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1、 资源遥感应用模型 资源遥感应用模型 实习材料 实习材料 何春阳 杨洋 赵媛媛 黄庆旭 谢定勇 北京师范大学资源学院 2008 年 9 月 目 录 目 录 实习 1：熟悉ERDAS与基本的图像处理操作1实习 1：熟悉ERDAS与基本的图像处理操作1 1.1 ERDAS IMAGINE软件概述 .1 1.2 熟悉ERDAS的基本功能与操作1 1.3 作业.8 实习 2：ERDAS高级遥感模型构建9实习 2：ERDAS高级遥感模型构建9 2.1 ERDAS空间建模工具简介9 2.2 空间建模操作过程.10 2.3 编写NDVI植被指数模型并进行实例计算.14 2.4 制作植被指数图.15 2.5
2、作业.16 实习 3：基于Landsat ETM+数据的分类17实习 3：基于Landsat ETM+数据的分类17 3.1 图像分类简介.17 3.2 非监督分类（Unsupervised Classification）18 3.3 监督分类(Supervised Classification) .21 3.4 作业.30 实习 4：基于Landsat ETM+数据的城市目标物提取31实习 4：基于Landsat ETM+数据的城市目标物提取31 4.1 利用NDVI生成植被覆盖图.31 4.2 利用NDVI计算值被覆盖度.32 4.3 制作植被覆盖度专题图.33 4.4 计算建筑物指数.3
3、3 4.5 作业.34 实习 5：基于Landsat TM/ ETM+数据的城市扩展动态监测35实习 5：基于Landsat TM/ ETM+数据的城市扩展动态监测35 5.1 理论基础.35 5.2 上机操作.38 5.3 作业.43 实习 6：植被指数计算与分析44实习 6：植被指数计算与分析44 6.1 RVI、NDVI、SAVI的计算 .44 6.2 植被指数分析.47 6.3 制作植被指数图并分析典型地物的光谱曲线.47 6.4 作业.50 实习 7：基于SPOT/VGT数据的植被分类51实习 7：基于SPOT/VGT数据的植被分类51 7.1 理论基础.51 7.2 实习操作.52
4、 7.3 作业.55 第 I 页 I 实习 8：基于SPOT/VGT数据的植被覆盖动态监测56实习 8：基于SPOT/VGT数据的植被覆盖动态监测56 8.1 理论基础：.56 8.2 实习操作.57 8.3 作业.59 附录：学生实习案例 .61附录：学生实习案例 .61 实习 1：熟悉ERDAS与基本的图像处理操作.61 实习 2：ERDAS高级遥感模型构建.68 实习 3：Landsat ETM+数据分类制图71 实习 4：Landsat ETM+数据城市目标物提取79 实习 5：基于Landsat TM/ ETM+数据的城市扩展动态监测91 实习 6：植被指数计算和分析95 实习 7：
5、基于SPOT/VGT数据的植被变化监测.101 第 II 页 II 资源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 实习实习 1：熟悉：熟悉 ERDAS 与基本的图像处理操作与基本的图像处理操作 实习目的实习目的：掌握 ERDAS 软件的安装；了解常用模块基本功能；遥感数据的输入和 配准；研究区的提取；遥感数据的增强；基本地物的目视分析 实习时间实习时间：90 分钟； 实习地点实习地点：本科生机房 实习数据实习数据：2001 年 5 月北京 ETM+遥感数据；2001 年 IKONOS 多光谱数据；北京 研究区图像（由何春阳老师提供） 1.1 ERDAS IMAGINE 软件概述软件概述 ERDA
6、S IMAGINE 是美国 ERDAS 公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件， 以模块化的方式提供给用户， 可使用户根据自己的应用要求、 资金情况合理地选择不同的功 能模块及其不同的组合，对系统进行精简，充分利用软硬件资源，并最大限度地满足用户的 专业应用要求。 ERDAS IMAGINE 面向不同需求的用户，系统的扩展功能采用开放的体系结构，以 IMAGINE Essential、IMAGINE Advantage、IMAGINE Professional 的形式为用户提供了低、 中、高三档产品架构，并有丰富的功能扩展模块供用户选择，使产品模块的组合具有极大的 灵活性。 1.2 熟悉
7、熟悉 ERDAS 的基本功能与操作的基本功能与操作 1、安装 ERDAS 8.5 软件 1、安装 ERDAS 8.5 软件 (1) 按照默认的基本设置逐步安装 erdas8.5; (2) 打 开 crack 文 件 夹 ， 将 eraster.dll 和 erdas.exe 两 个 文 件 ， 拷 贝 到 $home/imagine8.5/bin/NTx86下 ， 把 原 有 文 件 替 换 ； 将license.dat拷 贝 到 $home/imagine8.5/etc/下，把原有文件替换。 2、熟悉 ERDAS 8.5 基本模块及其功能 2、熟悉 ERDAS 8.5 基本模块及其功能 图
8、1-1 ERDAS IMAGINE 8.5 图标面板 第 1 页 1 资源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 ERDAS IMAGINE 图标面板工具条 图标 图标 命令 命令 功能 功能 图标 图标 命令 命令 功能 功能 IMAGINE Credits 查阅 ERDAS 信用卡 Image Catalog 启动图像库 管理模块 Start IMAGINE Viewer 打开 IMAGINE 窗 口 Image Classifier 启动图像分 类模块 Import/Export 启动数据输 入输出模块 Spatial Modeler 启动空间建 模工具 Data Preparation
