遥感多时相影像动态检测.docx

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遥感多时相影像动态检测

遥感软件使用课程设计

——多时相影像动态检测

一．实验目的：

学习了解动态监测的概述，动态检测的关键技术以及基于ENVI软件的动态检测。

二．实验原理：

遥感影像具有周期性特点，利用这一特性就可以用于监测一个地区的地表变化情况，遥感影像是我们监测地球变化最直接和权威的数据源。

从遥感影像中可以获取的变化信息包括：

海岸线、森林健康、城市扩张、农业生产、自然灾害、人为灾害、土地覆盖、冰雪范围、水面变化等。

三．实验方法：

3.1图像直接比较法

图像直接比较法是最为常见的方法，它是对经过配准的两个时相遥感影像中像元值直接进行运算和变换处理，找出变化的区域。

目前常用的光谱数据直接比较法包括图像差值法、图像比值法、植被指数比较法、主成分分析法、光谱特征变异法、假彩色合成法、波段替换法、变化矢量分析法、波段交叉相关分析以及混合检测法等。

3.2分类后比较法

分类后结果比较法是将经过配准的两个时相遥感影像分别进行分类，然后比较分类结果得到变化检测信息。

虽然该方法的精度依赖于分别分类时的精度和分类标准的一致性，但在实际应用中仍然非常有效，该方法的核心是基于分类基础上发现变化信息。

3.3直接分类法

结合了图像直接比较法和分类后结果比较法的思想，常见的方法有：

多时相主成分分析后分类法、多时相组合后分类法等。

四．实验环境：

ENVI4.8size20062001

五．实验步骤：

5.1图像直接比较法（基本的信息发现）

ENVI中的图像直接比较法就是对两时相影像做差值或者比值运算，整合了一些预处理功能，如数据归一化和单位的统一。

下面以经过配准的两时相影像为例介绍这个功能的使用。

1.单机主菜单->File->OpenImageFile,将两时相影像同时打开，并用窗口下的Tools->DisplayLink功能查看变化区域（分别用7,4,3和6,4,3波段）

2.单机主菜单->BasicTools->ChangeDetection->ComputeDifferenceMap,分别选择前一时相影像一个波段个和后一时相影像一个波段。

3.在ComputeDifferenceMapInputParameters面板中，可以选择计算方法（差值或者比值），归一化（0-1）和单位统一，设置变化等级以及设置变化等级划分阈值。

单击DefineClassThresholds，可以对每一个变化范围进行划分。

4.结果查看和统计

显示结果，单击ToolBox/Classification/PostClassification/ClassStatistics，统计各个变化。

图：

水体变化情况

附1：

图像直接比较法的波段替换法

在RGB假彩色合成中，G和B分量用前时相的两个波段，用后一时相的一个波段影像组成R分量，在合成的RGB假彩色图像上能够很容易地发现红色区域即为变化区域。

（注意：

合成的两幅图的尺寸必须一样）

1.用2006（未校正）年的第3,4波段和2001年的第6波段显示遥感图，可以看到某些颜色的异常。

2.与原波段图像比较可以发现和分析地类发生过的变化。

附2：

图像直接比较法的植被指数特征变化法

从影像上计算如植被指数等特定地物的特征指数，之后对它们求差值或者比值。

（1）打开要处理的遥感影像文件。

（2）在basicTools中选择BandMath。

（3）在表达式中输入波段运输表达式：

（float（b2）-b1）/（b2+b1）；

（4）选择要运输的波段（其中b2指定为遥感影像的近红外波段，b1指定为红光波段）。

（5）输出处理后的图像。

（6）在ComputeDifferenceMapInputParameters面板中，可以选择计算方法（差值或者比值），单击DefineClassThresholds，可以对每一个变化范围进行划分。

图：

差值后植被指数结果（蓝色的为植被变化区）

（7）通过差值或者比值后的结果查看植被的变化情况。

在上图中看到的蓝色变化区域为城市建设占用的原有植被区域，成为其他类型的土地。

5.2分类后比较法

ENVI中的分类后比较法是通过比较两时相影像分类结果，获得变化类型、面积、百分比等（本实验中使用的先利用监督分类中的最大似然分类法）

1.首先利用分别在两幅图中分类选点。

2.点击option下，ComputeROISeparability可以看到分类后每一类的信息，所占百分比（每类最好大于1.8，如果不是的话，需要稍微多选少选几个点，保证选择的确实是该地类的点）

3.影响分类，选好训练场地样本后，主菜单点击classfication-supervise-maxlikehood（最大似然分类法）

4.单击主菜单->File->OpenImageFile，将两时相的分类图打开。

5.单击主菜单->BasicTools->ChangeDetection->ChangeDectionStatics,选择前后时相的分类图。

6.在DefineEquivalentClass面板中，如果两个时相的分类图命名规则一致，则会自动将两时相上的类别关联；否则需要在InitialStateClass和FinalStateClass列表中选择相对应的类别，点击OK。

7.在结果输出面板中，选择统计类型：

像素，百分比和面积，选择路径输出结果。

8．结果以二维表格和图像显示。

9.可以在分类后结果中的各波段看到所代表的地物遥感图。

（1）水体：

（2）土壤soil：

六．实验总结：

通过本次多时相动态监测实验，了解了多种动态监测的处理方法及其原理，也发现动态监测是一个工作量比较繁琐的过程，对数据的预处理要求较高，信息的发现和信息的提取可选择和组合的方法很多，技术含量较高。

在本次实验过程中，同时复习了监督分类，训练区选取等内容，更好地了解了ENVI软件在处理遥感图像时的性能和思路，提高ENVI的操作能力。