分別進行紅、綠、藍變換，並進行假彩色合成，即得到本實驗目標的遙感圖像假彩色。
圖10-4 波段運算對話框
（2）計算方法之二：基於波段運算函數的比值假彩色合成增強處理。
1）在ENVI主菜單欄中選擇“File>Open Image File”，出現文件目錄窗口，將山西曲垣縣的ETM＋影像7個波段數據調入“Available Bands List ”窗口。
2）打開所需要進行波段運算的多波段影像，在ENVl主菜單欄中選擇“Basic Tools>Band Math”命令，出現“Band Math”對話框，如圖10-4所示。
3）在“Band Math”對話框內的“Enter an expression”文本框中輸入變量名和所需要的數學運算符，變量名必須以字符“b”或“B”開頭，後面跟著5個以內的數字字符，如：67/65或者（b7-65）/（67+b5），常用波段運算函數見表10-1。
表10-1 常用的波段運算函數
表達式輸入完成後，點擊Add to List按鈕，則輸入的表達式會自動顯示在“Band Math”對話框內“Previous Band Math Expressions”文本框中，確定無誤後點擊OK按鈕，出現“Variables to Bands Pairings”對話框，如圖10-5所示。
4）在該對話框中的“Variables used in expression”欄中利用實際需要進行運算的波段替換表達式中的變量（如67、65等）。首先在“Variables used in expression”欄中點擊其要替換的變量，然後在“Available Bands List”欄中將需要進行運算的波段選中，即可完成替換。
5）在Output Result to單選按鈕中選擇結果輸出到文件（Filc）或內存（Memory）。如果選擇結果輸出到文件，則點擊Choose按鈕選擇輸出文件路徑。
6）點擊OK按鈕，執行波段運算。
7）選擇不同的方案進行比值假彩色合成增強處理，文件存盤名稱必須反映處理方法。因此，對於假彩色合成，文件存盤名稱直接采用合成波段編號，如TR{TM7}⊕ TG|TM5 }⊕TR| TM4｝合成，存盤名稱就為754.JPG。但對於比值假彩色合成，可用“－”表示比值的除號，如TR|TM7/TM5}⊕TG{TM4/TM3}⊕TB|）TM3/TM2｝處理，存盤名稱可為7-5 4-3 3-2.JPG。
8）簡單的地質解譯。選擇壹幅理想的處理結果圖像，用Photoshop打開，采用畫筆工具及顯著的色彩線條，將影像上有礦產地質指示意義的色彩區域勾畫出來，這就是遙感波譜異常區。對勾出的每壹個區都編號，如C1。根據解譯出的波譜異常區的地質背景，分析該波譜異常可能的找礦指示意義。
圖10-5 變量與波段匹配對話框
比值假彩色合成方案
根據式（9-1），設計了如下比值假彩色合成方案：
方案1: ，簡寫為 B（7/2），余同。
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、實驗報告
（1）簡述實驗過程。
（2）回答問題：①不計及調入影像數據到Available Bands Window的操作，完成壹次比值假彩色合成處理有多少個操作步驟？②TM 影像有7個波段，各種比值計算可以產生巨大數量的比值計算結果，而不同的比值假彩色合成組合也可以產生巨大數量的比值假彩色合成組合結果。兩者結合就有巨量的比值假彩色合成方案。顯然實際運用不可能用所有的合成方案來選擇結果。那麽，應該如何設計合成方案可以達到少而精的效果？③比值假彩色合成處理在遙感地質學中有哪些可能的應用？
實驗報告格式見附錄壹。