Новые возможности ПК ENVI 4.7. Интеграция ENVI EX и ArcGIS Desktop

Рис. 5. Интерфейс ENVI EX

О.Н. Колесникова, Н.Б. Ялдыгина 

Космические данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) в последние годы стали важной составляющей при решении задач создания и обновления цифровых карт, планов и выполнения ГИС-проектов различного уровня и назначения. Используемые при этом технологические цепочки нередко предполагают многоплановую обработку исходных данных: ортотрансформирование и привязку изображений, тематическую классификацию, векторизацию полученных данных, экспорт в ГИС, ввод и редактирование атрибутивной информации для векторных слоев, ГИС-анализ и т. д. В связи с этим актуальной задачей становится интеграция ГИС-приложений и приложений для обработки данных ДЗЗ, которая позволила бы специалистам с легкостью переходить от одного этапа обработки растровых и векторных данных к другому (рис. 1).

Рис. 1. Интеграция технологий обработки данных ДЗЗ и векторных данных
Рис. 1. Интеграция технологий обработки данных ДЗЗ и векторных данных

Значительный шаг для решения данной задачи был предпринят компаниями ITT VIS и ESRI Inc., официально объявившими в 2009 г. о начале стратегического сотрудничества с целью интеграции поставляемых компаниями технологий.

Компания ITT VIS (США) — производитель программных продуктов, предназначенных для обработки и анализа изображений, визуализации данных. Программный комплекс (ПК) ENVI, одно из решений компании ITT VIS, широко известен в России и в мире как инструмент для географической привязки и ортотрансформирования данных ДЗЗ, классификации и спектрального анализа изображений, работы с рельефом, а также решения ряда других задач обработки изображений. Компания «Совзонд» является эксклюзивным дистрибьютором компании ITT VIS на территории России и стран СНГ по распространению программного комплекса ENVI, дополнительных модулей и продукта ENVI EX.

Компания ESRI, Inc. (США) — мировой лидер в сфере создания и продвижения геоинформационных систем. Платформа ArcGIS, поставляемая компанией ESRI, включает широкий спектр приложений для решения различных задач управления, хранения и анализа геопространственных данных: ArcGIS Desktop (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), ArcGIS Server, ArcIMS и др.

Результаты сотрудничества ITT VIS и ESRI были реализованы в полной мере с появлением версии 4.7 программного комплекса ENVI и нового продукта ENVI EX, в которых обеспечена значительная интеграция с программным обеспечением ArcGIS. Компания «Совзонд» является официальным дистрибьютором компании ESRI на территории России и стран СНГ по распространению семейства ГИС-продуктов ArcGIS: ArcGIS Desktop (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), ArcGIS Server, ArcIMS и др.

 КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПК ENVI

Программный комплекс ENVI предлагает все необходимые инструменты для проведения полного цикла обработки данных ДЗЗ — от ортотрансформирования и пространственной привязки до получения необходимой информации и ее интеграции с данными ГИС.

Отличительными особенностями ПК ENVI являются:

  • возможность анализа мультиспектральных и гиперспектральных изображений;
  • поддержка широкого диапазона растровых и векторных данных;
  • открытая архитектура, возможность добавлять собственные алгоритмы и функции обработки данных;
  • интуитивно понятный графический интерфейс;
  • интеграция с геоинформационными продуктами ArcGIS Desktop.

Структура программного комплекса ENVI и его дополнительных модулей представлена ниже на рис. 2.

Рис. 2.  Структура ПК ENVI и дополнительных модулей
Рис. 2. Структура ПК ENVI и дополнительных модулей

DEM (DEM Extraction Module) — модуль для создания высокоточных цифровых моделей рельефа (ЦМР) и цифровых моделей местности (ЦММ) с использованием стереоизображений. Функции DEM позволяют выполнять коррекцию построенной ЦМР (ЦММ), измерять координаты точек, создавать трехмерные векторные объекты.

ACM (Atmospheric Correction Module) — модуль атмосферной коррекции, устраняющий влияние различных атмосферных явлений (водяного пара, кислорода, углекислого газа, метана, озона, молекулярного и аэрозольного рассеивания) и позволяющий извлекать более точную информацию из данных ДЗЗ. С помощью инструментов ACM можно выполнять атмосферную коррекцию как на основе предварительно заданной модели атмосферы, так и без нее (только исходя из содержащейся на снимке информации).

ENVI Orthorectification Module — модуль, предназначенный для ортотрансформирования изображений с использованием строгих методов и позволяющий получать более точные результаты, чем при ортотрансформировании с использованием RPC-коэффициентов. Среди ключевых возможностей модуля: работа одновременно с несколькими изображениями (в том числе с разных сенсоров), блочное уравнивание с использованием опорных и связующих точек и др.

