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实习报告一Landsat影像数据下载、导入、目视解译与分析实习人姓名韦昭华专业班级及编号水文一班2014301580040任课教师姓名陈华实习指导教师姓名陈华王佳伶实习地点八教2楼机房实习日期时间2016-10-21实习目的(1)学会使用地理空间数据云或美国NASA/USGS网上下载工具进行Landsat卫星影像的检索和下载。(2)初步掌握ENVI影像处理软件的使用方法，熟悉软件的用户界面、功能模块。(3)复习遥感导论课程中的遥感影像目视解译环节，选择自己熟悉的地区，进行LandsatTM/ETM+影像的目视解译。实习要求1.将文档中所有操作步骤的对话框图替换成自己所做的截图；2.在相应位置完成文档中思考题（标红的地方）；3.填写好姓名、班级，上机后在星期二前由各班学委统一收好实习报告上交(电子档)。数据准备下载LandsatTM/ETM+影像一景使用Excel进行数据分析时注意加载宏“数据分析工具”操作方法及过程据自己感兴趣的地区，下载一景LandsatTM影像。注意选择云量少的以免影响观察。需要先安装javaruntime套件。思考一：数据标识中LT5、130、42、2011320、BKT、00分别表示什么？（在此处作答）LT5——landsat5号卫星；130——条带号；42——行编号；20011320——获取日期；BKT——接站代码；00——产品级别；1.打开ENVI软件，选择ENVI5.0Classic。2.把下载影像的1、2、3、4、5、6、7波段进行加载，以多波段组合方式将原始的GeoTIFF格式的LandsatTM/ETM+数据转换为ENVI标准格式。步骤：选择basictoollayerstacking，弹出LayerStackingParameters对话框，点击ImportFile按钮，将出现LayerStackingInputFile对话框。点击open加载1~7波段文件。单击Reorder将1~7波段按顺序排列，上下拖动即可，选择影像输出路径后点OK。3、利用ENVI的显示窗口（Display）打开影像，分别选取4、3、2和3、2、1波段组合进行假彩色和真彩色合成步骤：在可用波段列表(AvailableBandList)中，使用鼠标左键点击对话框中所列的文件名，选中要打开的影像。选择RGBColor彩色影像显示：用鼠标左键分别依次点击(4、3、2)要进行假彩色合成的波段组合，点loadRGB。重新选择3、2、1波段组合，打开第二幅真彩色影像（已打开一幅影像，则点击NewDisplay），打开一个新窗口。点击LoadRGB，将第二幅影像加载到一个显示窗口中。对比真假彩色影像上地物的差别。（左：假彩色；右：真彩色）在小窗口点击toolslinklinkdisplaysOK连接两个窗口。在显示窗口中观察不同波段组合的影像中地物的色调变化。思考二：根据你下载的影像数据，说明每个波段含义及主要作用是什么。可在地理空间数据云的卫星数字产品图像详细信息中查找，学会查看图像信息编号波段主要作用Band1蓝色波段用于水体穿透，分辨土壤植被Band2绿色波段分辨植被Band3红色波段处于叶绿素吸收区域，用于观测道路/裸露土壤/植被种类效果很好Band4近红外波段用于估算生物数量，尽管这个波段可以从植被之间有好的对比度，并且有较好的穿透大气、云雾的能力Band5短红外波段用于分辨道路/裸露土壤/水，它还能在不同植被之间有好的对比度，并且有较好的穿透大气、云雾的能力Band6热红外波段感应发出热辐射的目标Band7中红外波段对于岩石/矿物的分辨很有用，也可用于辨识植被覆盖和湿润土壤4、查询并记录影像文件的基本信息、投影信息，以及各个波段直方图信息。在可用波段列表中左键点击mapinfo标签的图标或左键双击mapinfo标签使其展开，就可以获取影像的基本信息。点击basictoolsstatisticscomputerstatistics，选择需要查看信息的影像；点击“先保存的图像名称”Ok再勾选histograms，点击ok即可生成影像的直方图信息。生成.sta文件直方图统计结果中，第一部分显示的是整个文件的统计信息，之后是分波段的统计信息。在SelectPlot中可分别查看波段直方图信息。