遥感综合实习汇编.docx

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遥感综合实习汇编

遥

感

综

合

实

习

报

告

一.实验目的…………………………………………………………2

二.时间任务安排…………………………………………………………2

三.数据收集………………………………………………………………2

四.实习处理过程…………………………………………………………3

五.结果结论……………………………………………………………16

六.实习总结………………………………………………………………17

七.参考文献………………………………………………………………20

遥感综合实习报告

一.实验目的

进一步学习和巩固遥感影像的解译和调绘工作，掌握遥感影像处理系统基本操作，掌握遥感影像的下载、融合、裁剪与镶嵌、几何校正、大气校正、增强处理、分类统计以及专题成图的原理和工作程序。

巩固和深化理论知识，理论与实践相结合。

培养应用能力和创新能力，培养严肃认真、实事求是、吃苦耐劳、团结协作的精神。

二．时间任务安排

8月16日—8月17日明确实习任务，数据收集及仪器准备，遥感影像的预处理，典型地物光谱采集，预分类。

8月18日大学周边地物（生化楼排球操场，思源湖，西山过火区，主操场）遥感调查。

8月19日野外地物（养马岛高尔夫球场，东泊子油松林，昆嵛山裸岩）实地调查。

8月20日遥感分类内业，制图，精度分析。

8月21日—8月22日实习报告撰写及实习总结。

三．数据收集

实习准备练习高光谱仪器的使用，室外采集地物信息，分组进行仪器的使用和数据的采集。

数据信息来自地理空间数据云，时间截止到4月24日。

四.实习处理过程

1.遥感影像的预处理

辐射定标建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系。

实验室定标在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、空间定位等的定标，将仪器的输出值转换为辐射值。

有的仪器内有内定定标系统。

但是在仪器运行之后，还需要定期定标，以监测仪器性能的变化，相应调整定标参数。

原理在遥感器飞越辐射定标场地上空时，在定标场地选择偌干个像元区，测量成像光谱仪对应的地物的各波段光谱反射率和大气光谱等参量，并利用大气辐射传输模型等手段给出成像光谱仪入瞳处各光谱带的辐射亮度，最后确定它与成像光谱仪对应输出的数字量化值的数量关系，求解定标系数，并估算定标不确定性。

2.大气辐射校正

大气校正消除遥感图像中由大气散射引起的辐射误差的处理过程。

遥感所利用的各种辐射能均要与地球大气层发生相互作用-或散射、或吸收，而使能量衰减，并使光谱分布发生变化。

大气的衰减作用对不同波长的光是有选择性的，因而大气对不同波段的图像的影像是不同的。

另外，太阳-目标-遥感器之间的几何关系不同，则所穿越的大气路径长度不同，使图像中不同地区地物的像元灰度值所受大气影响程度不同，且同一地物的像元灰度值在不同获取时间所受大气影响程度也不同。

消除这些大气影响的处理，称为大气校正。

有时必须对遥感数据进行大气校正。

例如，从水体或植被中提取生物物理变量（如：

水体中的叶绿素a、悬浮泥沙、温度；植被中的生物量、叶面积指数、叶绿素、树冠郁闭百分比）时，就必须对遥感数据进行大气校正（Haboudane等，2002；Thiemann和Hemann，2002）。

如果数据未经校正，就可能会丢失这些重要成分的反射率（或出射率）的微小差别信息。

此外，如果需要将某景影像中提取的生物物理量（如：

生物量）与另一景不同时相影像中提取的同一生物物理量相比较，就必须对遥感数据进行大气校正。

例如，由LandsatTM数据推导的归一化植被指数（NomaliedDifferenceVeRetationlndex，NDVl）

NDVI=（ρtm4-ρtm3）/（ρtm4+ρtm3）

辐射校正指对由于外界因素，数据获取和传输系统产生的系统的、随机的辐射失真或畸变进行的校正，消除或改正因辐射误差而引起影像畸变的过程。

遥感影像产生辐射误差（即灰度失真）的因素主要有：

①大气对电磁波辐射的散射和吸收；②太阳高度与传感器观察角的变化；③地形起伏引起的辐射强度变化；④传感器探测系统性能差异，如光学系统或不同探测器在灵敏度、光谱响应和透光性能上的差异；⑤影像处理，如摄影处理等。

