地理实验综合
报告
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遥感软件应用
成绩
一、实验目的
1、 计算bldr_tm.img影像的NDVI,统计区域NDVI特征。
2、 在Landsat TM 图像can_tmr.img上,提取典型地物光谱特征曲线。
3、 使用监督分类方法对can_tmr.img图像进行分类。
二、实验准备
1、实验软件:ENVI遥感图像处理系统软件
2、实验数据:
bldr_tm.img
Landsat TM数据
can_tmr.img
Ca?on City, Colorado TM 反射率影像
三、仪器设备
电子计算机一台、ENVI 遥感图像处理系统软件一套
四、实验步骤
1、NDVI指数的计算与结果统计
(1)步骤: 打开Landsat TM影像中的bldr_tm.img,在主菜单“Transform”下选择NDVI,得到NDVI Calculation Input File窗口中,点击左下角OK键,得到NDVI Calculation Parameters窗口,在其中输入内存数据,点击OK即可。NDVI Calculation Parameters窗口如下图(图1-1)所示;在得到的可用波段列表中打开NDVI的灰度图像,(如下图1-2所示),在主图像窗口中点击Tools,选择Color Mapping中的ENVI color table,显示该图像的伪色彩。(如下图1-3所示);在主菜单Basic Tools 中选择Statistics
分析
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:NDVI即植被指数,可以通过波段的差异来分析,将不同植被的波段分出来,还可分析植被的生长状态,植被覆盖度和消除部分辐射误差等。当NDVI值为负值表示地面覆盖为云、水、雪等,对可见光高反射,0表示有岩石或裸土等,若为正值,表示有植被覆盖,且随覆盖度增大而增大。此统计图横轴为波长,纵轴为统计值,在该图像中所有值均为正值,所以有植被覆盖地表,在波段0.8——1.6长是,统计值随波长增长而变大,在0.5——0.6波段,统计值随波长增长而减小,1.6波长以后统计值亦随波长增长而减小。
2、典型地物光谱特征曲线
(1)打开Landsat TM影像中的can_tmr.img。交互式地选择和显示 X轴(水平)、Y 轴(竖直)和 Z轴(波谱)的剖面线图。这些剖面线图显示了穿过影像的横线(X) ,纵线(Y)或者波谱波段(Z)的数据值.。从主影像显示窗口菜单栏中,选择Tools—Profiles—X Profile,将会打开一个绘制窗口,该窗口将根据影像中所选择的行,绘制出一幅数据值与列号(sample number)之间的关系曲线图。(图2-1)
(2).重复上述过程,选择 Y Profile,绘制出一幅数据值与行号(line number)
之间的关系曲线图。选择 Z Profile,绘制出相应的波谱剖面线图。
图2-1
(3) 放置好这三个剖面线图窗口,以便能同时看到它们。
一个红色的十字线将从主影像窗口的顶部扩展延伸到底部,并延伸到主图像
窗口的两端。这条红线指出了垂直或者水平剖面线所对应的行或者列的位置。
(4) 在影像上移动十字线,查看这二幅影像剖面线图在新的位置上是怎样更
新显示数据的。
(5) 从每个绘制图窗口中,选择 File--Cancel,来关闭绘制图窗口。
(6) 在剖面线图窗口中,选择 File—save plot as—ASCII 文件,可将该剖面线的数据输出存储为一个文本(.txt)。
(7) 绘制多波谱
在 Spectral Profile 窗口内绘制多个相互叠加的 Z 剖面图(波谱) ,选择 Options > Collect Spectra。清除所有波谱,并只绘制当前 Z 剖面图,选择 Options > Replace Spectrum(ENVI4.2 下,选择取消 Collect Spectra) ,在 File中输出为ASCII 文件。(如图2-2)
图2-2
3、Landsat TM图像分类
(1)最大似然法分类步骤:打开实验图像can_tmr.img;在主影像窗口菜单栏中,选择Overlay--Region of Interest,出现感兴趣区对话框ROI Tool;在主影像窗口中,在相应类型位置可绘制出一个多边形,该多边形就代表了新创建的感兴趣区(如图3-1)。定义新的感兴趣区,点击new region 按钮,重复输入的过程,输入类型名称,按回车,可在ROI tool 对话框File,选择Save ROIs,将已建立的该感兴趣区文件存储到文件夹里;为查看所建立感兴趣区是否可以作为分类的训练区,可以对感兴趣区波谱分离性进行分析。ROI tool 对话框中Options 里,选择Computer ROI eparability(如图3-2);将计算感兴趣区各类波谱的可分离性,给出报告参数,大于1.9 则说明分离性好,参数值过低(小于1)则可考虑将其合并为一个感兴趣区(图3-3)。在主菜单下选择分类器Classification-Supervised-MaximumLikelihood,对图像进行分类(图3-4):
图3-1
图3-2
图3-3
图3-4
(2)分类结果图
1)由上可得分类结果图
图3-5
2)使用注记功能添加分类图例
1、从主影像窗口菜单栏中,选择 Overlay——Annotation(如图3-6)。
图3-6
2、选择 Object——Map Key,在影像上添加分类的图例,通过点击Annotation:Map Key 对话框中的Edit Map Key Items 按钮,更改所需的参数,修改图例的显示属性(如图3-7)
图3-7
3、在显示窗口中,使用鼠标左键点击并拖拽图例,在合适的位置上放置分类图例;
4、在影像中点击鼠标右键,锁定分类图例的位置;
5、从主影像窗口菜单栏中,选择Fiel-Save image as-image file,在对话框Output Display to ImageFile 中Output File Type-JPEG输出分类图(如图3-8)。
图3-8
图3-9
6、分类图输出(图3-10)
图3-10
3、分类后处理
(1)分类统计
1)选择Classification——Post Classification——Class Statistics,来进行统计
2)选择分类影像[memory 2],单击OK。接着选择原始被用来分类的影像can_tmr.img,点击OK处理:
3)使用Class Selection 对话框,来选择要进行统计的类。点击Select All
Items,然后点击OK:(如图3-11)
图3-11
4)最后,在Compute Statistics Parameters 对话框中,选择要计算的统计信息,并点击Compute Statistics Parameters 对话框底部的OK 按钮,根据所选择的统计选项,几个绘图(plots)和报表(reports )就会出现在屏幕上。
(2)混淆矩阵的输出
1)选择Classification — — Post Classification — — Confusion Matrix---[method],其中[method] 为Using Ground Truth Image:(如图4-1)
图4-1
2)选择分类影像真实图像分类,单击OK。接着选择原始被用来分类的影像[memory 2],点击OK:(如图4-2)
图4-2
3)使用Match Classes Parameters 对话框,把两幅影像中相应的类进行匹配,点击OK(如图4-3)
图4-4
4)使用Output Result to 单选按钮,将结果输出到Memory 中,然后点击
Confusion Matrix Parameters 对话框中的OK 按钮(如图4-5)
图4-5