【遥感专题系列】影像信息提取之——多时相影像动态检测
分享
-
2016-06-11
遥感影像具有周期性特点，利用这一特性就可以用于监测一个地区的地表变化情况，遥感影像是我们监测地球变化最直接和权威的数据源。从遥感影像中可以获取的变化信息包括：海岸线、森林健康、城市扩张、农业生产、自然灾害、人为灾害、土地覆盖、冰雪范围、水面变化等。
本专题介绍这种信息提取技术，包括的内容：
1、动态监测概述
很多人对动态监测和动态检测两个名词有疑惑。个人理解，动态监测是一个广义的名词，泛指数据预处理、变化信息发现与提取、变化信息挖掘与应用等，以对整个流程的叙述。动态检测是一个狭义的名词，主要指部分数据预处理、变化信息发现与提取。在一定的意义和场合上讲，两个词的意思是一样的。当然很多地方把这两个词说成变化监测和变化检测。
遥感动态检测就是从不同时期的遥感数据中，定量地分析和确定地表变化的特征与过程。它涉及到变化的类型、分布状况与变化量，即需要确定变化前后的地面类型、界线及变化趋势，能提供地物的空间分布及其变化的定性和定量信息。
目前，遥感变化检测技术大多是针对两个时相的遥感影像进行操作。根据处理过程来分，遥感变化检测方法可分为三类：
一、 图像直接比较法
图像直接比较法是最为常见的方法，它是对经过配准的两个时相遥感影像中像元值直接进行运算和变换处理，找出变化的区域。目前常用的光谱数据直接比较法包括图像差值法、图像比值法、植被指数比较法、主成分分析法、光谱特征变异法、假彩色合成法、波段替换法、变化矢量分析法、波段交叉相关分析以及混合检测法等。
（1） 图像差值法
图像差值法就是将两个时相的遥感图像相减或者相除。其原理是：图像中未发生变化的地类在两个时相的遥感图像上一般具有相等或相近的灰度值，而当地类发生变化时，对应位置的灰度值将有较大差别。因此在差值图像上发生地类变化区域的灰度值会与背景值有较大差别，从而使变化信息从背景影像中显现出来。
BxT2 – BxT1或者BxT2 / BxT1
（2） 特征变化
从影像上计算如植被指数、水指数、建筑物指数、燃烧指数等特定地物的特征指数，之后对它们求差或者比值。
（3） 光谱曲线比较法
对于多光谱或者高光谱数据，可以获取一个像素或者一个地物的波谱曲线，如果两个影像上同一个地方获得的波谱曲线不一样，就说明发生了变化。通过对比两个时相的波谱曲线的变化就可以检测变化信息。常用波谱角（Spectral Angle Mapper）识别方法。
（4） 光谱特征变异法
同一地物反映在一时相影像上的信息与其反映在另外时相影像上的光谱信息是一一对应的。当将不同时相的影像进行融合时，如同一地物在两者上的信息表现不一致时，那么融合后的影像中此地物的光谱就表现得与正常地物的光谱有所差别，此时称地物发生了光谱特征变异，我们就可以根据发生变异的光谱特征确定变化信息。
（5） 假彩色合成法
由于地表的变化，相同传感器对同一地点所获取的不同时相的影像在灰度上有较大的区别。在进行变化信息的发现时，将前、后两时相的数据精确配准，再利用假彩色合成的方法，将后一时相的一个波段数据赋予红色通道，前一时相的同一波段赋予蓝色和绿色通道。利用三原色原理，形成假彩色影像。其中，地表未发生变化的区域，合成后影像灰度值接近，而土地利用发生变化的区域则呈现出红色，即判定为变化区域。
（6） 波段替换法
在RGB假彩色合成中，G和B分量用前时相的两个波段，用后一时相的一个波段影像组成R分量，在合成的RGB假彩色图像上能够很容易地发现红色区域即为变化区域 。
……
二、 分类后比较法
分类后结果比较法是将经过配准的两个时相遥感影像分别进行分类，然后比较分类结果得到变化检测信息。虽然该方法的精度依赖于分别分类时的精度和分类标准的一致性，但在实际应用中仍然非常有效，该方法的核心是基于分类基础上发现变化信息。
三、 直接分类法
结合了图像直接比较法和分类后结果比较法的思想，常见的方法有：多时相主成分分析后分类法、多时相组合后分类法等。
