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1、1 遥感原理与应用实习报告班级地信 111班姓名沈建峰学号201118020122 成绩2 第一部分地物的反射光谱采集与处理一、实习时间：2013 年 12 月 23 日二、实习地点：学六 310 实验室、学校内三、实习目的：1. 学习地物光谱的测定方法；2. 认识常见地物光谱反射率的规律；3. 绘制地物反射光谱曲线。通过野外测定地物光谱反射率，认识不同地物的反射光谱特性及其变化规律四、实习工具：便携式地物波谱仪FieldSpec RS3，记录表格，白板五、实验内容：1、 利用野外光谱仪采集水、土壤、 植物、建筑材料等地物光谱数据，输出并整理数据。2、 绘制不同地物光谱曲线，并运用导数、植被指
2、数、红边、绿峰等方法处理并分析各地物光谱特征。六、具体实验步骤：1、 首先确定需要测定的地物类型，任何不同地物都具有各自不同的光谱特性，都可以作为测定目标。如：草地、灌木、乔木、水泥地、大理石地、水体等，植物还可以分为健康与不健康的，叶片还可以是成熟叶、嫩叶、枯叶、红色叶、黄色叶、枯叶、树枝等等，水体也可以分为无污染与有污染的。2、 确定测量时是采用顺光、逆光或顶光，然后放置标准板，标准板的位置应该与地物的位置一致。3、测量条件：室内测定：植物叶片：叶片被采下，立即带回室内进行测量。土壤：干燥的各类型土壤，装在玻璃皿备用。室外测定： 选择晴朗无云， 风力较小，视场范围内太阳直接照射，当地时间
3、10： 30-14 ：00 间进行测定。3 4、纪录测量目标基本信息及环境参数对测量目标进行详细的描述，对测量环境条件进行详细描述。例如：对植物来说，应记录植物的生长季节、生长状况、管理措施等。做观测笔记，包括天气状况（日光情况、云量、能见度等），地表状况（阴影程度、开阔程度、周围物体等），观测和记录人员的姓名等。5、安装仪器并观测地物反射波谱（1）仪器准备：完成光谱仪、计算机之间的接线，检查各种插头和各设备间是否正确连线，电源供电是否正常，试验仪器运转是否正常。打开参考板盒盖，检查是否水平。完成光谱仪的观测时间设置和其他有关设置（文件保存目录、文件名等）（2）测量步骤：室内：光源照向参考板（
4、白板）进行优化（optimization） ；室外：记录开始观测的时间，将野外光谱仪的进光孔垂直向下，测量反射参考板不遮阴反射辐亮度，测量暗电流；测量目标反射率；记录结束的时间。（3） 要求每种地物记录观测值5 次。病虫害4 黄色叶片枯萎叶片绿色叶片5 水泥干土湿土6 石头砖块七、观测结果1、反射波谱曲线的绘制：以波长（350nm2489nm ）为横轴，反射率为纵轴，地物反射率观测值取平均值，画出光谱反射曲线。如下图：各地物平均反射率00.10.20.30.40.50.60.70.80.9350 419 488 557 626 695 764 833 902 97110401109117812
5、47131613851454152315921661173017991868193720062075214422132282235124202489波段反射率病虫害黄桂枯萎桂绿桂水泥干土湿土石头砖块7 8 绿桂黄桂病虫害桂枯叶砖块水泥干土石头湿土八、结果分析1、对多个地物的反射光谱曲线特征比较分析：水泥和湿泥土的反射率明显比其他的地物要低，而且这两种地物的反射率曲线都是很平缓的，没有明显的波峰和波谷。另外关于不同状态下的植物的反射率的情况如下：枯萎的叶片反射率明显比其他状态下的植物的叶片的反射率高，没有植物特有的植物光谱反射率曲线，而绿叶、黄叶、和病虫害的叶片都是具有类似与一般植物的发射率曲线
