实验五遥感动态监测.docx

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实验五遥感动态监测

实验五-遥感动态监测

遥感动态监测

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一、实验目的

学习并掌握以下内容：

遥感动态监测技术、图像直接比较法工具、分类后比较法工具、林冠状态遥感状态监测实例、农业用地变化监测实例

二、实验数据

分类后处理数据文件、耕地利用变化监测数据文件、林冠变化监测数据文件、森林开采监测数据文件

三、实验内容和步骤

1.图像直接比较法工具

1）ComputeDifferentMap工具

选择BasicTools→ChangeDetection-→ComputeDifferenceMap。

在SelecttheInitialStateImage文件选择对话框中，从前一时相图像中选择一个波段，单击OK按钮；在SelecttheFinalStateImage文件选择对话框中，从后一时相图像中选择一个与前面相同的波段，单击OK按钮，打开ComputeDifferenceMapInputParameters对话框。

1-1ComputeDifferenceMapInputParameters对话框

2）ImageDifferent工具

第一步启动ImageDifferenc

✓在ENVIZoom中，选择File→Open打开july_00_quac.img和july_06_quac.img图像

✓在工具栏中，单击

按钮，利用Portal功能浏览这两个图像相同区域地表变化情况

✓在Toolbox列表中，双击ImageDifference选项，打开FileSelection对话框，分别为Time1File选择july_00_quac.img和Time2File选择july_06_quac.img。

单击Next按钮，打开ImageDifference对话框

1-2ImageDifference对话框

第二步变化信息检测

1-3设置变化信息检测

第三步变化信息提取

1-4设置变化信息提取

第四步输出变化信息

1-5输出变化信息

2.分类后比较法工具

1）ChangeDetectioStatistics工具

✓ENVI主菜单中，选择BasicTools→ChangeDetection→ChangeDetectionStatistics

✓在SelecttheInitialStateImage文件选择对话框中，从前一时相图像中选择一个波段，单击OK按钮；在SelecttheFinalStateImage文件选择对话框中，从后一时相图像中选择一个与前面相同的波段，单击OK按钮，打开DefineEquivalentClasses对话框

✓在DefineEquivalentClasses对话框，如果两个分类名称一致，系统自动将InitialStateClass和FinalStateClass对应；否则，手动选择

✓在左边列表中选择一个分类类别，在右边选择对应分类名称，单击AddPair按钮。

✓重复（4）步骤，直至所有需要分析的分类类别一一对应。

单击OK按钮，打开ChangeDetectionStatisticsOutput对话框

✓选择生成图像表示单位

✓单击OK按钮，执行计算

2）ThematicChange工具

✓在ENVIEX中，选择File→Open打开两个分类图像

✓在Toolbox列表中，双击ThematicChange选项，打开FileSelection对话框，分别为Time1ClassificationImageFile选择前一时间的分类图像和Time2ClassificationImageFile选择后一时间的分类图像。

单击Next按钮，打开ThematicChange对话框

2-1ThematicChange对话框

✓在ThematicChange对话框中，如果两个分类图像中分类数目和分类名称都一样，OnlyIncludeAreasthatHaveChange选项可选，当选择这个选项时，未发生变化的分类全班归为并命名为“noChange”。

单击Next按钮，进入ClearUp对话框

✓Clearup对话框的作用是移除椒盐噪声和去除小面积斑块

✓单击Next按钮，打开Export对话框。

单击Finish按钮，输出结果

2-2结果图

3.林冠状态遥感动态监测实例

1）林区提取

✓在ENVI主菜单中，选择Transform→NDVI，在文件选择对话框中选择oct_07_2002.img文件，单击OK按钮

✓在NDVICalculationParameters对话框中，在InputFileType选项中选择LandsatTM,选择输出路径及文件名QB_NDVI.img，单击OK按钮，执行NDVI计算

3-1NDVI计算结果图

✓在ENVI主菜单中，选择BasicTools→RegionofInterest→BandThresholdtoROI，在文件对话框中选择QB_NDVI.img，单击OK按钮，在打开的对话框中设置参数

3-2参数设置

✓在Display中显示oct_07_2002.img，选择Tools→RegionofInterest，可以看到森林的感兴趣区。

在ROITools对话框中，选择File→SubsetDataviaROIs,选择Oct_07_2002.img，用ROI将图像中的森林裁剪输出（oct_07_2002_subset.img）

