《遥感技术及其应用课程设计》实验报告专业：资源与环境学院地理信息科学年级：2013级学号：姓名：指导教师：成绩：评语：日期：《遥感技术及其应用课程设计》实验报告一、土地变化检测—2002年与2006年武汉市城区变化检测1. 城区目视解译1.1 图像校正图1-1-1原始2002年武汉市遥感影像图1-1-2原始2006年武汉市遥感影像操作流程：(1)在ERDAS IMAGINE中打开2002年和2006年的两幅武汉市城区遥感影像，如图；(2)选择 DataPrep→Image Geometic Correction，选择待校正图像Input File 为2006年的遥感影像，校正方式 Geometric Model 选择多项式 Polynomial，并设置多项式参数、变换系数、投影类型，其中 Polynomial Order为2，然后依次点击 Apply，Close，Collect Reference Points From 选择 Existing Viewer，点击2002年的遥感影像。
利用GCP Tool 选择至少 12 对相应的控制点，且保证 RMS Error 均在 1 以内;（3)完成后保存 File→Save Input As，File→Save Reference As，如图；图1-1-3 2006年图像上控制点位置图1-1-4 2002年图像上控制点位置图1-1-5 控制点属性及分析(3)在Geo Correction Tools 面板中点击 display resample image dialogA，在 Resample 对话框中Resample Method 为三次卷积Cubic Convolution，并将输出文件命名为resample06。
在两个 Viewer 中分别打开 2002 年的影像和校正后的 2006年的影像。
选择View→Link/Unlink Viewers→Geographic，点击另一图像进行连接,目视检测匹配情况。
图1-1-6 2002年影像与校正后2006年影像匹配情况1.2 切割子图像选择 DataPrep→Subset Image，Input 选择 resample06，Output 命名为 subset06，选择 AOI→AOI File，然后选择wuhanchengqufanwei.aoi 文件。
图1-1-7切割后 2002 年武汉市遥感影像图1-1-8切割后 2006 年武汉市遥感影像1.3 建立和编辑 VECTOR 图层以及矢量数据的栅格化操作流程：（1）在2002年遥感影像窗口中选择File→New→V ector Layer，命名为whurban02，并设置为单精度Single Precission，OK。
选择View→Arrange Layers 设置矢量层和影像层的叠放次序及有关属性。
图1-1-9矢量层勾画2002年武汉市城区图1-1-10 矢量层勾画2002年武汉市城区(2)选择Vector→Clean Vector Layer，输入whurban02文件，输出文件命名为 topology02。
矢量数据转换为栅格数据则用 Vector to Raster 程序。
输入 topology02，输出命名为raster02，An Item as Pixel Value 栏选择 TOPOLOGY。
对于 whurban06 也做相应处理。
1.5 建模进行图像分析操作流程：（1）选择 Model→Model Maker，建立相应的输入、算法、输出模块。
输入：raster02; （2）算法选择条件语句 Conditional→EITHER IF，写为：；输出：urban02。
2006年数据也做相应处理。
2.城区计算机解译操作流程：（1）打开准备好的图像 subset02，选择 File→New→AOI Layer。
完成后保存为AOI02。
选择 Classifier→Signature Editor，将选择好的训练区逐个添加到其中。
完成后保存为signature02。
2006年数据也做相应处理;（2）打开 Classifier→Supervised Classification，选择输入文件： Input Raster File: subset02; Input Signature File: signature02，输出文件命名为 classified02。
图1-2-1计算机分类2002城区范围图1-2-2计算机分类2006城区范围3、城区变化检测3.1目视解译城区变化检测选择 Model→Model Maker，建立相应的输入、算法、输出模块。
输入： urban02 和urban06；算法选择 Conditional→CONDITIONSAL，写为：；输出：change。
从而得到从 2002 年到 2006 年城区范围变化。
图1-3-1 目视解译 2002-2006 年武汉市城区范围变化3.2 计算机分类城区变化检测选择 Model→Model Maker，建立相应的输入、算法、输出模块。
输入：classified02 和classified06；算法选择 Conditional→CONDITIONSAL，写为：输出： change2；图1-3-2计算机分类2002年至2006年武汉市城区范围变化4、统计分析4.1 选择 Raster→Attribute，打开属性信息表格。
选择窗口中的 Edit→Add Area Column，增加各类像元面积统计的列。