多时相主成分分析后分类法：当地物属性发生变化时，必将导致其在影像某几个波段上的值发生变化，所以只要找出两时相影像中对应波段值的差别并确定这些差别的范围，便可发现变化信息。在具体工作中将两时相的影像各波段组合成一个两倍于原影像波段数的新影像，并对该影像作PC变换。由于变换结果前几个分量上集中了两个影像的主要信息，而后几个分量则反映出了两影像的差别信息，因此可以试着抽取后几个分量进行波段组合来发现变化信息。
当然，检测方法远不止这些。以上变换检测方法大多只是变化信息的发现，还有一个过程是变化信息的提取，由以下方法供选择：
一、 手工数字化法
（1） 屏幕数字化
（2） 区域生长法
二、 图像自动分类
（1） 监督分类
（2） 非监督分类
（3） 面向对象的特征提取法
三、 图像分割
（1） 手工阈值分割
（2） 自动阈值分割
四、 组合法
值得我们注意的是，上述检测方法和信息提取方法不能说哪个绝对的好与坏，只能是根据不同的数据源和不同的应用需求选用适合的方法。
2、动态检测关键技术
遥感动态监测过程一般可分为三个步骤：
图1遥感动态监测一般流程
一、 数据源的选择
由于动态检测需要多时相数据，数据源选择时候，除了考虑检测范围、检测精度外，重点还需要考虑物候和影像成像条件。物候和成像条件都会给变化信息带来很大的噪声，当然了，经过一些图像处理过程可以一定程度上减少这方面的噪声。
二、 数据预处理
动态检测过程中，非常重要的两个预处理过程是影像配准和大气校正
• 影像配准
影像的配准可以有单个文件的精确几何校正来保证，也可以有一个文件作为基准来配置另一个时相的文件。
• 相对大气校正
在多时相遥感图像中，除了地物的变化会引起图像中辐射值的变化外，不变的地物在不同时相图像中的辐射值也会有差异。辐射校正是消除非地物变化所造成的图像辐射值改变的有效方法，按照校正后的结果可以分为2种，绝对辐射校正方法和相对辐射校正方法。绝对辐射校正方法是将遥感图像的DN(Digital Number)值转换为真实地表反射率的方法，它需要获取影像过境时的地表测量数据，并考虑地形起伏等因素来校正大气和传感器的影响，因此这类方法一般都很复杂。相对辐射校正是将一图像作为参考（或基准）图像，调整另一图像的DN值，使得两时相影像上同名的地物具有相同的DN值，这个过程也叫多时相遥感图像的光谱归一化。在动态检测中，相对大气校正用的还是比较多。
三、 变化检测方法选择
地表变化信息可分为两种，一是转化(Conversion)，另一是改变(Modification)，前者是土地从一种土地覆盖类型向另一种类型的转化，如草地转变为农田、森林转变为牧场，后者是一种土地覆盖类型内部条件(结构和功能)的变化，如森林由密变疏或由一种树种组成变成另外一种组成的改变、植物群落生物量、生产力、物候现象变化。所以我们在选用变换检测方法时候应考虑这点，比如做植被生物量的监测，就属于改变，如果选用分类后处理的方法就不管用了。
反过来基于图像直接比较法，不能够直接确定变化区域是属于何种变化类型，需要实地调查与图像对比等一系列步骤才能确定变化类型，这对于土地利用变化监测时候，则需要慎重考虑用此类方法。
四、 变化信息提取方法的选择
有些变化检测方法得到的变化信息是单波段，如图像直接比较法，监督与非监督分类法作用就不是很大，可以考虑用影像分割和面向对象特征提取方法。而且图像直接比较法在确定是否变化时，往往需要确定一定的阈值，而阈值的确定则会直接影响变化信息提取的准确性，阈值的确定常见的如直方图统计法，样本挖掘法（C4.5算法）等。
3、基于ENVI的动态检测
ENVI集成了部分动态检测方法，包括图像直接比较法、分类后比较法、PCA变换、Two-Color Multiview、MNF变换法、ICA变换法、波谱角检测方法。当然还可以自定义方法。
ENVI5.0中变化监测工具放在/Change Detection中，包括五个工具：