影像灰度失真与影像空间频率有关。

空间频率愈高，即目标愈小时，辐射误差愈大。

辐射校正实际上是影像恢复（或称复原）的一个内容。

校正方式有两类：

①传感器辐射校正。

通常采用内部校准光源和校准楔，如陆地卫星多光谱扫描仪的辐射校正；②影像辐射畸变校正。

常采用物理或数学（校正曲线或各种算法）方法，如空间滤波、平滑化，校正各种灰度失真及疵点、灰点、条纹、信号缺失等分布在整个影像上的离散形式的辐射误差。

其中大气影响的校正还可通过实测反射辐射通量和影像密度，并对数据进行回归分析来进行校正。

3.几何校正通过一系列的数学模型来改正和消除遥感影像成像时因摄影材料变形、物镜畸变、大气折光、地球曲率、地球自转、地形起伏等因素导致的原始图像上各地物的几何位置、形状、尺寸、方位等特征与在参照系统中的表达要求不一致时产生的变形。

可将下载的影像与GoogleEarth叠加，几何变形较大需进行几何校正。

多光谱、多时相影像配准和遥感影像制图，必须经过上述几何校正。

因人们已习惯于用正射投影地图，故多数遥感影像的几何校正以正射投影为基准进行。

某些大比例尺遥感影像专题制图，可采用不同地图投影作为几何校正基准，主要是解决投影变换问题，一些畸变不能完全得到消除。

遥感影像的几何校正可应用光学、电子学或计算机数字处理技术来实现。

常用的方法有：

基于多项式的遥感图像纠正、基于共线方程的遥感图像纠正、基于有理函数的遥感图像纠正、基于自动配准的小面元微分纠正等。

4.图像的裁剪、拼接、融合

图像裁剪目的是将研究之外的区域去除。

常用的方法是按照行政区划边界或自然区划边界进行图像裁剪。

在基础数据生产中，还经常要进行标准分幅裁剪，按照ENVI的图像裁剪过程，可分为规则裁剪和不规则裁剪。

图像拼接ENVI中可以对影像进行多边形裁剪，但是要求多边形是面矢量文件，而且该多边形需和要裁剪的影像是配准的。

裁剪的方法是先将矢量转化成感兴趣区域（ROI），再利用（ROI）从影像中裁剪出感兴趣区域。

图像融合是将低空间分辨率的多光谱图像或高光谱数据与高空间分辨率的单波段重新采样，生成一幅高分辨率多光谱遥感图像的图像处理技术。

使得处理后的图像既有较高的空间分辨率，又具有多光谱特征。

ENVI中提供了两种融合方法：

HSV变换和Brovey变换。

这两种方法均要求数据具有地理参考或者具有相同的尺寸，RGB输入波段必须为无符号8-bit数据或从打开的彩色display中选择。

5.典型地物光谱采集

自然界中任何地物都具有其自身的电磁辐射规律，如具有反射，吸收外来的紫外线、可见光、红外线和微波的某些波段的特性，它们又都具有发射某些红外线、微波的特性；少数地物还具有透射电磁波的特性，这种特性称为地物的光谱特性。