SARscape — группа модулей, позволяющих проводить обработку материалов радиолокационных съемок, выполненных радарами с синтезированной апертурой (SAR). SARscape включает все необходимые функции обработки данных, включая радарную интерферометрию (построение ЦММ, определение подвижек),  поляриметрию (создание композитных поляриметрических изображений, выполнение классификации) и др.

 ДРУГИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЕРСИИ ENVI 4.7

Ряд дополнительных возможностей был реализован в новой версии ENVI 4.7, а также в пакете обновлений ENVI 4.7 Service Pack 1 (SP1), вышедшем в начале 2010 года.

Поддержка новых типов данных.

В версию ENVI 4.7 включена поддержка данных с новых космических аппаратов:

  • COSMO-SkyMed;
  • RapidEye (данные поддерживаются как в формате GeoTIFF, так и в формате NITF);
  • WorldView-2.

Также обеспечена поддержка следующих типов данных:

  • Landsat GeoTIFF с метаданными (MTL);
  • файлы ERDAS Imagine;
  • данные в формате MrSID.

Дополнительно был расширен перечень форматов данных, поддерживаемых в интерфейсе ENVI Zoom. В частности, в ENVI Zoom включена поддержка форматов данных CIB и MODIS; доступ к этим данным ранее осуществлялся только через стандартный (трехоконный) интерфейс ENVI.

Новые инструменты THOR.

Рис. 3. Инструменты THOR
Рис. 3. Инструменты THOR

В ENVI была добавлена группа инструментов THOR (Tactical Hyperspectral Operational Resource), предназначенных для работы с гиперспектральными данными (рис. 3). В основе THOR лежат уже знакомые пользователям инструменты обработки данных, которые былипредставлены в новой форме, максимально простой и удобной для освоения и использования.

 

Инструменты THOR позволяют:

  • выявлять изменения;
  • проводить атмосферную коррекцию;
  • выявлять аномалии;
  • выполнять анализ растительности и Ñ‚. д.

Новые тип преобразования изображений.

В ENVI 4.7 был добавлен новый тип преобразований, применяемых для настройки гистограммы отображения — Optimized Linear Stretch. Данный тип преобразований позволяет извлекать максимальное количество информации из затененных или пересвеченных участков снимка и будет полезен при работе с данными с высоким пространственным и радиометрическим разрешением (например, такими как WorldView-1, 2 и GeoEye-1).

Новая пользовательская панель инструментов в ENVI Zoom.

В интерфейсе ENVI Zoom появилась настраиваемая панель инструментов ENVI Favorites, на которую можно добавить произвольные инструменты ENVI (рис. 4). В предыдущих версиях ENVI доступ пользователей к основным функциям обработки и анализа данных осуществлялся только через стандартный (трехоконный) интерфейс ENVI. Теперь появилась возможность доступа к тем же функциям непосредственно из интерфейса ENVI Zoom. Для этого достаточно добавить функцию на панель инструментов ENVI Favorites.

Рис. 4. Пользовательская панель инструментов в интерфейсе ENVI Zoom
Рис. 4. Пользовательская панель инструментов в интерфейсе ENVI Zoom

Новые инструменты в ENVI Zoom.

В интерфейс ENVI Zoom были добавлены дополнительные инструменты редактирования векторных данных:

  • Rectangulator Tool — инструмент для автоматического преобразования многоугольников в фигуры с прямыми углами; инструмент может использоваться, например, при идентификации автомобилей или крыш зданий;
  • Smoothing Tool — инструмент для сглаживания многоугольников путем удаления отдельных вершин.

Также появился инструмент Mensuration Tool, предназначенный для вычисления расстояния между объектами и азимут.

Дополнительные справочные материалы для пользователей.

В справочную систему ENVI Zoom были добавлены учебные материалы, содержащие примеры выполнения основных процедур работы в интерфейсе ENVI Zoom.

 ИЗМЕНЕНИЯ В ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЯХ ENVI

Новые возможности появились не только в самой программе ENVI, но также и в дополнительных модулях — Orthorectification Module и SARscape.

Изменения в Orthorectification Module.

Orthorectification Module — дополнительный модуль, предназначенный для ортотрансформирования изображений с использованием строгих моделей сенсоров и выполнения блочного уравнивания. В Orthorectification Module были включены следующие возможности:

  • отключение и подключение отдельных опорных и связующих точек для оценки их влияния на общую ошибку;
  • автоматическая генерация связующих точек для перекрывающихся сцен, редактирование существующих точек, ручное добавление новых точек;
  • доступ одновременно к таблицам опорных и связующих точек с помощью опции Show List;
  • изменение цветов для обозначения опорных и связующих точек;
  • отображение входных изображений в естественных цветах либо в режиме grayscale (оттенки серого) по выбору;
  • автоматическое перепроецирование ортотрансформированного изображения в произвольную систему координат, поддерживаемую в ENVI.