(一) /Change Detection/Change Detection Difference：使用图像直接比较法对两时相影像做差值或者比值运算，对差值或者比值结果划分为若干类。整合了一些预处理功能，如数据值归一化和单位的统一。
(二) /Change Detection/Change Detection Statistics：使用分类后比较法比较两时相影像分类结果，获得变化类型、面积、百分比等变化矩阵信息，同时可得到一个多波段的变化图像，每个波段表示一种土地类型的变化情况。
(三) /SPEAR/SPEAR Change Detection：包括很多的变化监测方法和预处理功能。提供了四大类方法，包括Two-Color Multiview、图像变换（ PCA、MNF和ICA变换）、图像波段直接比较法和波谱角检测方法。
(四) /Change Detection/Image Change Workflow：包括很多的变化监测方法和预处理功能。主要有波动差值、特征差值、波谱角、PCA /MNF/ICA。
(五) /Change Detection/Thematic Change Workflow：使用分类后比较法比较两时相影像分类结果，获得变化类型、面积、百分比等变化矩阵信息，同时可得到一个单波段的变化分类图像和变化矢量结果。
一、图像直接比较法（Change Detection Difference）
ENVI中的图像直接比较法就是对两时相影像做差值或者比值运算，整合了一些预处理功能，如数据值归一化和单位的统一。下面以经过配准的两时相影像为例介绍这个功能的使用。
（1） 将两时相影像同时打开。
（2） 单击Toolbox/Change Detection/Change Detection Difference，分别选择前一时相影像一个波段和后一时相影像的一个波段。
（3） 在Compute Difference Map Input Parameters面板中，可以选择计算方法（差值或者比值）、归一化（0-1）和单位统一，设置变化等级以及设置变化等级划分阈值。单击Define Class Thresholds按钮，可以对每一个变化范围进行划分，如图所示。选择一个路径输出。
图2 参数设置
（4） 结果查看和统计
显示结果，单击ToolBox/Classification/Post Classification/Class Statistics，统计各个变化。
二、分类后比较法（Change Detection Statistics）
ENVI中的分类后比较法是通过比较两时相影像分类结果，获得变化类型、面积、百分比等。下面介绍这个工具的使用。
（1） 将两时相的分类图打开。
（2） 单击ToolBox/Change Detection/Change Detection Statistics，选择前后时相的分类图。
（3） 在Define Equivalent Class面板中，如果两个时相的分类图命名规则一直，则会自动将两时相上的类别关联；否则需要在Initial State Class和Final State Class列表中手动选择相对应的类别，点击Ok按钮。
图3定义等价类别
（4） 在结果输出面板中，选择统计类型：像素（Pixels）、百分比（Percent）和面积（Area），选择路径输出结果。
（5） 结果以二维表格和图像现实展现，如下图所示。
图4 变化统计结果
三、流程化图像处理工具（SPEAR Change Detection）
ENVI的流程图像处理工具中集成了动态监测功能，它集成了影像配准和变化信息发现过程等，下面介绍这个工具的使用。
（1） 单击Toolbox->SPEAR Tools->Change Detection，打开流程化图像处理工具中的动态监测功能，分别将两时相影像文件输入，单击Next按钮。
图5 输入两时相文件
（2） 如果两个时相影像未精确配准，这一步可以通过手动或者自动选择同名点的方式对影像进行配准，这里选择第三项，单击Next按钮。