依据所制各图像属性信息表格，分别统计出两种解译方法各自所得的城区范围变化百分比。
4.2 分析：(1)对于由目视解译所得的结果而言，从2002年至2006年武汉市城区变化情况为：城区范围保持不变的部分约占 2002 年城区总面积的 90.21%，城区扩张部分约占 50.13%，城区缩减部分约占 4.15%。
2002 年城区原范围基本保持不变，总体呈现增长扩张趋势。
(2)对于由计算机分类所得的结果而言，从2002年至2006年武汉市城区变化情况为：城区范围保持不变的部分约占 2002 年城区总面积的 70.33%，城区扩张部分约占 99.29%，城区缩减部分约占 23.40%。
2002年城区范围大部分保持不变，总体呈现极度增长扩张的趋势。
二、多光谱数据地物光谱特征提取与分析1、原始数据ETM+原始数据为etm20021013wh文件，属于多光谱数据。
图2-1-1 原始数据图2-1-2 2002年原始图像2、辐亮度计算辐亮度指的是沿辐射方向的、单位面积、单位立体角上的辐射通量。
度亮度可由DN值转换得到。
亮度变换公式为：Lband=LDN(LMAXband-LMINband)/255+LMINband操作流程：(1)在ENVI中，File→Open Image File→ETM+文件夹→etm20021013wh；(2)Basic Tools→Preprocessing→General Purpose Utilities→Apply Gain and Offset；(3)Input选择etm20021013wh，Output定位并命名ETMfld。
图2-2-1 完成亮度转换3、表观反射率计算表观反射率：指大气层顶的反射率,辐射定标的结果之一，大气层顶表观反射率，简称表观反射率，又称视反射率。
表观反射率计算，就是将图像的DN值转化为表观反射率,方法是先将其转化为辐亮度，再将辐亮度转化为表观反射率。
操作流程：（1）在ERDAS Imagine 中，Interpreter→Spectral Enhancement→Landsat7 Reflectance Conversion，Input选择ENVI（*.hdr）格式，上步所得幅亮度计算后文件ETMfld，Output 命名为img格式的envibgfsl；（2）选择Conversion，输入数据（Solar Elevation：46.6217594，Solar Distance:1）（3）在Solar Distance框中填入1,最后确定存储路径和名称，单击OK完成计算；（4）打开步骤（3）中得到的表观反射率文件，此时该文件还没有波长信息。
在Available Bands List选中该文件，右键单击，选择Edit Header，在弹出的Header Info对话框中单击Input Header Info，单击Other Files，选择有波长信息的文件如etm20021013wh文件，然后在窗口的Data Type 中选择被加入头信息的文件的类型；（5）完成后保存文件：File→Save File As→ENVI Standard。
命名为bgfslENVI。
图2-3-1文件存储以及命名4、真实反射率计算真实反射率：在原始数据上，经过辐射定标后，根据一定的模型，通过大气校正得到的反射率。
操作流程：（1）先把BSQ格式的辐亮度图像转换为BIL（或BIP）格式。
在ENVI中，Basic Tools→Convert Data（BSQ,BIL,BIP），Input选择之前得到的辐亮度图像ETMfld，Output格式选择BIL，并命名为BILfld；（2）使用FLAASH模块进行大气校正。
Spectral→FLAASH（或Basic Tools→Preprocessing →Calibration Utilities→FLAASH）；Input Radiance Image选择上一步转换好的BILfld 文件，并选择Single scale factor选项，填写数值为10；Output Reflectance File定位并命名为dbfsl（即“地表辐射率”以与表观辐射率区分）；Output Directory for FLAASH Files指定存储文件夹路径；Rootname for FLAASH Files填写根名为frn_；（3）设置相应信息如图所示，Apply运行。
图2-4-1 BSQ格式的辐亮度图像转换为BIL格式图2-4-2 设置相应信息如上图三、高光谱数据地物光谱特征及其参数提取与分析1、EO-1高光谱真实数据真实数据：“whyujiashangb”文件为ENVI格式图像数据。
图3-1-1 真实数据信息图3-1-2 whyujiashangb原始图像2、EO-1高光谱真实反射率计算及提取分析2.1 EO-1高光谱真实反射率计算由于遥感卫星是在高空甚至是太空中，因此电磁波受到大量因素的影响，其中大气的影响最为严重，因此要对数据进行校正。
操作流程：（1）将原始数据whujiashangb 的BSQ格式转换为BIL格式；（2）在FAALSH中进行辐射校正（Basic Tools—Preprocessing—Calibration Utilities —FLAASH），打开待校正图像文件后，弹出 radiance scale factors窗口，从 ASCII 文件中读取定标尺度转换因子;（3）设置相应信息如图所示，Apply运行。