ENVI與ERDAS IMAGINE在鈾礦山生態(tài)環(huán)境評價中的適用性

柏學(xué)凱，連國璽，張云濤，杜 娟

（中核第四研究設(shè)計工程有限公司，石家莊 050021）

在鈾礦冶行業(yè)，項目建設(shè)的生態(tài)環(huán)境影響評價內(nèi)容一般采用定性方法開展，存在較大的不確定性。遙感技術(shù)是當(dāng)前生態(tài)環(huán)境影響評價領(lǐng)域廣為使用的先進技術(shù)，對于具有較大地表工程的鈾礦山項目來說，應(yīng)該使用遙感技術(shù)進行生態(tài)環(huán)境評價。2011年，環(huán)境保護部發(fā)布了《環(huán)境影響評價技術(shù)導(dǎo)則 生態(tài)影響》（HJ 19-2011），對于生態(tài)環(huán)境影響一級評價項目，要求制作多項生態(tài)圖件。而鈾礦山建設(shè)項目多屬于生態(tài)影響一級項目。按照導(dǎo)則要求，應(yīng)開展基于遙感技術(shù)的生態(tài)環(huán)境影響評價。

目前，在遙感圖像處理領(lǐng)域的主流應(yīng)用軟件為ENVI與ERDAS IMAGINE[1]。而在環(huán)境影響評價工作中，尤其在鈾礦冶項目的生態(tài)環(huán)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(yīng)用等加以總結(jié)，為鈾礦冶項目環(huán)境影響評價中遙感圖像處理軟件的選擇提供參考依據(jù)。

1　軟件概述

ENVI是采用IDL語言開發(fā)的，其軟件處理技術(shù)包括圖像數(shù)據(jù)的輸入、輸出、圖像定標(biāo)、圖像增強、糾正、正射校正、鑲嵌、數(shù)據(jù)融合、變換、信息提取、圖像分類等，提供了專業(yè)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(jù)應(yīng)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(chǎn)品架構(gòu)[3-4]。

2　ENVI與ERDAS IMAGINE可操作性比較

2.1　數(shù)據(jù)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(chǎn)數(shù)據(jù)，用戶可以自己用IDL編寫針對國產(chǎn)數(shù)據(jù)直接讀取的工具，如國產(chǎn)的環(huán)境小衛(wèi)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?？紤]到我國鈾礦冶項目存在一定的保密要求，使用國產(chǎn)衛(wèi)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(xiàn)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(xué)。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(xiàn)的，各類功能可以單獨應(yīng)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(jié)合得比較緊密，應(yīng)用也十分廣泛，在一些模塊中采用了GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)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(jié)合兩個平臺開發(fā)用戶自己的業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)。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(chǎn)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(chǔ)上發(fā)展起來的，還綜合考慮了大氣中的各類物質(zhì)散射對地物反射率的影響。而ERDAS IMAGINE的大氣校正模塊的優(yōu)勢在于數(shù)學(xué)和物理意義明確，計算容易，大氣數(shù)據(jù)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(qū)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(jù)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(biāo)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(shù)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(tài)環(huán)境影響評價中，項目對植被的生態(tài)影響是必須要評價的內(nèi)容之一。植被具有獨特的光譜特征，而高光譜成像技術(shù)能夠?qū)Σǘ尉殑澐郑涗浌庾V特征的差異，這是一般的遙感寬波段數(shù)據(jù)做不到的。利用高光譜遙感技術(shù)進行植被的生態(tài)評價將是生態(tài)評價的發(fā)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(yè)，具有更大優(yōu)勢，更適合鈾礦冶項目生態(tài)環(huán)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(tǒng)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(jù)分辨率調(diào)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(tài)評價定量遙感的應(yīng)用上ENVI更適合。

4　結(jié)論

ENVI與ERDAS IMAGINE在遙感領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用，兩者功能相近，但各有優(yōu)勢。我國鈾礦冶項目有一定特殊性，使用國產(chǎn)衛(wèi)星圖像進行評價更符合國情，ENVI在國產(chǎn)衛(wèi)星讀取上具有優(yōu)勢；3S技術(shù)將在鈾礦冶生態(tài)評價中得到廣泛應(yīng)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(tài)影響是重要評價內(nèi)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(tài)評價的實際需求。