3-3Oct_07_2002结果图

✓用同样的方法将aug_25_2007.img中的森林裁剪输出（aug_25_2007_subset.img）

3-4oct_07_2002.img和aug_25_2007.img的结果数据

2）林冠变化检测

✓在ENVI主菜单中，选择Spectral→SPEARTools→ChangeDetection,打开ChangeDetection对话框进行以下操作

✓在Co-registratioParameters对话框中，完成两幅图像精确配准。

进行以下操作：

✓在ReviewTiePoints对话框中，设置MaximumallowedRMSpeiGCP为1，单击Apply按钮。

其他按照默认，单击Next按钮，进入CheckCo-Registration对话框。

✓单击按钮，对配准的两幅图像进行目视对比。

单击Next按钮，进入ChangeDetectionMethods对话框。

✓在ChangeDetectionMethods对话框中，提供四大类变化监测方法：

波段变换法，图像变换法，两幅图自定义比值的差，specterangle；

✓在ExamineResults对话框中，提供以下浏览变化检测结果的工具

✓单击Next按钮进入最后一步

✓单击Finish按钮完成此流程的操作

3）提取森林健康变化信息

✓在Display窗口中显示Diff波段，即NDVI

✓在主图像窗口中，选择Enhance→InteractiveStretching，打开显示图像的直方图，滑动其中的一条垂直虚线靠近0值去，从左下角获取一个阈值；继续移动虚线滑到左边凸值点位，从左下角获取第二个阈值

✓在主图像窗口中，选择Overlay→DensitySlice

✓在DensitySlice对话框中，进行以下操作

✓为了得到更好的结果，用分类后处理工具优化监测结果。

4.农业用地变化监测实例

1）LandsatTM农业用地分类

✓启动ENVIEX,选择File→Open,同时打开ag_08_quac.img和ag_09_quac.img。

ENVIEX自动以TM321波段组合显示。

✓利用工具栏中的缩放按钮浏览打开的数据，单击

按钮“透视”两个时相的图像，大致了解两个时期的土地利用情况

✓在ENVIEX中，选择File→New→VectorLayer，在CreatNewVectorLayer对话框中，设置LayerName为Mask,单击OK按钮。

✓在工具栏中，选择

，在图像上沿着农业用地的边缘绘制矢量作为掩膜文件。

绘制好后单击右键选择Accept

✓在ENVIEX中，选择File→SaveAs，将绘制的Mask文件保存为外部Shapefile文件

✓在ENVIEX中的Toolbox中，双击Classification流程化工具

✓在FileSelection对话框中，选择ag_08_quac.img，单击Next按钮

✓在ClassificaitonType对话框中，选择UseTrainingData，单击Next按钮

✓在DefineTrainingData对话框中，双击Class1修改ClassName为greenfields,在图上目视解译绘制有作物的农业用地。

绘制一定数量的训练样本

✓新增一个分类类型。

同样的方法绘制一定数量的训练样本，最终结果如图

✓在Algorithm中默认选择MaximumLikelihood，勾选Preview预览分类结果，单击Next按钮，执行分类

✓在ClassificationCleanup对话框中，设置Smoothing可以去除椒盐噪声，设置Aggregation可以将小斑块合并到大块中。

按照默认单击Next按钮

✓在SaveResults对话框中，选择ExportClassificationImage选项，选择分类图像输出路径和文件名ag_08_maxlike.img，单击finish按钮

✓完成2008年农业用地分类图，用同样的方法将ag_09_quac.img图像进行分类，得到分类结果ag_09_maxlike.img

2）农业用地变化信息提取

✓在ENVIEX中的Toolbox中，双击ThematicChange流程化工具。

在ThematicChangeDetectionFile选择对话框中，分别为Time1选择ag_08_maxlike.img和Time2选择ag_09_maxlike.img

✓选择InputMask选项，在theThematicChangeMask对话框中，选择mask.shp文件作为掩膜文件，单击next按钮

✓在ThematicChange对话框中，选择“OnlyIncludeAreasthatHaveChanged”，只获得变化的区域。

选择Preview选项可以预览结果。

单击Next按钮

✓在Cleanup-RefineResults对话框中，在Smoothing和Aggregation中设置合适的值去除噪声和合并小斑块，单击next按钮

✓在ThematicChangeExport对话框中，分别将结果以图像和矢量格式输出，单击Finish输出结果

✓在输出的变化矢量结果单击右键选择ViewAttributes，可以看到每个变化斑块的属性信息

四、结论与讨论

遥感变化检测就是从不同时期的遥感数据中，定量地分析和确定地表变化的特征与过程，我们可以通过此项操作，方便地获得地物地貌在不同时期的变化情况，并获得变化数据。

其主要操作主要是在ENVIEX中进行，操作步骤多而繁杂，很容易在进行下一个操作时和上一个操作混淆，从而在后来的操作中出现错误。