当电磁辐射能量入射到地物表面上，将会出现三种过程：

一部分入射能量被地物反射；一部分入射能量被地物吸收，成为地物本身内能或部分再发射出来，一部分入射能量被地物透射。

（1）

西山过火区光谱曲线

（2）

后山思源湖光谱曲线

（3）

牟平油松林光谱曲线

（4）

养马岛高尔夫球场光谱曲线

6.鲁大周边地物遥感调查

（1）影像中红色的区域即为思源湖，大约占据11个像素的位置，坐标为37.52821N121.357093E。

后山思源湖

（2）影像中红色区域即为西山过火区，大约占据68个像素，坐标为37.518888N121.342012E。

西山过火区

（3）图中灰色区域为牟平油松海防林，坐标为37.451607N121.718715E。

牟平海边油松林

7.实验重点是对西山过火区的前后对比

两幅Landsat8号星影像前后两幅图对比，火灾区情况清晰可见。

火灾前的遥感图像火灾后的遥感图像

8.监督分类

又称训练场地法，是以建立统计识别函数为理论基础，依据典型样本训练方法进行分类的技术。

并且建立感兴趣区。

从ENVI主菜单中，选择File→OpenImagefile，选择LC81200342014146LGN00_B3，LC81200342014146LGN00_B4，LC81200342014146LGN00_B5文件，点击ok。

点击LoadRGB按钮，把该影像加载到显示窗口中。

从主影像窗口中，选择Overlay→RegionofInterest。

接着对应于显示窗口的ROITool对话框。

在ROITool对话框中，选择ROI_type为polygon，Window中选择“Zoom”。

然后在主影像窗口中，绘制一个多边形，该多边形就代表了新创建的感兴趣区。

在主影像窗口中，点击鼠标左键，建立感兴趣多边形的第一个点。

再次点击鼠标左键，按顺序选择更多的边线点，点击鼠标右键来闭合该多边形。

鼠标中键可以被用来删除最新定义的点，或者删除已经闭合了的整个多边形。

再一次点击鼠标右键，固定多边形的位置。

通过选ROIControls对话框顶部对应的单选按钮，感兴趣区可以在缩放窗口中被定义。

根据土地利用现状分类标准GB/T2010-2007

以现行土地利用类型为参照，根据烟台地区具体地物类型为依据，将土地利用类型具体分为6类。

1）水域

2）耕地

3）山区林地

4）建筑用地

5）海防林（油松林，牟平地区）

6）岩石裸地（昆嵛山地区）

感兴趣区域定义完后，它就会在对话框的可用区域列表中显示出来，同时显示的还有感兴趣区域的名字，颜色以及所包含的像素总数。

要定义一个新的感兴趣区，点击NewRegion按钮。

点击Edit按钮，在打开的EditROIParameters对话框中，可以输入感兴趣的名字，选择感兴趣区的颜色和填充方式。

按照上述步骤，定义新的感兴趣区。

对分类影像定义6个地类。

9.输出成图

五.结果结论

精度分析结果：

OverallAccuracy=（4287/4961）86.4140%

KappaCoefficient=0.8311

六.实习总结

遥感技术是20世纪60年代兴起并迅速发展起来的一门综合性探测技术。

它是在航空摄影测量的基础上，随着空间技术、电子计算机技术等当代科技的迅速发展，以及地学、生物学等学科发展的需要，发展形成的一门新兴技术学科。

从以飞机为主要运载工具的航空遥感，发展到以人造地球卫星、宇宙飞船和航天飞机为运载工具的航天遥感，大大地扩展了人们的观察视野及观测领域，形成了对地球资源和环境进行探测和监测的立体观测体系；使地理学的研究和应用进入到一个新阶段。

遥感，从广义上说是泛指从远处探测、感知物体或事物的技术。

即不直接接触物体本身，从远处通过仪器探测和接收来自目标物体的信息，经过信息的传输及其处理分析，识别物体的属性及其分布等特征的技术。

通常遥感是指空对地的遥感，即从远离地面的不同工作平台上通过传感器，对地球表面的电磁波信息进行探测，并经信息的传输、处理和判读分析，对地球的资源与环境进行探测和监测的综合性技术。

当前遥感形成了一个地面到空中，乃至空间，从信息数据收集、处理到判读分析和应用，对全球进行探测和监测的多层次、多视角、多领域的观测体系，成为获取地球资源与环境信息的重要手段。