6、，但是在细节上我们可以清晰的发现，黄叶和病虫害在764nm处的发射率低于正常绿叶，其原因是黄叶和病虫害的叶片在叶绿素含量上低于正常绿叶。9 干土和石头的反射率曲线也是类似与水泥和湿泥土一样没有很大的区别。各地物一阶微分情况分布图-0.01-0.00500.0050.010.015350 409 468 527 586 645 704 763 822 881 940 9991058111711761235129413531412147115301589164817071766182518841943200220612120217922382297235624152474波段病虫害桂黄桂枯萎桂绿桂
7、水泥干土湿土石头砖块根据上图一阶段的微分可以知道，在704nm 中波峰有明显差别，可以用作区分各个地物的明显波段，类似的还有1358-1412，还有 1825-1884nm,10 第二部分遥感影象判读与制图一、实习时间： （1）实地考察： 12 月 25日； （2）遥感影象判读与制图： 12 月 26 日。 二、实习地点： （1）实地考察：浙江农林大学； （2）遥感影象判读与制图：室内。 三、实习目的和要求： 通过本次实习掌握遥感图像目视判读的方法和步骤（判读标志、判读方法、 判读步骤、转绘方法）；理解水体判读（地貌、河流、湖泊） 、地貌判读（地形形 态、流水地貌）、植被和土壤判读、居民地和道
8、路判读等地理要素目视分析的一 般方法。通过本次实习要求同学们学会判读一个地区的土地利用现状，并利用相 关软件绘制土地利用专题地图。 四、实习材料和工具： 浙江 农林 大学 东湖 校区 及周围 区域 遥感 图像TM 和 SPOT、 ERDAS IMAGINE 、ArcGIS 软件。 五、实习内容： （一） 12月 25日实地考察： 要求：写出 TM 和 SPOT 图像上各种地物的目视判读标志，并结合考察过程 总结目视判读的方法与步骤。 （二） 12月 26日室内制图： 提示：利用 ERDAS IMAGINE 或 ArcGIS，通过目视判读，采用跟踪矢量化 方法，利用 SPOT 图像绘制土地利用专
9、题地图。 （三）专题地图的制作 提示：把数字化工作完成的图导成.shp 格式，然后利用ArcGIS 软件进行专 题地图的制作。双击图左边的属性框对不同地物进行进行分级填色。 最后的过程就是出图，设定图例，指北针，以及地图的名称，制图时间和制 图人等地图信息。 要求：写出专题题图制作过程，并打印专题图在 TM8 图上选取地物检验ROA，然后进行混合矩阵检验其相应的混淆矩阵参数 和 KAPPA 参数，11 实地观察之后的 ROI 实地观察之前的ROI 12 总体精度为百分之80.3738 根据上图可以清楚的知道KAPPA 系数是 0.7630.5，所以可以采用。13 第三部分图像预处理一、原始数据
10、导入ERDAS IMAGE软件、查看头文件，了解数据的详细信息。传感器 :sensor = “ TM ”图像获取时间 :endtime = “ 2007 03 29 02 :26:28.779 ”轨道号path=119 row = 39 坐标latitude = 3.031552852309771e+01; longitude = 1.198773056278901e+02; 格式： BSQ 行数、列数、numLines = 5733L; numPixels = 6794L;单元格大小30 、数据格式转换。二、图像裁减将图像裁减成与研究区范围一致。同理打开ROI 工具，在ROI_Type 中选
11、择 Rectangle 选项，然后在图像窗口选择一块要截取的图像。在tool 工具下选择Rasize data 选项，进行操作。14 15 截图结果如下图：16 三、几何校正利用 ERDAS 软件内带的多项式法将TM 图像与 SPOT 图像的坐标相匹配。链接待校正的和标准的两幅图像。分别在两幅图上选择多个点用作校正。17 打开 Options 下的检查误差选项查看误差大小。几何矫正完成：四、辐射校正大气校正 ：2、大气校正暗象元处理：1、选取六个相对比较暗的点作为标准；18 下图是在 ROI 上 存在的六个点右击图片， Z profile 选项，查看红色植被出曲线，蓝色处为波峰，绿色处为波谷。
