遥感技术应用综合实习报告.doc

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遥感技术应用综合实习报告

目录

目录 2

第一部分地物的光谱反射率采集与处理 5

一、实习时间：

5

二、实习地点：

5

三、实习目的：

5

四、实习工具：

5

五、实验内容：

5

六、具体实验步骤：

5

七、观测结果 7

1、反射波谱曲线的绘制 7

2、光谱特征参数计算 7

八、结果分析 10

1、对多个地物的反射光谱曲线特征比较分析：

10

2、光谱特征参数分析：

10

第二部分遥感影象判读与制图 11

一、实习时间：

11

二、实习地点：

11

三、实习目的和要求：

11

四、实习材料和工具：

11

五、实习内容：

11

1、实地考察 11

2、室内制图 12

3、专题地图的制作 12

第三部分图像预处理 12

一、原始数据导入ERDASIMAGE软件 12

二、图像裁减 13

三、几何校正 15

1、显示图像 15

2、调用几何纠正模型。

15

3、启动GCPTOOL 17

4、控制点的选择 18

5、实验结果分析 22

四、辐射校正 24

1.大气校正 24

五、图像增强 29

1.光谱增强 29

2.辐射增强 32

3.空间增强 34

4.频率增强 36

第四部分图像分类与制图 39

一、实验目的 39

二、实验内容 39

三、材料和工具 39

四、实验步骤 39

1、土地利用分类方案 39

2、土地利用分类 40

3、分类成果制图 46

第五部分实习心得 46

专题地图 47

一、专题地图简介（IntroductiontoMapComposer） 47

1、专题制图工作流程（WorkflowofMapComposition） 47

2、专题地图编辑器功能（FunctionofMapComposer） 48

二、专题地图编辑过程（ProcessofMapComposition） 49

1、准备专题地图数据（PreparetheDataLayer） 49

2、产生专题制图文件（NewMapComposition） 49

3、确定专题制图范围（DefinetheMapFrame） 50

4、放置图面整饰要素（PlaceMapDecorations） 55

5、专题地图打印输出（PrinttheMapComposition）：

68

第一部分地物的光谱反射率采集与处理

一、实习时间

11年12月21日

二、实习地点

主楼前

三、实习目的

1.学习地物光谱的测定方法；

2.认识常见地物光谱反射率的规律；

3.学习绘制地物反射光谱曲线。

通过野外测定地物光谱反射率，认识不同地物的反射光谱特性及其变化规律

四、实习工具

便携式地物波谱仪FieldSpecRS3，记录表格，白板

五、实验内容

1、利用野外光谱仪采集水、土壤、植物、建筑材料等地物光谱数据，输出并整理数据。

2、绘制不同地物光谱曲线，并运用导数、植被指数、红边、绿峰等方法处理并分析各地物光谱特征。

六、具体实验步骤

1、首先确定需要测定的地物类型，任何不同地物都具有各自不同的光谱特性，都可以作为测定目标。

如：

草地、灌木、乔木、水泥地、大理石地、水体等，植物还可以分为健康与不健康的，叶片还可以是成熟叶、嫩叶、枯叶、红色叶、工，黄色叶、枯叶、树枝等等，水体也可以分为无污染与有污染的。