遥感在地理学中的应用，进一步推动和促进了地理学的研究和发展，使地理学进入到一个新的发展阶段。

本次实习历时一周左右时间，主要对高光谱分析、镶嵌、配准、非监督分类和监督分类五个方面进行了操作，整个过程是借鉴了一些参考资料以及和同学的一些讨论才得以完成。

实习过程中还遇到了许多困难，导致不同程度的返工，一遍遍重复的操作，不过这样一来，更加加深了对ENVI软件的理解和应用，俗话说熟能生巧，正是因为有了这些一遍遍的错误，并通过结合理论知识的讨论和研究，才能不仅仅局限于对应课件一步一步来的层次，才能对做过的实验进行反思和分析，认真考虑到底是那个地方出现了问题，这样才能有利于我们的学习进步。

学习ENVI软件刚开始的时候是比较困难的，主要体现在对各个操作命令的不熟悉，以及对基础理论的理解程度不够造成的，并且全英文的操作菜单让各个指令无法和所学的内容结合起来，造成对软件的操作步骤的不理解，而且也无法加深对本次试验的理解，造成了一定的困难。

但当自己硬着头皮把这部分内容做完之后，再返回去进行一下总结，总能得到一些原来本不知道的知识，我觉得这种收获远远大于按照实习步骤一步步来的效果要好一些。

所以，我还是建议大家首先把理论部分搞的明白一些，算不上透彻吧也应该知道本次实验的目的是什么，从目的出发进行理解，这样才能具有针对性，否则等你做过这次实验之后你还不知道做的是什么的话，那样只会耽误自己的时间，很快就会忘记，达不到学习的效果。

正如老师介绍的那样，地理信息系统专业对遥感方面的学习越来越重要。

长期以来，地理学主要是以地图作为地理信息存贮及成果展示的工具，以地图和实地观测作为地理研究的主要手段。

随着当前科学技术和社会的迅速发展，单纯传统的工作手段已不能适应地理学的发展，遥感技术的引进和应用，成为当前地理学发展中具有重要意义的变化和动向之一.遥感已成为地理研究和工作的重要信息源，另外，遥感已成为地理研究的重要手段和方法。

因此，伴随着遥感在测绘专业所占成分越来越高的现实，我们有必要对遥感这门课程引起足够的重视，努力学习好这门课程。

工科学生要的就是动手能力，只有在学习完理论并结合一次实习才能够加深对这门课程的理解。

当然不仅仅是对本门课程理论知识的理解，更多的是对遥感这门学科的应用有一定的理解才是。

当然，想要学习好一门技术不仅仅是一个学期的学习和一周的实习可以搞定的，这可以说只是一个入门，如果想要进一步理解，那就需要付出更有的努力。

总之，本次实验还是比较顺利的，在实习期间感谢老师的辛勤指导，让我们少走了一些弯路，老师的讲解也给我们留下了很深的印象，使我们对一些知识点理解更透彻。

实验中，学会了高光谱数据分析，影像镶嵌，影像配准，非监督分类，监督分类的实验操作。

并对它们的实验原理有所了解，在此基础上，巩固了课本的相关的学习内容。

在实验的过程中，也出现了许多问题，比如监督分类中感兴趣区的选择对我是一个难点，通过向老师请教和自己看书理解，明白了怎么样选择感兴趣。

通过对ENVI软件的学习，我深刻感受到遥感技术在解决实际问题中扮演着越来越重要的角色，自己平时学习中遇到的一些疑点也一一得到解决，并通过与同学们的学习交流，使我对ENVI软件有一定的掌握。

也对当前遥感技术的应用和今后发展的新趋势有所了解。

同时增强了学习的兴趣。

为以后的工作打好基础。

七.参考文献

1.梅安新，彭望琭，秦其明，刘慧平编著.遥感导论.高等教育出版社.

2.陈述彭，赵英时.遥感地学分析.测绘出版社.

3.

4.http:

//www.usgs.gov/美国地质勘探局.

5.http:

//www.umd.edu/马里兰大学.