12、为标准。19 结论：在进行大气校正前首先要进行辐射的定标，因为图像上的像素值是灰度级不能用于进行图像之间的比较，实际的电磁波辐射强度为辐亮度，因此我们需要将灰度级转换为辐亮度，就类似于不同单位的数据不能进行比较需要将数据进行无量纲化处理。采用 Dos模型进行大气校正时，根据遥感图像直方图，从最小像元值开始，直到出现对应像元个数大于1000 的像元所对应的像元值为各波段的最暗像元。大气校正去除了大气、时间等因素的影响，是反映地物真实反射率的过程。第四部分图像分类与制图一、实验目的1 学习遥感图像目视判读和计算机分类进行专题信息提取的方法并熟悉过程。2 制作遥感专题图。二、实验内容目视判读与计算机
13、分类相结合，对浙江林学院范围的SPOT 或锦城镇范围的TM 图像进行土地利用分类，并绘制土地利用专题地图。三、材料和工具浙江林学院范围的SPOT、锦城镇范围的TM 图像遥感图像。装有遥感图像处理软件ERDAS IMAGINE的电脑。四、实验步骤20 1 土地利用分类方案序号类别备注1 耕地种植农作物的土地。包括新开荒地、休闲地、轮歇地、草田轮植地；以种植农作物为主间有零星果树、桑树或其它树木的土地；耕种三年以上的滩地和海涂。耕地中包括南方宽1.0m，北方宽 2.0m的沟渠、路、田埂。2 园地种植以采集果、汁、根茎等为主的集约经营的多年生木本和草本作物，覆盖度50%，或每亩株数大于合理株数70%
14、的土地，包括果树苗圃等用地。3 林地生长乔木、竹类、灌木、沿海红树林等林木的土地。不包括居民绿化用地，以及铁路、公路、河流、沟渠的护路、护岸林。4 居民地及工矿用地指城乡居民点、独立居民点以及居民点以外工矿、国防、名胜古迹等企事业单位用地、包括其内部交通、绿化用地。5 交通用地居民点以外的各种道路及其附属设施和民用机场用地，包括护路林。6 水域指陆地水域和水利设施用地，不包括滞洪区和垦殖三年以上的滩地、海涂中的耕地、林地、居民点、道路等。7 未利用地未利用土地，目前还未被利用的土地，包括难利用的土地。2、土地利用分类ISDATA非监督分类或最大似然法监督分类（参考遥感导论实验指导书的实验七）3
15、、分类成果制图具体操作参见附录。土地利用分类专题图要求：地图要素（图名、图例、比例尺、指北针）要齐，图面整齐美观。实验过程21 第一次将图像分成10 类。然后进行了8 次修正，中共分成7 个大类，分别为：水域、园地、耕地、居民地、未利用地、交通用地、林地. 22 以下操作是对图像颜色的改变， 使图像在地物区分上更加明显， 其中林地是以绿 色为基本色，用加深的方法区分。此图中显示的居民地的区域。下图中黄色区域是显示的是临安地区所有居民地的区域。同样方法可以显示很多其他的地物。23 去除噪音。24 去除噪音之前，去除噪音之后对比以上我们可以清楚的发现，在zoom 视图中发现噪音变得很少了。第五部分
16、实习心得通过此次实习， 让我学到了很多课堂上更本学不到的东西，掌握了只有通过实际操作、自己动手才能学到的技术和能力。这让我清楚地感到了自己学习能力的不足，看清了自身的缺点， 也让我认识到了无论做什么都应秉持仔细认真的态度，要有一种平和的心态和勤学好问的精神，不管遇到什么事都要主动地去思考，多和同学讨论，多向老师请教，不要太过急躁，要对自己所做事情负责，要做到“言必行，行必果”不可抱有推脱或者完全25 依赖别人的想法。 我认为只要付出了努力，认真地实践， 不管结果如何我们都将有所收获。此次课程设计也培养了我的实际动手能力，增加了实际的操作经验，更好地为我今后的工作积累了经验。另外，对于此次遥感实习我还有所感悟：第一是勤思好问：由于上课时间很短时间有限，我们在课堂上学到的关于空间数据库的知识和技能十分有限，还不能对遥感有一个深入的了解。在实习的过程中难免会遇到很多问题，这就要求我们要勤思好问。不仅自己要主动地思考，而且要积极地和同学讨论并主动询问老师。 只有保持这种勤学好问的学习态度我们才能真正的学到知识和技能。勤于思考才能让我们深化我们所学的知识，而不是
