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1、ENVI/IDL 二次开发,新疆大学资源与环境科学学院 买买提沙吾提 QQ:317851568,主要内容,1,ENVI /IDL二次开发介绍,3,批处理模式,ENVI /IDL二次开发介绍,如何进行ENVI功能的扩展 波谱、波段函数 扩展ENVI功能的最简单方法,波段和波谱运算函数，不需要处理文件I/O,不需要进行事件控制，不需修改菜单，用户只需编写运算函数部分内容，其它由ENVI进行管理。 批处理模式 不出现ENVI的菜单界面，通过调用ENVI提供的非 交互式函数来实现交互式ENVI所提供的功能。,ENVI /IDL二次开发介绍,用户函数 用户函数可以用IDL、C、Fortran或者其它的高
2、 级语言编写，并集成到ENVI软件中，通过ENVI的 菜单来执行。用户函数可以通过ENVI获得输入数 据，并将结果直接输入到ENVI中。 用户函数包括了部件的定义，事件的处理，以及 处理程序。用户函数和ENVI菜单的一个按钮联系 起来，并像ENVI的其它函数一样执行。,ENVI /IDL二次开发介绍,ENVI程序中的通用关键字 FID FID是一个长整型的标量。FID为ENVI的程序员提 供了一个命名变量，可以用于一个或几个ENVI程 序，来打开或选择文件。所有对该文件进行操作 的ENVI程序都是通过FID完成。 如果文件打开失败，则FID返回为-1。,ENVI /IDL二次开发介绍,R_FI
3、D和M_FID ENVI处理程序产生结果一幅新图像也包括一个 R_FID,或者称为返回FID关键字。如果结果是存 在内存中的，设置R_FID关键字是访问数据的唯 一方法。 进行掩模的处理时还包括一个M_FID，或 者称为掩模关键字，用于确定用于掩模波段的文 件。,ENVI /IDL二次开发介绍,DIMS DIMS关键字是一个5个元素长整型数组。它定义了处理数据的空间子集。当需要确定FID的时候，你必须同时确定该文件的空间范围。 DIMS0 存储一个打开的ROI区域的指针，仅在ROI被定义的时候使用，其它时候设为-1L DIMS1 采样的起始位置 Sample start DIMS2 采样的终止
4、位置 Sample end DIMS3 行的起始位置 Line start DIMS4 行的结束位置 Line end,ENVI /IDL二次开发介绍,POS POS关键字定义了用于处理的波段位置，是一个 变长的长整型数组。波段从0开始，例如，要处 理第三波段和第四波段，POS=2,3。,ENVI /IDL二次开发介绍,常用ENVI功能函数介绍 文件管理 ENVI_PICKFILE： 产生一个提示用户选择文件的对话框，并返回用户所选择的文件名 ENVI_SELECT： 产生对话框提示用户从ENVI中已经打开的文件中选择一个文件，并返回用户所选择文件的FID，该函数还可以返回DIMS和POS的值
5、 ENVI_OPEN_FILE：该函数返回一个文件的FID，并将文件信息添加到可用波段列表中 ENVI_FILE_MNG： 该函数可以打开、关闭或者删除硬盘上的文件。无需用户干预 ENVI_GET_FILE_IDS：该函数返回所有当前打开的文件的FID,ENVI /IDL二次开发介绍,打开外部文件格式 ENVI_OPEN_DATA_FILE： 该函数打开ENVI所支持的外部文件（无ENVI头文件）并返回FID 获取数据 ENVI_GET_DATA：该函数从一个打开的文件中获取影像数据。它每次只返回某一波段的数据，数据的范围由DIMS关键字控制。 ENVI_GET_SLICE：该函数从一个打开的
6、文件中获取波谱影像数据，它返回影像某一行所有波段的数据值。结果以BIP或BIL的格式返回,ENVI /IDL二次开发介绍,将数据输入到ENVI ENVI_ENTER_DATA：该函数将IDL数组中的数据输入到内存中，并通过可用波段列表进行管理。 将影像数据存入硬盘 使用IDL的WRITEU函数写入数据 ENVI_SETUP_HEAD:使用该函数写某个影像数据的头文件,波段、波谱运算,波段运算,Function bm_func,b1,b2,bn, parameters and keywords processing steps return,result end,波段、波谱运算,波谱运算,ENV
7、I批处理模式,批处理模式简介 批处理模式的ENVI和正常模式下没有什么区别，只是通过一系列的特定的函数库来执行ENVI的功能。为了使用这些函数，必须首先将它们恢复到IDL内存中。因此为了正确获取这些函数，有必要了解一下ENVI程序的结构。 ENVI功能文件由大约50多个小的IDL save文件组成，这些文件是包括数据和编译后的程序的二进制文件。这些save文件存放在ENVI安装目录下的Save目录下。ENVI的核心save文件包括ENVI的基本功能函数，动态运行函数以及ENVI运行所需的内部变量。,ENVI批处理模式,如何开始批处理模式 恢复ENVI sav文件 envi, /restore_
