ENVI 5.2二次开发更加智能、全面

大家所熟悉的ENVI二次开发方式是调用*_doit函数，这种传统的开发方式在函数调用时参数设置复杂，开发不够智能。从ENVI 5.0版本开始，便加入了许多全新的二次开发函数接口，这些全新的函数接口采用面向对象的开发方式，使得ENVI二次开发变得更加轻松、智能。

最新发布的ENVI5.2版本在保留传统的ENVI二次开发方式(*_DOIT)的基础上，新增了更多全新的函数接口及58个即拿即用的图像处理任务（ENVI Task），使得ENVI二次开发功能更加全面。详细介绍请参考ENVI Help->Programming->Routines及Programming Guide(二次开发手册)。

1.   智能的二次开发方式

面向对象（Object-Oriented，简称OO）开发方式主张从客观世界固有的事物出发来构造系统，提倡用人类在现实生活中常用的思维方法来认识、理解和描述客观事物。全新的ENVI 二次开发方式不需要用户拥有强大的面向对象技能，只需理解对象概念即可。对象是一个程序的基石，但对象具体是什么呢？这里举个例子：当你第一眼看到下图的藏獒时，你看到了它的毛色为黄色，鼻子大，眼睛小等特性，如果你拿棍子打它，它会立马起来咬你，这是它的行为。因此，我们说这里的藏獒就是一个对象，每个对象都有它的属性（特性）和方法（行为）。

理解了对象的概念，ENVI5.2二次开发方式将变的非常简单、智能。

图：藏獒->对象

ENVI新的二次开发中，通过e=ENVI()方式启动ENVI,这里返回的e就是一个对象，将e的信息打印出来：

ENVI> print,e

ENVI <274465>

 DATA                     =

 LANGUAGE                 = 'eng'

 LAYOUT                   = 1,          1

 LOG_FILE                 = ''

 PREFERENCES              =

 ROOT_DIR                 = 'C:\Program Files\Exelis\envi52\'

 UI                       =

 UVALUE                   = !NULL

 VERSION                  = '5.2'

 WIDGET_ID                = 897

可以看到e中包含了许多信息，包括语言（Language）、视图布局（layout）、日志文件（log_fid）、安装目录（root_dir）、UI对象、UVALUE、版本（Version）和Widget_ID，这些都是e这个对象的属性。

我们说每个对象除了属性之外还有方法，例如：通过e对象的Openraster方法打开一个栅格数据。

ENVI> file = FILEPATH('qb_boulder_msi', ROOT_DIR=e.ROOT_DIR, $

> SUBDIRECTORY = ['data'])

ENVI> print,file

C:\Program Files\Exelis\envi52\data\qb_boulder_msi

ENVI> raster = e.OpenRaster(file)

我们通过查看Openraster方法的帮助，可以知道该方法的返回值raster也是一个对象，那对象raster又有自己的属性和方法，例如：利用raster对象的Export方法将数据导出为TIF格式。

ENVI> help,raster

RASTER         ENVIRASTER <282395>

ENVI> raster.Export, 'D:\temp\qb_boulder_msi', 'TIFF'

至此，大家应该理解对象的概念了！

2.   全新的二次开发接口

ENVI5.2提供了功能更加全面的函数接口，根据函数调用方式的不同分为两类：ENVI函数接口调用、ENVI Tasks调用。

 2.1ENVI函数接口调用

ENVI5.2提供了更多的程序控制、数据控制以及显示控制相关的函数接口，功能更加全面，例如：使用ENVIMosaicRaster函数对输入栅格做镶嵌，函数调用方法如下：

PRO MOSAICBATCH_SEAMPOLYGONS

 COMPILE_OPT IDL2

 ; 启动ENVI

  e = ENVI()

 

 ; 选择镶嵌文件

 files = DIALOG_PICKFILE(/MULTIPLE, TITLE = 'Select input scenes')

 scenes = !NULL

 FOR i=0, N_ELEMENTS(files)-1 DO BEGIN

   raster = e.OpenRaster(files[i])

   scenes = [scenes, raster]

 ENDFOR

 

 ; 调用ENVIMosaicRaster函数执行镶嵌功能

 mosaicRaster = ENVIMosaicRaster(scenes, SEAMLINE_METHOD='Geometry')

 

 ;保存镶嵌结果为ENVI格式

 newFile = e.GetTemporaryFilename()

 mosaicRaster.Export, newFile, 'ENVI'

 

 ;保存接边线为shapefile文件

 mosaicRaster.SaveSeamPolygons, 'C:\MyData\SeamPolygons.shp'

 