图6 两时相影像配准
（3） 这一步是目视查看两时相影像的变化情况，点击Next按钮到下一步。
（4） 这一步是选择变化检测方法，提供了四大类方法，包括Two-Color Multiview、图像变换（ PCA、MNF和ICA变换）、图像直接比较法和波谱角检测方法。每一种方法都有对应的高级设置，比如选择图像直接比较法可以选择基于黑暗象元的相对大气校正和光谱归一化。这几类方法可以多选，这里我们全部选择，单击Next按钮。
（5） 这一步是查看变化信息监测结果，选择使用不同检测方法的结果查看,点击Finish按钮完成。
（6） 对检测到的变化信息，可以通过图像分割、图像分类、决策树分类或者面向对象特征提取等方法提取变化信息。
图7检测方法选择
图8 结果查看
四、流程化动态监测工具（Image Change Workflow）
第一步：打开数据，点击open，选择两个时相的图像，工具条上的透视窗按钮
，提供了几种透视查看多景影像的方式，选择任一种，查看两景影像的配准情况及变化信息，如下图是打开了Portal透视窗口；
图9 打开显示图像
第二步：打开直接比较法变化监测工具，双击Toolbox中的Change Detection->Image Change Workflow，也可直接在搜索工具栏中输入change，找到该工具。在面板中，输入两个时相的数据，点击Next；
图10 导入图像
第三步：做影像配准，本练习的两个数据已经经过配准，选择“Skip Image Registration”，点击Next；
图11 选择预处理
第四步：选择变化监测的方法，提供了影像直接比较法，和影像变换的方法，本练习中选择影像直接比较法“Image Difference”，点击Next；
图12 选择检测方法
第五步：选择直接比较法的比较方法，提供了波段直接比较、特征指数比较和光谱角差异比较的方法，本文监测的是机场飞机目标的变化信息，这种目标在可见光波段反射率高，也易发现变化，选B1波段直接比较， Preview打上钩，预览结果，点击Next；
图13 选择检测方法后预览结果
第六步：对变化信息选择阈值进行处理或直接输出，在此选择Apply Thresholding，点击Next，对变化信息进一步处理；
图14 选择阈值
第七步：阈值设置。Preview打上钩，预览默认设置的结果，可选择所关心的变化信息：发生变化的、较前一时相增加的信息、减少的信息，可试验其他几个阈值设置方法，这里按照默认，点击Next；
图15 选择变化类型（增加或者减少）
第八步：小斑块处理，优化结果，包括平滑核的大小和最小聚类数的大小，打开Proview预览，发现按照默认的参数，平滑和聚类的太厉害，有些有用的信息都没有了，调整参数，将两个参数都调小一点，Smooth Kernel Size设置为3，Aggregation Min Size设置为25，点击Next；
图16 处理小斑
第九步：结果输出。设置输出的结果，在Export File面板中，设置输出变化斑块栅格结果和矢量结果，在Additional Export面板，设置输出的变化影像及文本统计结果，这些结果都可以选择性的输出，点击Finish。
图17 输出结果
处理完成之后，进行结果查看，ENVI5提供了多个视图的图像窗口，可以将图像窗口最多分成16个不同的视图，每个视图可以加载不同的图层，并拥有独立的操作工具。选择Views->two Vertical Views，打开左右两个视图，分别加载前后影像及变化监测的矢量结果，进行查看。如下图所示，黄色所指区域是减少的，蓝色框所指的是增加的。
图18 查看结果
五、变化混淆矩阵（Thematic Change Workflow）
这个工具是流程化工具，操作比较简单，这里不做介绍。
4 总结
