1、課 程： 遙感圖像處理 題 目： 長沙市植被覆蓋率變化姓 名： 劉 奔 學(xué) 號： 20124223 指導(dǎo)教師： 劉 峰 日 期 2015 年 5月 7 日 長沙市植被覆蓋率變化實習(xí)目的:1、本課程設(shè)計是綜合運用ENVI進行遙感圖像處理2、掌握使用ENVI進行多幅圖像鑲嵌的方法3、掌握使用ENVI進行圖像裁剪的方法4、掌握使用ENVI進行圖像分類來分析問題的方法 實習(xí)內(nèi)容:1、數(shù)據(jù)下載：課程設(shè)計所需遙感影像數(shù)據(jù)的下載2、圖像鑲嵌：將下載的多幅遙感影像進行拼接3、圖像裁剪：裁剪出長沙市的遙感影像4、圖像分類：對長沙市的主要地物進行分類基本原理:1、NDVI（歸一化植被指數(shù)）NDVI=(N

2、IR-R)/(NIR+R)，或兩個波段反射率的計算。它的取值范圍是-11。對于陸地表面覆蓋來說，云、雨、雪在可見光比近紅外波段有較高的反射作用所以NDVI為負(fù)值，巖石、裸土的NDVI一般為0，有植被覆蓋的地方一般大于0。2、圖像鑲嵌(mosaic image)是具有地理參考的若干相鄰的圖像合并成一幅圖像或一組圖像，需要拼接的圖像必須含有地圖投影也就是說圖像必須經(jīng)過幾何校正處理，雖然所有的輸入圖像可以具有不同的投影類型，不同的象元大小，但必須有相同的波段數(shù)。在進行圖像拼接時需要確定一幅參考影像，參考圖像作為圖像拼接的基準(zhǔn)，決定輸出圖像的地圖投影和象元大小和數(shù)據(jù)類型。3、圖像裁剪目的是將

3、研究之外的區(qū)域去除。 常用的方法是按照行政區(qū)劃邊界或自然區(qū)劃邊界進行圖像裁剪。 在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)生產(chǎn)中，還經(jīng)常要進行標(biāo)準(zhǔn)分幅裁剪，按照ENVI的圖像裁剪過程，可分為規(guī)則裁剪和不規(guī)則裁剪。4、遙感圖像分類就是通過對遙感圖像中地物的光譜信息和空間信息進行分析，選擇特征，將圖像中每個象元按照某種規(guī)則或算法劃分為不同的類別，然后獲得遙感圖像與實際地物的對應(yīng)信息，從而實現(xiàn)遙感圖像的分類。一般的分類方法可分為兩類：監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。將多源數(shù)據(jù)應(yīng)用于圖像分類中，發(fā)展成基于專家知識的決策樹分類。5、遙感動態(tài)監(jiān)測指利用多時相獲取的覆蓋同一地表區(qū)域的遙感影像及其它輔助數(shù)據(jù)來確定和分析地表變化。它

4、利用計算機圖像處理系統(tǒng)，對不同時段目標(biāo)或現(xiàn)象狀態(tài)的變化進行識別、分析；它能確定一定時間間隔內(nèi)地物或現(xiàn)象的變化，并提供地物的空間分布及其變化的定性與定量信息。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備:1、2006年長沙TM影像_L4_ 30米 4幅2、2009年長沙TM影像_L4_ 30米 4幅3、長沙Shp矢量文件4、長沙DEM影像_L4_ 30米 7幅 操作方法及過程:1、實習(xí)概述本次研究,結(jié)合研究目標(biāo)和實際情況,綜合權(quán)衡各種因素后,主要采用的衛(wèi)星遙感影像為長沙市2個時相的Landsat TM影像,成像時間分別為2006年和2009年，影像分辨率為30m,影像已經(jīng)過大氣校正、幾何精校正及裁減處理。數(shù)據(jù)來源：TM影

5、像數(shù)據(jù)從中國科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所（DEM影像數(shù)據(jù)從地理空間數(shù)據(jù)云（Shp矢量數(shù)據(jù)從GIS帝國論壇分享中下載。2、長沙矢量文件提取 利用ArcGIS10提取要素來導(dǎo)出長沙市的矢量Shp數(shù)據(jù)文件。（1）用ArcGIS10打開中國地級市矢量圖（2）選擇要素-長沙，使用篩選工具導(dǎo)出長沙市的矢量Shp數(shù)據(jù)文件。 導(dǎo)出結(jié)果后第二圖3、圖像鑲嵌（1）打開影像文件2006年（2）設(shè)置參數(shù)（3）輸出參數(shù)設(shè)置（4）圖像鑲嵌結(jié)果2009年的圖像鑲嵌按此操作4、圖像裁剪（1）打開長沙矢量Shp文件（2）設(shè)置文件打開參數(shù)（4）將矢量文件轉(zhuǎn)換為ROI（5）輸出圖像裁剪后的結(jié)果2009年的圖像裁剪按此操作5、圖像分類

