1、ENVI主成分分析（PCA）是通過使用Principal Components選項生成互不相關的 輸出波段，達到隔離噪聲和減少數據集的維數的方法。由于多波段數據經常是高度相關的，主成分變換尋找一個原點在數據均值的 新的坐標系統，通過坐標軸的旋轉來使數據的方差達到最大，從而生成互不相關的輸出波段。主成分（PC波段是原始波譜波段的線性合成，它們之間是互不相關的。可 以計算輸出主成分波段（與輸入的波譜波段數相同）。第一主成分包含最大的數據方差百分比，第二主成分包含第二大的方差，以此類推，最后的主成分波段由于包含很小的方差（大多數由原始波譜的噪聲引 起），因此顯示為噪聲。由于數據的不相關，主成分波段可

2、以生成更多種顏色的 彩色合成圖像。ENVI能完成正向和逆向的主成分（PC旋轉。1.正向主成分（PC旋轉正向PC旋轉用一個線性變換使數據方差達到最大。當使用正向PC旋轉時，ENVI允許計算新的統計值，或根據已經存在的統計值進行旋轉。 輸出值可以存為字節 型、浮點型、整型、長整型或雙精度型。也可以基于特征值來提取PC旋轉的輸出內容，生成只包含所需的PC波段的輸出。計算新的統計值和旋轉使用Compute New Statistics and Rotate選項可以計算數據特征值、協方差或相關系數矩陣以及PC正向旋轉。選擇 Transforms > Principal Components >

3、; Forward PC Rotation > ComputeNew Statistics and Rotate 。當出現Prin cipal Compo nents In put File對話框時，選擇輸入文件或用標準ENVI選擇程序選取子集。將會出現 Forward PC Rotatio n Parameters 對話框。注意：點擊“ Stats Subset”按鈕可以基于一個空間子集或感興趣區計算統計信 息。該統計將被應用于整個文件或文件的空間子集。詳細介紹，請參閱第348頁的“根據子集進行統計”。在“ Stats X/Y Resize Factor”文本框中鍵入小于1的調整系數，

4、用于計算統計值時的數據二次采樣。注意：鍵入一個小于1的調整系數，將會提高統計計算速度。例如：使用一個0.1的調整系數，在統計計算時將只用到十分之一的像元。若需要，鍵入一個輸出統計文件名。使用箭頭切換按鈕，選擇是根據“ Covarianee Matrix ” （協方差矩陣）還是根據“ Correlation Matrix ” （相關系數矩陣）計算 主成分波段。注意：一般說來，計算主成分時，選擇使用協方差矩陣。當波段之間數據范圍差異較大時，選擇相關系數矩陣，并且需要標準化。選用輸出到“ File ”或“ Memory。在“ Output Data Type”菜單中，選擇所需 的輸出文件數據類型。選

5、擇輸出的主成分波段數?？梢酝ㄟ^鍵入所需的數字，或用“ Numberof Output PCBands”標簽旁的增減箭頭按鈕來確定輸出的主成分波段數。 默認的輸出波段 數等于輸入波段數。 也可以用特征值來選擇輸出的主成分波段數， 按照如下步驟 操作。A. 點擊“ Select Subset from Eigenvalues”標簽附近的按鈕，選擇“ YES”。統計信息將被計算，并出現 Select Output PC Bands 對話框，列出每個波段和 其相應的特征值。同時也列出每個主成分波段中包含的數據方差的累積百分比。B. 在“Numberof Output PCBands”文本框中，鍵入一個

6、數字或點擊箭頭按鈕， 確定要輸出的波段數。 特征值大的主成分波段包含最大的數據方差。 較小的特征 值包含較少的數據信息和較多的噪聲。 為了節省磁盤空間， 最好僅輸出具有較大 特征值的波段。C. 在Select Output PC Ban ds 對話框中，點擊“ OK。輸出的PC旋轉將只包 含選擇的波段數。例如：如果選擇“ 4”作為輸出的波段數，則只有前 4 個主成 分波段會出現在輸出文件里。在 Forward PC Rotation Parameters 對話框中，點擊“ OK”。ENVI處理完畢后，將出現PCEigenValues繪圖窗口，主成分波段將被導入可用 波段列表中，并用于顯示。如果