 ; 关闭ENVI

 e.Close

END

ENVI5.2包含的程序控制、数据控制以及显示控制相关的函数接口总结如下，

程序控制包含的方法及功能如下表所示：

方法	功能介绍
ENVI.AddCustomReader	为File > Open As > Custom添加打开自定义格式数据的过程。
ENVI.AddExtension	为Toolbox添加扩展工具，可添加菜单功能。
ENVI.Close	关闭ENVI。
ENVI.CreateView	创建新的视图（View）
ENVI.GetTemporaryFilename	自动获取一个临时文件名，位于临时目录。
ENVI.GetView	获取当前视图，返回值为ENVIView对象。
ENVI.HideExtensionFiles	启动ENVI时隐藏某个扩展补丁。
ENVI.LogMessage	将自定义消息保存到日志文件LOG_FILE内。
ENVI.OpenRaster	打开栅格数据，支持大多数格式。
ENVI.OpenROI	打开ENVI的ROI文件。
ENVI.OpenVector	打开矢量数据。
ENVI.Refresh	可以禁用或启用ENVI刷新功能。
ENVI.ReportError	弹出错误提示对话框。
ENVI.Show	使ENVI处于当前激活窗口。
ENVIPreferences	管理ENVI Preferences设置
ENVIPreferenceItem	设置ENVI Preferences设置项

数据控制中包含的函数如下表所示：

对象或方法	功能介绍
ENVICoordSys	对象：可通过ENVIVector的COORD_SYS属性获取此对象。
ENVIDataCollection	对象：获取当前打开的文件Raster对象数组
ENVIEqualizationStretchRaster	对象：均衡化拉伸栅格数据
ENVIFIDToRaster	方法：将ENVI中的文件ID（FID）转换为ENVIRaster对象。
ENVIGaussianStretchRaster	对象：高斯拉伸栅格数据
ENVIGCPSet	对象：ENVI的地面控制点对象。
ENVIGLTRasterSpatialRef	对象：空间参考对象，包含了地理查找表（GLT）。
ENVIGridDefinition	对象：定义参考网格
ENVILinearPercentStretchRaster	对象：线性百分比拉伸栅格数据
ENVILinearRangeStretchRaster	对象：线性范围拉伸栅格数据
ENVILogStretchRaster	对象：对数拉伸栅格数据
ENVIMetaspectralRaster	对象：ENVI元文件生成对象
ENVIMosaicRaster	对象：ENVI无缝镶嵌栅格对象。
ENVINNDiffusePanSharpeningRaster	对象：基于NND算法的融合
ENVIOptimizedLinearStretchRaster	对象：优化线性拉伸栅格数据
ENVIPseudoRasterSpatialRef	对象：空间参考对象，包含了Pseudo 地理信息。
ENVIRaster	对象：ENVI栅格对象，包含一些栅格数据操作方法。
ENVIRasterIterator	对象：ENVI分块处理对象。
ENVIRasterMetadata	对象：ENVI栅格元数据对象。
ENVIRasterSeries	对象：生成栅格时间序列文件
ENVIRasterStatistics	对象：栅格统计对象
ENVIRasterToFID	方法：将ENVIRaster转换为FID。
ENVIResampleRaster	对象：栅格重采样
ENVIROI	对象：全新的ENVI感兴趣区域对象。
ENVIRootStretchRaster	对象：栅格根拉伸，例如：平方根，3次方根
ENVIRPCRasterSpatialRef	对象：空间参考对象，存储RPC信息。
ENVISpatialGridRaster	对象：重投影及重采样栅格
ENVISpectralIndexRaster	对象：光谱指数计算
ENVIStandardRasterSpatialRef	对象：空间参考对象，包含了标准地理坐标系信息。
ENVISubsetRaster	对象：栅格裁剪对象
ENVITime	对象：ENVI时间对象。
ENVIVector	对象：ENVI矢量数据对象。

显示控制包含的函数如下表所示：

对象	功能介绍
ENVIPortal	ENVI透视窗口对象。
ENVIRasterLayer	ENVI栅格图层对象，可对图层进行移动等操作。
ENVIRasterSeriesLayer	栅格时间序列文件生成对象
ENVIROILayer	ENVI感兴趣区域图层。
ENVIUI	ENVI用户界面对象，可弹出文件选择对话框和地图坐标系统界面等。
ENVIVectorLayer	ENVI矢量图层对象，可对图层进行移动等操作。
ENVIView	ENVI视图对象，可对视图进行平移、旋转、缩放等操作。

 2.2ENVI Task调用

ENVI5.2新增了58个即拿即用的图像处理任务，几乎包括了所有基本的ENVI图像处理，用户可以利用ENVITask和ENVITaskParameter两个函数调用任何一个任务，可以说ENVI Task调用是一种特殊的函数接口调用。这里我们对58种任务做了总结和说明如下表所示：