动态监测是一个工作量比较繁琐的过程，对数据的预处理要求较高，信息的发现和信息的提取可选择和组合的方法很多，技术含量较高，已经成为遥感应用重要组成部分。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d01016t9s.html
本专题介绍这种信息提取技术，包括的内容：
- 动态监测概述
- 动态检测的关键技术
- 基于ENVI的动态检测
1、动态监测概述
很多人对动态监测和动态检测两个名词有疑惑。个人理解，动态监测是一个广义的名词，泛指数据预处理、变化信息发现与提取、变化信息挖掘与应用等，以对整个流程的叙述。动态检测是一个狭义的名词，主要指部分数据预处理、变化信息发现与提取。在一定的意义和场合上讲，两个词的意思是一样的。当然很多地方把这两个词说成变化监测和变化检测。
遥感动态检测就是从不同时期的遥感数据中，定量地分析和确定地表变化的特征与过程。它涉及到变化的类型、分布状况与变化量，即需要确定变化前后的地面类型、界线及变化趋势，能提供地物的空间分布及其变化的定性和定量信息。
目前，遥感变化检测技术大多是针对两个时相的遥感影像进行操作。根据处理过程来分，遥感变化检测方法可分为三类：
一、 图像直接比较法
图像直接比较法是最为常见的方法，它是对经过配准的两个时相遥感影像中像元值直接进行运算和变换处理，找出变化的区域。目前常用的光谱数据直接比较法包括图像差值法、图像比值法、植被指数比较法、主成分分析法、光谱特征变异法、假彩色合成法、波段替换法、变化矢量分析法、波段交叉相关分析以及混合检测法等。
（1） 图像差值法
图像差值法就是将两个时相的遥感图像相减或者相除。其原理是：图像中未发生变化的地类在两个时相的遥感图像上一般具有相等或相近的灰度值，而当地类发生变化时，对应位置的灰度值将有较大差别。因此在差值图像上发生地类变化区域的灰度值会与背景值有较大差别，从而使变化信息从背景影像中显现出来。
BxT2 – BxT1或者BxT2 / BxT1
（2） 特征变化
从影像上计算如植被指数、水指数、建筑物指数、燃烧指数等特定地物的特征指数，之后对它们求差或者比值。
（3） 光谱曲线比较法
对于多光谱或者高光谱数据，可以获取一个像素或者一个地物的波谱曲线，如果两个影像上同一个地方获得的波谱曲线不一样，就说明发生了变化。通过对比两个时相的波谱曲线的变化就可以检测变化信息。常用波谱角（Spectral Angle Mapper）识别方法。
（4） 光谱特征变异法
同一地物反映在一时相影像上的信息与其反映在另外时相影像上的光谱信息是一一对应的。当将不同时相的影像进行融合时，如同一地物在两者上的信息表现不一致时，那么融合后的影像中此地物的光谱就表现得与正常地物的光谱有所差别，此时称地物发生了光谱特征变异，我们就可以根据发生变异的光谱特征确定变化信息。
（5） 假彩色合成法
由于地表的变化，相同传感器对同一地点所获取的不同时相的影像在灰度上有较大的区别。在进行变化信息的发现时，将前、后两时相的数据精确配准，再利用假彩色合成的方法，将后一时相的一个波段数据赋予红色通道，前一时相的同一波段赋予蓝色和绿色通道。利用三原色原理，形成假彩色影像。其中，地表未发生变化的区域，合成后影像灰度值接近，而土地利用发生变化的区域则呈现出红色，即判定为变化区域。
（6） 波段替换法
在RGB假彩色合成中，G和B分量用前时相的两个波段，用后一时相的一个波段影像组成R分量，在合成的RGB假彩色图像上能够很容易地发现红色区域即为变化区域 。
……
二、 分类后比较法
分类后结果比较法是将经过配准的两个时相遥感影像分别进行分类，然后比较分类结果得到变化检测信息。虽然该方法的精度依赖于分别分类时的精度和分类标准的一致性，但在实际应用中仍然非常有效，该方法的核心是基于分类基础上发现变化信息。
三、 直接分类法
结合了图像直接比较法和分类后结果比较法的思想，常见的方法有：多时相主成分分析后分类法、多时相组合后分类法等。