5、利用ENVI的三窗口，即主图像窗口（Image）、滚动窗口（Scroll）、放大窗口（Zoom）识别影像中的土地利用/土地覆盖类型，可能的土地利用/土地覆盖类型包括找到图中的6中不同地物(1)耕地farmland(8)公路/铁路roadorrailway(2)草地grassland(9)河流stream(3)裸地barrenland(10)水库reservoir(4)森林forest(11)冰雪iceandsnow(5)城镇居民地town(12)云cloud(6)农村居民地village(13)阴影shadow(7)沙漠desert（14）机场思考三：将识别的6中地物如下图示意分别截图，并观察上述地物的色调变化。说明上述地物（选取6种）分别在两种波段组合下(真彩色、假彩色)的颜色特征区别。（在该处作答）1.河流2.…3.…4.…5.…6.…（请补充完整）地物在真彩色和假彩色下的区别地物类别真彩色假彩色1.河流黄色蓝色2.森林绿色红色3.公路黄色淡蓝色4.耕地绿色和黄色红色5.云白色白色6.城镇居民地黄色淡蓝6、利用ZProfile(Spectrum)光谱剖面工具，提取上述地物在不同波段的数值（DigitalNumber，DN）；要求针对影像中的6种地物至少各采集10个样本，取平均值，做光谱剖面图，分析不同地物的灰度值随波段变化的特点。将光谱剖面数据保存为文本文件（txt格式，可以用文本文件编辑器打开）在图像上右击点ZPofile(Spectrum)可以查看不同地物的光谱剖面。在SpectralProfile窗口中，点击OptionCollectSpectra可以选择样本点，可在图上均匀选取多个不同点，注意最后输出应手动排除异常点（每个地物最少采集十个点，按Ctrl选中多个样本点后输出），再点击FileSaveplotasasscii保存数据。（注明每个光谱剖面图对应的是何种地物，以下举例一种，请补充完整6种）1.河流2、森林3、公路4、耕地5、云6、城镇居民地7、利用所得数据完成每种地物的样本特征光谱统计表步骤：在excel中要添加数据分析模块的具体操作是文件，选项···导入数据，起始行，分列导入，计算平均值average，最小值min，最大值max，相关系数矩阵。（以下给出一种地物的格式，请补充完整6种）1.河流2.森林3.公路4.耕地5.云6.城镇居民地8、采用Excel打开步骤6、7生成的数据文件，根据每种地物在不同波段的均值作折线图；并从TM/ETM+1、2、3、4、5、6、7中选取3、4两个波段的数据，做散点图；分析上述不同地物在光谱空间中的分布情况及其规律（注意在图中使用不同的符号表示不同的地表覆盖类型，给出地物图例）。1、河流在第三第四波段的DN值很接近所以集中分布。2、森林第三波段DN变化不大，第四波段DN值变化大，点的连线斜率大于一。3、公路第四波段DN值变化不大，所以呈现出点近似在一条横线上。4、森林第三波段DN变化不大，第四波段DN值变化大，但是其第四波段DN值大于森林，第三波段DN值大于城镇居民地，所以点在森林点的右侧，城镇居民地点的上方。5、城镇居民地第三波段第四波段DN值变化均匀，点连线斜率近似为1。6、云第三第四波段DN值变化幅度大，点比较离散，点连线斜率大于一。不同的地物光谱特征相差很大，相同的地物在散点图中较为聚集，即使在地理空间上相隔很远，但其光谱特征呈现一致性，这说明各种地物的光谱特征具有特殊性和统一性。特殊性是指各种地物的光谱特征不尽相同，而统一性是指相同的地物无论空间距离多远，其光谱特征将呈现一致性。这就为遥感分类提供了切实可行的依据。10、利用ResizeData工具从可见光/近红外的6个波段影像中选取512×512子区并保存。（手动选择子区大小，后期将学习通过矢量裁剪子区）步骤：点击basictoolsresizedatainputfile，选择图层后点击spatialsubset,选择image，选择裁剪范围为512*512后导出，即完成子区裁剪。思考四：对影像进行分析，说明子区影像直方图与原影像直方图的差异，重新计算原影像统计特征值，说明结果的变化。选取的子区明显统计量min和max有所改变，且DN、Npts、Total，percent和AccPct值的数量少于原数据；波段的直方图也发生了较大的变化，波峰值明显变大；原因：选择的子区尺度更小，其自身的特殊性表现的更加突出，而原数据是大尺度上的，相比较而言，更加体现出这个研究范围的整体性实习心得对软件操作原理不够熟悉，只是按图索骥，应加强课上听课效率，理解原理。存在问题与解决办法实习过程中影像的分辨率比较低，有些地物的辨别有点小困难，有些地物之间不好辨别。选择采样点时，无法看出异常点。总结1、学会了如何下载影像2、了解了一些同种地物在不同波段下的颜色变化。3、了解了目视解译的一些知识。4、熟悉了Envi的一些功能包括数据的输入，合成，地物光谱信息的获取。利用Excel分析地物光谱数据。熟悉回顾了某些地物在不同波段下的反射能力的变化。