6、（1）按分類要求繪制感興趣區(qū)域（2）檢查感興趣區(qū)域的可分離度（3）設(shè)置輸出參數(shù)（4）分類后結(jié)果輸出（5）圖像分類后處理-majority分析2009年的圖像分類操作按此進行6、遙感動態(tài)監(jiān)測（1）選擇2006年和2009年分類后的遙感時相圖（2）定義變化分析類別（3）設(shè)置輸出參數(shù)（4）得出分析結(jié)果，分析數(shù)據(jù)報告導(dǎo)出Pixel Counts Unclassified植被 Green 3550 points建筑 Red 15187 points水系 Blue 4773 pointsRow TotalClass TotalUnclassified 10180844 1015159 80999 5242

7、 11282244 11282244植被 Green 15849 points 703697 5271680 847087 1056 6823520 6823520建筑 Red 53838 points 355913 2679276 1688509 7062 4730760 4730760水系 Blue 4817 points 75896 4288 3604 79990 163778 163778Class Total 11316350 8970403 2620199 93350 0 0Class Changes 1135506 3698723 931690 13360 0 0Image Di

8、fference -34106 -2146883 2110561 70428 0 0Equivalent Class Pairings Unclassified <=> Unclassified 植被 Green 3550 points <=> 植被 Green 15849 points 建筑 Red 15187 points <=> 建筑 Red 53838 points 水系 Blue 4773 points <=> 水系 Blue 4817 pointsReport Produced on: Sun May 10 16:16:00 2015

9、結(jié)果與分析:一、幾何精糾正控制點位置及其誤差 地面收集的控制點見下表 其中控制點的誤差RMS在1左右不超過1.5 二、影像處理結(jié)果分析 1、圖像裁剪前后影像比較 （1）圖像裁剪前的多光譜影像 （2）圖像裁剪后的影像 【結(jié)果與分析】按照行政區(qū)劃邊界或自然區(qū)劃邊界進行圖像裁剪，通過對圖像的裁剪，來進行特定區(qū)域的地物問題分析2、長沙兩年的遙感影像比較（1）2006年的多光譜影像（2）2009年的影像【結(jié)果與分析】從上兩圖明顯可以看出來的是眼和湘江流域，整個居民區(qū)在不斷擴張，人類的活動影響十分明顯。3、長沙兩年分類后的遙感影像比較（1）2006年的多光譜影像（2

10、）2009年的多光譜影像【結(jié)果與分析】從上兩圖清楚的看出長沙是的植被減少了很多，取而代之的是連綿的居民區(qū)特別是眼水系的區(qū)域，居民區(qū)以水系為中心在不斷向外擴張。5、動態(tài)監(jiān)測報告【結(jié)果與分析】從上表中的數(shù)據(jù)可以清楚的看出長沙是的植被減少了很多，取而代之的是連綿的居民區(qū)，水系也在縮減。很明顯人類的活動下，城市化的擴張，都不可避免的占用植被來滿足人類生活的需要。存在問題與解決辦法:1、部分遙感影像的云量較多，怎么減少其對影像結(jié)果的影響?分析：遙感影像的云量可以從數(shù)據(jù)源上進行解決，當(dāng)遙感影像的云量較多難以避免時，通過計算ndvi值，分析云值范圍，對該段數(shù)據(jù)進行忽略，盡量減少云量對實驗結(jié)果的影響。 2、按上面所述，它的根本值沒有發(fā)生改變，但是畢竟一部分?jǐn)?shù)值已經(jīng)擴大了，怎么處理比較合理？分析ENVI Basic Tools Band Math 波段運算，把負(fù)值去掉，在彈出的對話框Band Math中Enter an expression(b1 lt 0)*0+(b1 ge 0)*(b1*0.0001)。 這個公式意思就是要是值小于0 就乘以0使其變?yōu)?同時值大于等于0的話就乘以0.0001這個系數(shù)。 這樣就OK了。關(guān)于B