9、 启动数据预 处理模块 Vector 启动矢量功 能模块 Map Composer 启动专题制 图模块 Radar 启动雷达图 像处理模块 Image Interpreter 启动图像解 译模块 Virtual GIS 启动虚拟 GIS 模块 3、把 ETM+遥感数据输入 ERDAS 并用 TM4/TM3/TM2 假彩色显示 3、把 ETM+遥感数据输入 ERDAS 并用 TM4/TM3/TM2 假彩色显示 图 1-2. Select Layer to Add 对话框 图 1-3 ETM+遥感数据假彩色显示 4、图象配准，以 ETM+数据为基础，把 IKONOS 与 ETM+数据配准 4、图象
10、配准，以 ETM+数据为基础，把 IKONOS 与 ETM+数据配准 显示图 像文件 启动几何 校正模块 开 始 计算转型模型 采集地面控制点 图像重采样 检验校正结果 结束 图 1-4 图像校正的一般流程 第 2 页 2 资源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 （1）显示文件 在 ERDAS 图标面板中单击， 在打开的窗口中分别显示需要校正的 IKONOS 图像和作 为地理参考的校正过的 ETM+图像。 （2）启动几何校正模块并采集地面控制点 在需要校正的 IKONOS 图像 viewer 菜单条中，单击 Raster|Geometric Correction 命 令，打开 Set Ge
11、ometric Model 对话框，选择几何校正计算模型为 Polynomial。注：多项 式变换（polynomial）在卫星图像校正过程中应用较多，在调用多项式模型时，需要确定多 项式的次方数（order） ，通常整景图像选择 3 次方。次方数与所需要的最少控制点数是相关 的，最少控制点数计算公式为(（t+1）*(t+2)/2),t 为次方数，即 1 次方最少需要 3 个控制 点，2 次方需要 6 个控制点，3 次方需要 10 个控制点，依次类推。 图 1-5 Set Geometric Model 对话框 图 1-6 Geo Correction Tools 对话框 图 1-7 定义多项
12、式模型参数及投影参数 第 3 页 3 资源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 在 GCP Tools Reference Setup 对话框中点击选择采点模式，采集若干 GCP,直到 满足所选定的几何校正模型为止。 图 1-8 Reference Map Information 窗口 （3）图像重采样 在 Geo Correction Tools 对话框中单击 Image Resample 图标，打开 Resample 对 话框，定义重采样参数，启动重采样进程。在重采样中 output cell size 要和作为参考的 图像一致。 图 1-9 Resample 对话框 第 4 页 4 资
13、源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 （4）检验校正结果 在两个 viewer 中分别打开校正后的图像和参考图像，在其中任意一幅中右键单击，选 择 Geo.Link/Unlink，然后左键点击另外一副图像将两幅图像连接起来，再检查两幅图像 是否配准正确。 图 1-10 参考图像（ETM+）与校正后的图像(IKONOS) 5、利用北京区划图提取研究区-北京朝阳区 5、利用北京区划图提取研究区-北京朝阳区 打开北京区划图，查询朝阳区对应的 Value 值为 7，利用 Interpreter/GIS analysis 下拉菜单的 Recode 进行重编码，将朝阳区赋值为 1，其余地区赋值为 0.
14、 图 1-11 图像解译菜单条 图 1-12 GIS 分析菜单条 第 5 页 5 资源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 图 1-13 北京研究区图 图 1-14 提取的朝阳区图 6、ETM+遥感数据增强 6、ETM+遥感数据增强 ERDAS 图像解译模块（Interpreter）中包含三个方面的数据增强功能，依次是遥感图 像的 Spatial Enhancement（空间增强） 、Radiometric Enhancement（辐射增强） 、Spectral Enhancement（光谱增强） 。 图像空间增强技术是利用像元自身及其周围像元的灰度值进行运算， 达到增强整个图像 之目的。包
15、括卷积增强、纹理分析、分辨率融合等。 图像辐射增强处理是对单个像元的灰度值进行变换达到图像增强的目的。 包括直方图匹 配、降噪处理、直方图均衡化等。 图像光谱增强处理是基于多波段数据对每个像元的灰度值进行变换， 达到图像增强的目 的。包括色彩变换、色彩逆变换、指数计算等。 本次实习将以纹理分析为例，其他数据增强处理可自行练习。纹理分析（Texture Analysis） 通过在一定的窗口中进行二次变异分析或三次非对称分析， 使雷达图像或其他图 像的纹理结构得到增强。 图 1-15 启动纹理分析对话框 第 6 页 6 资源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 图 1-16 纹理分析参数设置 图 1-17 北京市图像纹理增强结果 7、ETM+遥感数据上地物目视分析 7、ETM+遥感数据上地物目视分析 借助 IKONOS 影像，识别 ETM+遥感数据上的水体；建筑物；植被等典型地物。 第 7 页 7 资源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 表 1-2 典型地物解译标识 地物类型 解译标识 地物类型 解译标识地物类型解译标识地物类型 解译标识 水体 建筑物 植被 裸地 1.3 作业作业 课后提交实习报告，主要分析图像配准效果并定性分析 ETM+地物分布特征。 第 8 页 8 资源遥感应用模型实习材料 2008-9-4 实习实习 2：ERDAS 高级遥感模型