7、已經為數據統計出協方差和特征值，可以將它們輸入到PC旋轉中?？梢栽赑C 旋轉中使用包含如下數據的統計文件，包括：與輸入數據具有相同波段數的 協方差和特征值（也許已經用 Basic Tools >ComputeStatistics 選項，或在以 前的PC旋轉中計算出了這些統計值）。提示：當為PCA旋轉計算統計信息時，如果要避免使用某些特定像元，首先建立 一個包含這些“壞”像元的掩膜，然后使用 Basic Tools >Statistics 對掩膜圖 像計算協方差統計信息，也可以使用該統計文件進行主成分分析。選擇 Transforms > Principal Components

8、> Forward PCRotation > PCRotation from Existing Stats。當出現標準ENVI選擇文件或子集對話框時，選擇輸入文 件，并用標準ENVI文件選擇程序建立所需的子集。將出現另一個文件選擇對話 框，在當前輸入數據目錄列表中，顯示出了已經存在的統計文件（默認擴展名 為 .sta ）。用標準 ENVI 文件選擇程序選擇統計文件。選擇輸出到“ File ”或“Memory。在“ Output Data Type ”按鈕菜單中，選擇輸出文件的數據類型。 選擇輸出的主成分波段數?？梢酝ㄟ^鍵入所需的數字，或用“ Number of Output PC

9、Bands ”標簽旁的 增減箭頭按鈕來確定輸出的主成分波段數。默認的輸出波段數等于輸入波段數。 也可以用特征值來選擇輸出的主成分波段數，按照如下步驟操作。點擊“ Select Subset from Eigenvalues ”標簽附近的按鈕，選擇“ YES”。 統計信息將被計算，并出現 Select Output PC Bands 對話框，其中列出每個波 段和其相應的特征值， 同時也列出每個主成分波段中包含的數據方差的累積百分 比。在“ Numberof Output PC Ba nds ”文本框中，鍵入一個數字或點擊箭頭按 鈕，確定要輸出的波段數。特征值大的主成分波段包含最大的數據方差。 較

10、小的特征值包含較少的數據 信息和較多的噪聲。為了節省磁盤空間，最好僅輸出具有較大特征值的波段。在Select Output PC Bands對話框中，點擊“ OK。輸出的PC旋轉將只包含選 擇的波段數。例如：如果選擇“ 4”作為輸出的波段數，則只有前 4 個主成分波 段會出現在輸出文件里。在 Forward PC Rotation Parameters 對話框中，點擊“ OK”。ENVI 處理完畢后，將出現 PCEigenValues 繪圖窗口，主成分波段將被導入 可用波段列表中， 并用于顯示。 想了解特征值繪圖窗口中有關編輯以及其它選項 的信息，請參閱第 193 頁的“交互式繪圖功能”。（2

11、） 反向PC旋轉使用 Inverse PC Rotation 工具可以將主成分圖像變換回原始數據空間。 選擇 Transforms > Principal Components > Inverse PC Rotation。當出現標準 ENVI 選擇文件或子集對話框時，選擇輸入文件，并用標準 ENV 文件選擇程序 建立所需子集。 將出現另一個文件選擇對話框， 在當前輸入數據目錄列表中， 顯 示出了已經存在的統計文件（默認擴展名為 .sta ）選擇在正向PC旋轉中存儲 的統計文件。注意：在選擇反向PC旋轉之前，統計文件必須已經存在。在“ Calculate using ”標簽旁，使用箭頭切換按鈕選擇“ CovarianceMatrix ”或“ Correlation M