多时相主成分分析后分类法：当地物属性发生变化时，必将导致其在影像某几个波段上的值发生变化，所以只要找出两时相影像中对应波段值的差别并确定这些差别的范围，便可发现变化信息。在具体工作中将两时相的影像各波段组合成一个两倍于原影像波段数的新影像，并对该影像作PC变换。由于变换结果前几个分量上集中了两个影像的主要信息，而后几个分量则反映出了两影像的差别信息，因此可以试着抽取后几个分量进行波段组合来发现变化信息。
当然，检测方法远不止这些。以上变换检测方法大多只是变化信息的发现，还有一个过程是变化信息的提取，由以下方法供选择：
一、 手工数字化法
（1） 屏幕数字化
（2） 区域生长法
二、 图像自动分类
（1） 监督分类
（2） 非监督分类
（3） 面向对象的特征提取法
三、 图像分割
（1） 手工阈值分割
（2） 自动阈值分割
四、 组合法
值得我们注意的是，上述检测方法和信息提取方法不能说哪个绝对的好与坏，只能是根据不同的数据源和不同的应用需求选用适合的方法。
2、动态检测关键技术
遥感动态监测过程一般可分为三个步骤：
图1遥感动态监测一般流程
一、 数据源的选择
由于动态检测需要多时相数据，数据源选择时候，除了考虑检测范围、检测精度外，重点还需要考虑物候和影像成像条件。物候和成像条件都会给变化信息带来很大的噪声，当然了，经过一些图像处理过程可以一定程度上减少这方面的噪声。
二、 数据预处理
动态检测过程中，非常重要的两个预处理过程是影像配准和大气校正
• 影像配准
影像的配准可以有单个文件的精确几何校正来保证，也可以有一个文件作为基准来配置另一个时相的文件。
• 相对大气校正
在多时相遥感图像中，除了地物的变化会引起图像中辐射值的变化外，不变的地物在不同时相图像中的辐射值也会有差异。辐射校正是消除非地物变化所造成的图像辐射值改变的有效方法，按照校正后的结果可以分为2种，绝对辐射校正方法和相对辐射校正方法。绝对辐射校正方法是将遥感图像的DN(Digital Number)值转换为真实地表反射率的方法，它需要获取影像过境时的地表测量数据，并考虑地形起伏等因素来校正大气和传感器的影响，因此这类方法一般都很复杂。相对辐射校正是将一图像作为参考（或基准）图像，调整另一图像的DN值，使得两时相影像上同名的地物具有相同的DN值，这个过程也叫多时相遥感图像的光谱归一化。在动态检测中，相对大气校正用的还是比较多。
三、 变化检测方法选择
地表变化信息可分为两种，一是转化(Conversion)，另一是改变(Modification)，前者是土地从一种土地覆盖类型向另一种类型的转化，如草地转变为农田、森林转变为牧场，后者是一种土地覆盖类型内部条件(结构和功能)的变化，如森林由密变疏或由一种树种组成变成另外一种组成的改变、植物群落生物量、生产力、物候现象变化。所以我们在选用变换检测方法时候应考虑这点，比如做植被生物量的监测，就属于改变，如果选用分类后处理的方法就不管用了。
反过来基于图像直接比较法，不能够直接确定变化区域是属于何种变化类型，需要实地调查与图像对比等一系列步骤才能确定变化类型，这对于土地利用变化监测时候，则需要慎重考虑用此类方法。
四、 变化信息提取方法的选择
有些变化检测方法得到的变化信息是单波段，如图像直接比较法，监督与非监督分类法作用就不是很大，可以考虑用影像分割和面向对象特征提取方法。而且图像直接比较法在确定是否变化时，往往需要确定一定的阈值，而阈值的确定则会直接影响变化信息提取的准确性，阈值的确定常见的如直方图统计法，样本挖掘法（C4.5算法）等。
3、基于ENVI的动态检测
ENVI集成了部分动态检测方法，包括图像直接比较法、分类后比较法、PCA变换、Two-Color Multiview、MNF变换法、ICA变换法、波谱角检测方法。当然还可以自定义方法。
ENVI5.0中变化监测工具放在/Change Detection中，包括五个工具：