8、base_save_files 开始批处理模式 envi_batch_init, log_file=batch.txt 退出批处理模式 envi_batch_eixt 批处理的例子,用户函数,用户函数简介 用户函数允许用户为ENVI添加新的功能并通过ENVI的菜单进行访问。用户能够添加任意数量的用户函数，并且每个函数都可以获得它自己的菜单选项。 用户函数是事件的处理程序。因此，所有的ENVI用户函数必须遵循事件处理的基本规则，即用户函数定义时必须要加上一个附加的变量来接受事件结构。,用户函数,ENVI菜单修改 使用任何文本编辑器就可以打开envi.men文件。文件的结构如下所示： 0 File
9、 1 Open Image Fileopen envi fileenvi_menu_event 1 Open Vector Fileopen vector fileenvi_menu_event 1 Open External File 2 Landsat 3 Fast open fast tm envi_menu_event 3 GeoTIFF open tiff envi_menu_event 3 HDF open envi file envi_menu_event 3 NLAPS open nlaps envi_menu_event 每一行开始的数据定义了菜单项的层次。0表示最顶层，1表
10、示一级子菜单，2表示二级子菜单，依次类推。,用户函数,Open External File第一个大括号括起来的部分定义了显示在菜单上的内容。 open envi file第二个大括号括起来的部分定义了为菜单项所赋给的用户值。用户值在同一用户函数处理多个菜单项时非常有用，可以区别那个菜单项被选择。 envi_menu_event第三个定义了菜单项事件处理程序的名称，即编写的用户函数名。此处使用的是用户函数名，而不是用户函数所在的文件名，所以没有后缀。 需要注意的部分：用户值在大多数ENVI的程序中是需要的，要保持用户值的唯一性。但当编写用户函数时，大多数情况下，用户值部分是没有用的，这时候，可以
11、将用户值设为和用户函数名一致，也可以将它设置为not used等醒目的标示。 修改ENVI菜单 添加如下部分： 0MyFunctions 1Basic File Infonot usedfile_info,用户函数,为用户函数添加Widget部件 ENVI包括了20多种的小部件，可以为用户函数所用。大多数的函数以WIDGET_开头。 ENVI_PICKFILE：用于从硬盘上选择一个文件。可以用来收集任意类型的文件名。 ENVI_SELECT：ENVI标准的文件选择对话框，用来选择一个打开的文件，确定空间和光谱子区，以及掩模波段。它也包括了一个打开按钮，能够允许用户从硬盘上打开一个新的文件。 W
12、IDGET_EDIT：提供了一个部件从列表中选择项目。,用户函数,WIDGET_EDIT：提供了一个部件从列表中选择项目 WIDGET_GEO:用于提示用户选择经纬度值。,用户函数,WIDGET_MAP:用于编辑地图坐标和投影 WIDGET_MENU,用户函数,WIDGET_MULTI:用于多项选择 WIDGET_OUTF 用于选择一个输出文件名,用户函数,WIDGET_OUTFM:用于选择一个输出文件名或是输入到内存 WIDGET_PARAM,用户函数,WIDGET_PMENU:提供下拉菜单 WIDGET_RGB:用于修改RGB颜色值,用户函数,WIDGET_SLABEL:用于显示文本信息
13、WIDGET_STRING,用户函数,Widget部件自动事件管理程序 WIDGET_AUTO_BASE 如果要创建事件自动管理的部件构架，必须通过WIDGET_AUTO_BASE创建顶级BASE，在构建GUI的过程中使用的其它BASE使用原来的WIDGET_BASE函数创建。 AUTO_WID_MNG 调用AUTO_WID_MNG函数进行部件的注册，检测事件，并以结构的形式返回用户输入的值,用户函数,用户函数中错误的捕获 使用Catch函数进错误的捕获 Catch, error IF (error NE 0) THEN BEGIN ok = DIALOG_MESSAGE(!error_sta
14、te.msg, /cancel) IF (STRUPCASE(ok) EQ CANCEL) THEN return ENDIF,用户函数,用户函数与显示组交互 ENVI中每一个三窗口的显示组都能够通过一个唯一数字标识DN进行区别。一旦获得某一显示组的DN值，ENVI提供了几个函数能够提供显示组的有用信息，并能够控制Zoom窗口的移动位置 ENVI_DISP_QUERY：该函数体能够了获取当前显示影像的基本信息，包括影像文件的FID，空间分辨率，影像的显示类型（RGB，灰度或分类），显示的波段位置，以及三个窗口的大小,用户函数,ENVI_GET_IMAGE：该函数类似于ENVI_GET_DATA
