ENVI與ERDAS IMAGINE在鈾礦山生態環境評價中的適用性

柏學凱，連國璽，張云濤，杜 娟

（中核第四研究設計工程有限公司，石家莊 050021）

在鈾礦冶行業，項目建設的生態環境影響評價內容一般采用定性方法開展，存在較大的不確定性。遙感技術是當前生態環境影響評價領域廣為使用的先進技術，對于具有較大地表工程的鈾礦山項目來說，應該使用遙感技術進行生態環境評價。2011年，環境保護部發布了《環境影響評價技術導則 生態影響》（HJ 19-2011），對于生態環境影響一級評價項目，要求制作多項生態圖件。而鈾礦山建設項目多屬于生態影響一級項目。按照導則要求，應開展基于遙感技術的生態環境影響評價。

目前，在遙感圖像處理領域的主流應用軟件為ENVI與ERDAS IMAGINE[1]。而在環境影響評價工作中，尤其在鈾礦冶項目的生態環境評價中，哪款軟件更加合適是首先要考慮的問題。下面就ENVI與ERDAS IMAGINE的功能特點及應用等加以總結，為鈾礦冶項目環境影響評價中遙感圖像處理軟件的選擇提供參考依據。

1　軟件概述

ENVI是采用IDL語言開發的，其軟件處理技術包括圖像數據的輸入、輸出、圖像定標、圖像增強、糾正、正射校正、鑲嵌、數據融合、變換、信息提取、圖像分類等，提供了專業的波譜分析和高光譜分析工具，還可以利用IDL為ENVI編寫擴展功能[2]。ERDAS IMAGINE以模塊化的方式提供給用戶，擴展模塊眾多，功能與ENVI類似，但分類更加細致，用戶可根據應用要求、資金情況合理選擇不同模塊及不同組合，其包括低、中、高3種級別產品架構[3-4]。

2　ENVI與ERDAS IMAGINE可操作性比較

2.1　數據格式

ENVI能夠讀取幾乎所有圖像類型和格式，支持各種類型的航空航天傳感器圖像，對于一些特殊格式也讀取得非常好，如HDF、Geodatabase、NITF等格式。ENVI平臺靈活，可以用IDL方便地添加新文件格式進行讀取，尤其對國產數據，用戶可以自己用IDL編寫針對國產數據直接讀取的工具，如國產的環境小衛星工具等。相比之下，ERDAS IMAGINE讀取圖像類型和格式的可擴展性沒有ENVI靈活，對最新傳感器的支持情況不如ENVI。考慮到我國鈾礦冶項目存在一定的保密要求，使用國產衛星圖像進行評價更加符合國情實際。

2.2　可視化

ENVI的各類功能是以菜單的形式展現的，界面友好，顯示窗口包括主題圖像窗口、縮放窗口、滾動窗口，操作起來清晰明了，簡單易學。ERDAS IMAGINE是一款高度模塊化的軟件，各類功能都是以工具箱的形式展現的，各類功能可以單獨應用，不互相影響，在運行一個模塊時，完全可以打開工具箱的其他功能模塊。

2.3　與GIS的整合

ERDAS IMAGINE與GIS結合得比較緊密，應用也十分廣泛，在一些模塊中采用了GIS的數據結構，能夠實現GIS分析功能。而ENVI完全兼容ArcGIS（版本不低于9.3），ENVI的圖像分析功能無縫融合到ArcGIS平臺中，ArcGIS用戶可以在ArcGIS Desktop中直接使用ENVI工具來處理和分析影像，也可以結合兩個平臺開發用戶自己的業務應用系統。在與GIS的整合上，相比之下，ENVI更勝一籌。

3　ENVI與ERDAS IMAGINE功能性比較

3.1　幾何校正

ENVI與ERDAS IMAGINE的幾何校正功能基本相同，ENVI針對低分辨率傳感器提供自動校正工具；在高分辨率影像校正時，ERDAS IMAGINE提供了更加人性化的選點工具，校正方法比較豐富。

3.2　大氣校正

由于大氣的存在，傳感器接收到的信息不能真實地反映地物信息，遙感圖像與其所反映的地表真實影像之間產生了誤差，造成影像失真[5]。大氣校正的目的是消除大氣因素對地物反射的影響，獲得更加接近真實地物的遙感圖像。

ENVI與ERDAS IMAGINE的大氣校正模塊都能很好地消除大部分大氣的影響，滿足使用要求。ENVI的大氣校正模塊是在目前精度最高的大氣輻射傳輸模型的基礎上發展起來的，還綜合考慮了大氣中的各類物質散射對地物反射率的影響。而ERDAS IMAGINE的大氣校正模塊的優勢在于數學和物理意義明確，計算容易，大氣數據庫包含了大量不同太陽高度角和氣候條件下的輻射傳輸值。ERDAS IMAGINE的大氣校正模塊對平坦地區的圖像更為適用[6]。我國鈾礦冶項目多分布在丘陵地帶，ERDAS IMAGINE大氣校正的適用性不如ENVI。

3.3　圖像分類

遙感圖像分類是指根據遙感圖像中地物的光譜特征、空間特征、時相特征等，對地物目標進行識別的過程。相比之下，ENVI提供的分類方法更為豐富，包括最前沿的分類方法和完整的分類后處理工具，參數控制上更加嚴格，分類精度更高。

3.4　高光譜分析

在鈾礦冶項目的生態環境影響評價中，項目對植被的生態影響是必須要評價的內容之一。植被具有獨特的光譜特征，而高光譜成像技術能夠對波段精細劃分，記錄光譜特征的差異，這是一般的遙感寬波段數據做不到的。利用高光譜遙感技術進行植被的生態評價將是生態評價的發展方向。ENVI與ERDAS IMAGINE都具備高光譜分析功能，ENVI的光譜分析相對更加專業，具有更大優勢，更適合鈾礦冶項目生態環境影響評價中地表植被的評價。

3.5　其他處理

在其他處理上，ERDAS IMAGINE與ENVI各有所長。比如，在圖像鑲嵌中，ERDAS IMAGINE主要基于有地理參考的圖像進行鑲嵌，可以由系統計算得到最佳鑲嵌邊，也可以由用戶使用AOI工具輔助鑲嵌；ENVI提供了基于像素和基于地理參考的兩種鑲嵌方法，但沒有提供自動計算鑲嵌邊的功能。剪裁上，ERDAS IMAGINE提供了多種途徑，而ENVI的選擇較為單一。圖像融合上，ERDAS IMAGINE可直接融合有地理參考的兩張大小不同的圖像，而ENVI需要根據分辨率調整其中一幅后才能融合。相對來說，ERDAS IMAGINE的處理傾向于獲得更好的視覺效果，增強對比性，但同時犧牲了圖像的原始特性，這些用于地物分類更方便，但在生態評價定量遙感的應用上ENVI更適合。

4　結論

ENVI與ERDAS IMAGINE在遙感領域均有著廣泛的應用，兩者功能相近，但各有優勢。我國鈾礦冶項目有一定特殊性，使用國產衛星圖像進行評價更符合國情，ENVI在國產衛星讀取上具有優勢；3S技術將在鈾礦冶生態評價中得到廣泛應用，ENVI與ArcGIS的整合有利于評價工作的開展；我國鈾礦冶項目多分布在丘陵地帶，在選用大氣校正模塊分析時，ENVI更加合適；鈾礦冶項目對植被的生態影響是重要評價內容，ENVI的高光譜分析能夠更加真實反映特征。綜上所述，ENVI更適合我國鈾礦冶項目生態評價的實際需求。