(一) /Change Detection/Change Detection Difference：使用图像直接比较法对两时相影像做差值或者比值运算，对差值或者比值结果划分为若干类。整合了一些预处理功能，如数据值归一化和单位的统一。
(二) /Change Detection/Change Detection Statistics：使用分类后比较法比较两时相影像分类结果，获得变化类型、面积、百分比等变化矩阵信息，同时可得到一个多波段的变化图像，每个波段表示一种土地类型的变化情况。
(三) /SPEAR/SPEAR Change Detection：包括很多的变化监测方法和预处理功能。提供了四大类方法，包括Two-Color Multiview、图像变换（ PCA、MNF和ICA变换）、图像波段直接比较法和波谱角检测方法。
(四) /Change Detection/Image Change Workflow：包括很多的变化监测方法和预处理功能。主要有波动差值、特征差值、波谱角、PCA /MNF/ICA。
(五) /Change Detection/Thematic Change Workflow：使用分类后比较法比较两时相影像分类结果，获得变化类型、面积、百分比等变化矩阵信息，同时可得到一个单波段的变化分类图像和变化矢量结果。
一、图像直接比较法（Change Detection Difference）
ENVI中的图像直接比较法就是对两时相影像做差值或者比值运算，整合了一些预处理功能，如数据值归一化和单位的统一。下面以经过配准的两时相影像为例介绍这个功能的使用。
（1） 将两时相影像同时打开。
（2） 单击Toolbox/Change Detection/Change Detection Difference，分别选择前一时相影像一个波段和后一时相影像的一个波段。
（3） 在Compute Difference Map Input Parameters面板中，可以选择计算方法（差值或者比值）、归一化（0-1）和单位统一，设置变化等级以及设置变化等级划分阈值。单击Define Class Thresholds按钮，可以对每一个变化范围进行划分，如图所示。选择一个路径输出。
图2 参数设置
（4） 结果查看和统计
显示结果，单击ToolBox/Classification/Post Classification/Class Statistics，统计各个变化。
二、分类后比较法（Change Detection Statistics）
ENVI中的分类后比较法是通过比较两时相影像分类结果，获得变化类型、面积、百分比等。下面介绍这个工具的使用。
（1） 将两时相的分类图打开。
（2） 单击ToolBox/Change Detection/Change Detection Statistics，选择前后时相的分类图。
（3） 在Define Equivalent Class面板中，如果两个时相的分类图命名规则一直，则会自动将两时相上的类别关联；否则需要在Initial State Class和Final State Class列表中手动选择相对应的类别，点击Ok按钮。
（4） 在结果输出面板中，选择统计类型：像素（Pixels）、百分比（Percent）和面积（Area），选择路径输出结果。
（5） 结果以二维表格和图像现实展现，如下图所示。
图4 变化统计结果
三、流程化图像处理工具（SPEAR Change Detection）
ENVI的流程图像处理工具中集成了动态监测功能，它集成了影像配准和变化信息发现过程等，下面介绍这个工具的使用。
（1） 单击Toolbox->SPEAR Tools->Change Detection，打开流程化图像处理工具中的动态监测功能，分别将两时相影像文件输入，单击Next按钮。
图5 输入两时相文件
（2） 如果两个时相影像未精确配准，这一步可以通过手动或者自动选择同名点的方式对影像进行配准，这里选择第三项，单击Next按钮。
图6 两时相影像配准