15、函数，但它用于从显示窗口中返回数据。给定波段位置，维度，以及DN值，ENVI_GET_IMAGE函数能够返回拉伸后的灰度值 DISP_GET_LOCATION，该函数返回当前选定的像素的位置 DISP_GOTO，该函数移动Zoom窗口到一个指定的位置，并在必要的情况下更新Image和Scroll窗口,用户函数,在用户函数中使用影像分块技术 所有的ENVI用户函数也能够通过ENVI内建的分块函数获取数据。这确保了用户函数也能够处理任意大小的数据文件。ENVI的分块来自于三种格式：BSQ格式，BIL格式以及BIP格式。ENVI还提供了进度条部件来显示分块的处理情况。,用户函数,ENVI分块处理将输
16、入数据分成同样大小的单元，可以是空间方式也可以是波谱方式，以确保所有大小的影像都能被处理。一个空间分块的大小是n行*所有列 ，而波谱分块的大小是Sample*band。,用户函数,空间分块近似等于按输入波段对影像进行分块，因此可以不用考虑文件的存储方式而进行空间处理。但访问单一文件的多个波段，所有波段将拥有同样数目的空间分块。通常进行空间分块的都是BSQ文件，而进行波谱分块的是BIL或BIP文件。使用和输入文件同样的存储方式非常有效。 当进行邻域处理时，空间分块也可以设定重叠的行数。重叠行仅加在每个分块的顶部，在整个波段作为一个分块时，没有重叠行。例如：进行3x3卷积时，需要一行重叠来处理上一
17、个分块的最后一行。,用户函数,分块处理的步骤如下： 初始化空间或波谱分块需求，使用 ENVI_INIT_TILE 获取分块输入数据，ENVI_GET_TILE 当所有的分块数据都处理完毕，释放分块需求,ENVI_TILE_DONE,用户函数,保存结果 输出文件通过使用IDL程序OPENW写入，在调用OPENW程序前，需要通过GET_LUN函数获得文件单元号。通过IDL程序WRITEU函数将处理后的分块数据写入文件。在所有分块数据都写入后，文件被关闭，文件单元号通过IDL程序FREE_LUN释放。 一旦文件被写入硬盘，可以使用ENVI函数ENVI_SETUP_HEAD进行ENVI头文件的写入。下
18、列文件信息必须写入头文件：文件名，采样数，行数，波段数，偏移，存储方式，以及数据类型。此外还有一些可选的关键字。如X、Y的起始位置，文本描述，波段名称等等。,用户函数,对于内存输出，结果存储在内存中分配的数组中。处理后的数据块插入合适的存储位置。内存数组的大小为NS*NL*NB，IDL函数BYTARR，INTARR，LONARR，FLTARR，DBLARR，以及MAKE_ARRAY用来创建相对应的比特类型、整型、长整型、浮点、双精度浮点以及任意类型的内存数组。 当处理结果完成后，包含处理结果的内存数组可以使用ENVI_ENTER_DATA传递给ENVI。在最简单的情况下，仅仅内存数组是必须的。
19、同样有一些额外的信息可以提供，如XY的起始位置以及文字描述和波段名称。,用户函数,非分块处理程序 ENVI_GET_DATA 该函数从文件中获取数据，一次只能对单一波段操作，范围由DIMS关键字指定。该函数提供了xfactor和yfactor两个参数能够产生放大和缩小的影像。 ENVI_GET_SLICE 该函数从文件中获取波谱数据，以BIP或BIL的格式返回。,用户函数,使用处理进度报告 处理进度报告显示了当前处理的完成程度。使用ENVI提供的处理进度报告，开发人员只需控制增量大小和更新频率。可选的关键字Cancel用来在下次增量更新时终止处理进程。处理进度报告由三个程序控制，分别为初始化、
20、设置增量、更新状态。这些函数列在下面： ENVI_REPORT_INC 设置报告的增量 ENVI_REPORT_INIT 初始化报告对话框 ENVI_REPORT_STAT 更新完成的百分数并检查用户是否执行了Cancel 注：只有在处理进程小于100%时，用户才可以取消处理，如果处理进度已达到100%，Cancel将被忽略。,用户函数,用户函数编译 由于IDL编译器不能识别ENVI库函数，因此用户程序在编译的时候通常会报错。 同时为了向下兼容，IDL编译器将（）作为数组的定义，当IDL编译器不能识别函数时，它会将它当作是数组定义，从而导致编译错误。 FORWARD_FUNCTION可以告诉编
21、译器，哪些变量是函数，而非数组定义。 COMPILE_OPT STRICTARR则强制编译器以作为数组的定义。,用户函数,RESOLVE_ALL 在IDL程序中，用到许多IDL内置的函数，都是以源码的形式提供的。在IDL编译器中，它们被自动编译。但是在ENVI中，ENVI不能编译这些函数，因此要想将用户函数打包，必须要找到所有依赖的函数，而IDL提供了一个工具函数就是RESOLVE_ALL，该函数可以自动寻找和编译用户程序所依赖的所有函数。 在使用RESOLVE_ALL函数时要注意，它也不能识别ENVI库函数，在遇到ENVI库函数时会报错，因此在使用时，必须加上CONTINUE_ON_ERROR关键字。,