Tasks	功能描述
AutoChangeThresholdClassification	基于自动阈值法的图像变化监测
BuildBandStack	波段合成
BuildRasterSeries	构建用于时空分析的栅格系列文件
BuildTimeSeries	根据采集时间排序后，构建用于时空分析的栅格系列文件
ChangeThresholdClassification	基于手动阈值法的图像变化监测
ClassificationAggregation	分类结果聚合，清除碎斑
ClassificationSmoothing	分类结果平滑，清除斑点噪声
ClassificationToShapefile	导出分类结果中的一类或多类为Shapefile格式
ColorSliceClassification	通过阈值进行栅格数据的分类并着色，默认类别：16类、颜色表为：Rainbow
DarkSubtractionCorrection	简化黑暗像元法大气校正
DimensionsResampleRaster	重采样
EqualizationStretchRaster	直方图均衡化拉伸
FXSegmentation	面向对象分割
ForwardICATransform	独立主成分分析
ForwardMNFTransform	最小噪声分离
ForwardPCATransform	主成分分析
GaussianStretchRaster	高斯拉伸
GramSchmidtPanSharpening	GS融合方法
ISODATAClassification	ISODATA非监督分类法
ImageBandDifference	波段差值分析
ImageIntersection	计算两个图像交集
ImageThresholdToROI	阈值法定义ROI
LinearPercentStretchRaster	百分比线性拉伸
LinearRangeStretchRaster	基于像素值范围的线性拉伸
LogStretchRaster	对数拉伸
MahalanobisDistanceClassification	马氏距离监督分类法
MappingResampleRaster	行列映射法重采样
MaximumLikelihoodClassification	最大似然监督分类法
MinimumDistanceClassification	最小距离监督分类法
NNDiffusePanSharpening	NNDiffuse图像融合
OptimizedLinearStretchRaster	优化线性拉伸
PCPanSharpening	PCA图像融合
PercentThresholdClassification	基于阈值法的异常区域和非异常区域提取
PixelScaleResampleRaster	分辨率成倍采样法
QUAC	快速大气校正
QuerySpectralIndices	基于影像中心波长信息获取光谱指数数组
ROIToClassification	ROI转换为分类文件
RPCOrthorectification	正射校正
RXAnomalyDetection	基于RX的异常检测
RadiometricCalibration	辐射定标
RadiometricNormalization	辐射归一化
RasterStatistics	栅格统计
RasterViewshed	视域分析
RegridRaster	影像栅格化
RegridRasterSeriesByIndex	基于索引的批量影像栅格化
RegridRasterSeriesByIntersection	基于交集的批量影像栅格化
RegridRasterSeriesByUnion	基于并集的批量影像栅格化
ReprojectGLT	基于GLT转换投影坐标
RootStretchRaster	指定范围拉伸
SpectralAngleMapperClassification	光谱角监督分类法
SpectralIndex	光谱指数计算
SpectralIndices	批量光谱指数计算
ThematicChange	分类后变化监测
TrainingClassificationStatistics	分类后统计
VectorAttributeToROIs	基于矢量中的属性创建ROI
VectorRecordsToROI	基于矢量创建ROI
VegetationSuppression	植被抑制
VideoToRasterSeries	视频转栅格

以ENVI5.2新增的NNDiffuse融合方法为例，介绍如何调用ENVI Task，其他Task调用方法类似，IDL代码如下所示：

PRO ENVIRPCOrthorectificationTask_Example

 COMPILE_OPT idl2

 ; 启动ENVI

  e = ENVI()

 

 ; 打开高分辨率影像和低分辨率影像

 highResFile = Filepath('qb_boulder_pan', Subdir=['data'], $

   Root_Dir=e.ROOT_DIR)

 highResRaster = e.OPENRASTER(highResFile)

 lowResFile = Filepath('qb_boulder_msi', Subdir=['data'], $

   Root_Dir=e.ROOT_DIR)

 lowResRaster = e.OPENRASTER(lowResFile)

 

 ; 初始化NNDiffuse任务

 Task = ENVITask('NNDiffusePanSharpening')

 

 ; 定义参数

 Task.INPUT_LOW_RESOLUTION_RASTER = lowResRaster

 Task.INPUT_HIGH_RESOLUTION_RASTER = highResRaster

 Task.OUTPUT_RASTER_URI = e.GETTEMPORARYFILENAME() ; 输出结果路径

 

 ; 执行任务

 Task.EXECUTE

 

 ; 将输出结果添加到Data Manager中

 DataColl = e.DATA

 DataColl.ADD, Task.OUTPUT_RASTER

 

 ; 显示输出结果

 View1 = e.GETVIEW()

 Layer1 = View1.CREATELAYER(Task.OUTPUT_RASTER)

END

执行的结果如下图所示：

图：NND融合前后对比