Изменения в модулях SARscape.

SARscape — дополнительный модуль, предназначенный для комплексной обработки радиолокационных данных. Последней выпущенной версией программы является SARscape 4.2.

Одним из наиболее важных изменений, произошедших в программе, является появление функции Dual Pair Differential Interferometry (в виде отдельного меню программы), позволяющей выполнять дифференциальную интерферометрическую обработку трех- и четырехпроходных данных. На выходе получается как карта смещений, так и улучшенная цифровая модель местности.

В новой версии SARscape произошли также следующие изменения:

  • улучшены функциональные возможности SARscape по корегистрации, фильтрации, калибровке и ортотрансформированию данных;
  • улучшена производительность обработки данных за счет поддержки многоядерных процессоров;
  • добавлена возможность параллельного запуска нескольких сессий обработки на одном компьютере.

ИНТЕГРАЦИЯ ENVI 4.7 И ARCGIS

В версию ENVI 4.7 были включены следующие возможности, обеспечивающие совместимость с ArcGIS:

  • быстрый доступ к файлам ArcGIS с помощью операции «drag and drop»;
  • доступ к базам геоданных и файлам ArcGIS;
  • сохранение результатов из ENVI в shp-файлы или базу геоданных ArcGIS;
  • использование инструментов ArcGIS при подготовке карт к печати в ENVI;
  • синхронизация изображений между окнами ENVI Zoom (один из интерфейсов ENVI) и ArcMap.

 НОВЫЙ ПРОДУКТ ENVI EX

ENVI EX — новый продукт, основанный на тех же принципах работы, что и ENVI, но адаптированный для ГИС-специалистов (рис. 5).

Рис. 5. Интерфейс ENVI EX
Рис. 5. Интерфейс ENVI EX

Решение стандартных задач ГИС-проектов нередко требует применения базовых инструментов обработки и анализа изображений: выполнения привязки и ортотрансформирования, выявления объектов интереса на изображении, классификации изображений. Однако ГИС-пользователи обычно не обладают необходимыми знаниями и навыками для работы в специализированных программных продуктах, предназначенных для фотограмметрической обработки или тематического анализа изображений.

Продукт ENVI EX призван удовлетворить потребность ГИС-пользователей в простых, но точных и надежных инструментах обработки данных ДЗЗ. В основе ENVI EX лежат алгоритмы и принципы работы, которые хорошо зарекомендовавшие себя за период существования ПК ENVI. Однако сами процессы обработки изображений были сделаны максимально понятными и простыми в освоении, чтобы с ними могли справиться даже неискушенные пользователи.

В ENVI EX включены следующие функциональные возможности.

  • Визуализация данных:
  • отображение слоев векторных и растровых данных;
  • навигация по изображению и масштабирование;
  • настройка гистограммы отображения;
  • Обработка и анализ изображений:
  • ортотрансформирование данных ДЗЗ с использованием RPC-коэффициентов;
  • процедура pan-sharpening;
  • объектно-ориентированная классификация;
  • классификация почвенно-растительного покрова;
  • выявление изменений в интересующей области;
  • Редактирование данных:
  • создание новых и редактирование существующих векторных слоев;
  • добавление закладок;
  • добавление аннотаций (текста, картинок, геометрических фигур и Ñ‚. д.)

ENVI EX обеспечивает поддержку различных типов растровых данных (GeoTIFF, ERDAS IMAGINE, DTED, JPEG, JPEG 2000, MrSID, NITF и др.) и векторных данных (ESRI Geodatabase, Shapefile, ESRI GRID и др.)

Запуск процедур обработки и анализа изображений осуществляется с помощью мастера подсказок, который поэтапно запрашивает важнейшие параметры выполнения процедур (рис. 6).

Рис. 6. Мастер подсказок в ENVI EX
Рис. 6. Мастер подсказок в ENVI EX

В ENVI EX включен инструмент объектно-ориентированной классификации, позволяющий выделять объекты на изображениях с использованием спектральной информации, текстурного рисунка и пространственных характеристик. Ранее данный инструмент был реализован в дополнительном модуле ENVI Feature Extraction (Fx). С появлением версии ENVI 4.7 выпуск модуля Fx прекращен, и функции объектно-ориентированной классификации доступны только в ENVI EX.

 

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