（3） 这一步是目视查看两时相影像的变化情况，点击Next按钮到下一步。
（4） 这一步是选择变化检测方法，提供了四大类方法，包括Two-Color Multiview、图像变换（ PCA、MNF和ICA变换）、图像直接比较法和波谱角检测方法。每一种方法都有对应的高级设置，比如选择图像直接比较法可以选择基于黑暗象元的相对大气校正和光谱归一化。这几类方法可以多选，这里我们全部选择，单击Next按钮。
（5） 这一步是查看变化信息监测结果，选择使用不同检测方法的结果查看,点击Finish按钮完成。
（6） 对检测到的变化信息，可以通过图像分割、图像分类、决策树分类或者面向对象特征提取等方法提取变化信息。
图7检测方法选择
图8 结果查看
四、流程化动态监测工具（Image Change Workflow）
第一步：打开数据，点击open，选择两个时相的图像，工具条上的透视窗按钮
图9 打开显示图像
第二步：打开直接比较法变化监测工具，双击Toolbox中的Change Detection->Image Change Workflow，也可直接在搜索工具栏中输入change，找到该工具。在面板中，输入两个时相的数据，点击Next；
图10 导入图像
第三步：做影像配准，本练习的两个数据已经经过配准，选择“Skip Image Registration”，点击Next；
图11 选择预处理
第四步：选择变化监测的方法，提供了影像直接比较法，和影像变换的方法，本练习中选择影像直接比较法“Image Difference”，点击Next；
图12 选择检测方法
第五步：选择直接比较法的比较方法，提供了波段直接比较、特征指数比较和光谱角差异比较的方法，本文监测的是机场飞机目标的变化信息，这种目标在可见光波段反射率高，也易发现变化，选B1波段直接比较， Preview打上钩，预览结果，点击Next；
图13 选择检测方法后预览结果
第六步：对变化信息选择阈值进行处理或直接输出，在此选择Apply Thresholding，点击Next，对变化信息进一步处理；
图14 选择阈值
第七步：阈值设置。Preview打上钩，预览默认设置的结果，可选择所关心的变化信息：发生变化的、较前一时相增加的信息、减少的信息，可试验其他几个阈值设置方法，这里按照默认，点击Next；
图15 选择变化类型（增加或者减少）
第八步：小斑块处理，优化结果，包括平滑核的大小和最小聚类数的大小，打开Proview预览，发现按照默认的参数，平滑和聚类的太厉害，有些有用的信息都没有了，调整参数，将两个参数都调小一点，Smooth Kernel Size设置为3，Aggregation Min Size设置为25，点击Next；
图16 处理小斑
第九步：结果输出。设置输出的结果，在Export File面板中，设置输出变化斑块栅格结果和矢量结果，在Additional Export面板，设置输出的变化影像及文本统计结果，这些结果都可以选择性的输出，点击Finish。
图17 输出结果
处理完成之后，进行结果查看，ENVI5提供了多个视图的图像窗口，可以将图像窗口最多分成16个不同的视图，每个视图可以加载不同的图层，并拥有独立的操作工具。选择Views->two Vertical Views，打开左右两个视图，分别加载前后影像及变化监测的矢量结果，进行查看。如下图所示，黄色所指区域是减少的，蓝色框所指的是增加的。
图18 查看结果
五、变化混淆矩阵（Thematic Change Workflow）
这个工具是流程化工具，操作比较简单，这里不做介绍。
4 总结
动态监测是一个工作量比较繁琐的过程，对数据的预处理要求较高，信息的发现和信息的提取可选择和组合的方法很多，技术含量较高，已经成为遥感应用重要组成部分。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d01016t9s.html