2、确定测量时是采用顺光、逆光或顶光，然后放置标准板，标准板的位置应该与地物的位置一致。

3、测量条件：

Ø室内测定：

植物叶片：

叶片被采下，立即带回室内进行测量。

土壤：

干燥的各类型土壤，装在玻璃皿备用。

Ø室外测定：

选择晴朗无云，风力较小，视场范围内太阳直接照射，当地时间10：

30-14：

00间进行测定。

4、纪录测量目标基本信息及环境参数

对测量目标进行详细的描述，对测量环境条件进行详细描述。

例如：

对植物来说，应记录植物的生长季节、生长状况、管理措施等。

做观测笔记，包括天气状况（日光情况、云量、能见度等），地表状况（阴影程度、开阔程度、周围物体等），观测和记录人员的姓名等。

5、安装仪器并观测地物反射波谱

（1）仪器准备：

①完成光谱仪、计算机之间的接线，检查各种插头和各设备间是否正确连线，电源供电是否正常，试验仪器运转是否正常。

②打开参考板盒盖，检查是否水平。

③完成光谱仪的观测时间设置和其他有关设置（文件保存目录、文件名等）

（2）测量步骤：

①室内：

光源照向参考板（白板）进行优化（optimization）；室外：

记录开始观测的时间，将野外光谱仪的进光孔垂直向下，测量反射参考板不遮阴反射辐亮度，

②测量暗电流；

③测量目标反射率；

④记录结束的时间。

（3）要求每种地物记录观测值5次。

七、观测结果

1、反射波谱曲线的绘制

以波长为横轴，反射率为纵轴，地物反射率观测值取平均值，画出非绿色植物和绿色植物的光谱反射曲线。

如下图：

2、光谱特征参数计算

2.1光谱微分

光谱微分技术就是通过对反射光谱进行数学模拟，计算不同阶数的微分值，以提取不同的光谱参数。

应用光谱微分技术能够部分消除大气效应、植被环境背景（阴影、土壤等）的影响，以反映植物的本质特征。

光谱微分公式（以二阶为例）为：

式中，为波长，为波长处的一阶微分光谱，为相邻两波段间的波长间隔。

2.2光谱积分

光谱积分就是求光谱曲线在某一波长范围内的下覆面积。

2.3求红边面积

根据一阶导数光谱，求取红边面积，计算680nm-780nm一阶导数光谱曲线与坐标轴之间包含的面积。

2.4植被常用光谱特征参数

特征参数表

定义

定义与描述

Rg

绿峰反射率：

波长510-580nm范围内最大的波段反射率

绿峰位置，Rg对应的波长位置（nm）

Ro

红谷反射率，波长640-700nm范围内最小的波段反射率

Dr

红边680-780nm内一阶微分光谱中的最大值

红边位置：

Dr对应的波长位置（nm）

PRI

（R570-R531）/（R570+R531）

VOG2

（R734-R747）/（R715+R726）

VOG3

（R734-R747）/（R715+R720）

Rg/Ro

绿峰反射率（Rg）与红谷反射率（Ro）的比值

（Rg-Ro）/（Rg+Ro）

绿峰反射率（Rg）与红谷反射率（Ro）的归一化值

计算后表

柏树

草

乐昌含笑（新）

乐昌含笑（黄）

乐昌含笑（枯）

雷竹

松（新）

松（黄）

松（枯）

红边面积

0.46

0.53

0.42

0.32

0.19

0.32

0.44

0.48

0.14

绿峰反射率Rg

0.14

0.22

0.11

0.24

0.09

0.10

0.16

0.23

0.19

绿峰位置λg

545

544

546

552

580

543

546

546

580

红谷反射率Ro

0.05

0.08

0.04

0.09

0.14

0.06

0.06

0.07

0.28

红边

0.01

0.01

0.01

0.02

0.00

0.01

0.01

0.02

0.00

红边位置

705

692

698

684

680

709

695

691

680

PRI

-0.12

-0.10

-0.10

0.01

0.28

-0.11

-0.08

-0.06

0.11

VOG2

-0.03

-0.03

-0.03

-0.01

-0.04

-0.04

-0.02

-0.01

-0.02

VOG3

-0.03

-0.03

-0.03

-0.01

-0.04

-0.04

-0.02

-0.01

-0.02

Rg/Ro

2.66

2.67

2.60

2.60

0.59

1.69

2.62

3.19

0.69

（Rg-Ro）

/（Rg+Ro）

0.45

0.46

0.45

0.44

-0.26

0.26

0.45

0.52

-0.18

叶绿素

2.53

55.21

35.77

3.53

6.43

12.17

16.03

3.37

2.00

八、结果分析

1、对多个地物的反射光谱曲线特征比较分析

例如：

如图，总体上，水泥地和裸地随光谱的升高几乎不变甚至有下降的趋势，变化幅度不大；其他四种地物总体上还是呈现上升的趋势。

细节上，水泥地在光谱675nm和850处各有一个高峰，而在575nm处又一个明显的低谷；灌木在400nm—675nm范围内光谱曲线变化不大，在675nm处开始陡然上升；草地也是400nm—675nm范围内光谱曲线变化不大，在675nm处开始陡然上升，并且灌木草地都在850nm达到最高峰时又开始陡然下降；针叶与草地的变化趋势十分相似，不同的是光谱反射率总比草地要低。

2、光谱特征参数分析

2.1值被的反射波谱特征

1） 不同种类的植物具有相似的反射波谱曲线

2） 可见光区域，由于叶绿素的强烈吸收，植物的反射、透射率均低，仅在0.55附近有一个10%~20%的反射峰而呈绿色。

3） 近红外区域，在0.7-1.3之间形成50~60%的反射法，由于不同种植物的叶内细胞结构差异大，不同种植物的反射率在该波段具有最大的差值，故是区分植物种类的最低波段。

4） 1.45、1.95、2.7为中心的三个吸收带为水吸收带，高斯曼发现，还三人吸收带之间的两个反射峰（1.65及2.2）上，各值与费多汁植物反射率差别非常明显。

2.2土壤的反射波谱特征

1）反射率：

与土壤之地、有机质含量、氧化含量和含水量及盐分等因素有关：

粉沙>砂土>腐殖质

2）反射光谱曲线由可见光到红外呈舒缓向上的缓倾延

第二部分遥感影象判读与制图

一、实习时间

（1）实地考察：

12月21日；

（2）遥感影象判读与制图：

12月22~28日。

二、实习地点

（1）实地考察：

浙江农林大学东湖校区以及周围后山。

（2）遥感影象判读与制图：

学院机房。

三、实习目的和要求

通过本次实习掌握遥感图像目视判读的方法和步骤（判读标志、判读方法、判读步骤、转绘方法）；理解水体判读（地貌、河流、湖泊）、地貌判读（地形形态、流水地貌）、植被和土壤判读、居民地和道路判读等地理要素目视分析的一般方法。

通过本次实习要求同学们学会判读一个地区的土地利用现状，并利用相关软件绘制土地利用专题地图。

四、实习材料和工具

浙江农林大学东湖校区及周围区域遥感图像TM和SPOT、ERDASIMAGINE、ArcGIS软件。

五、实习内容

1、实地考察

12月23日实地考察。

提示：

考察过程与感悟

要求：

写出TM和SPOT图像上各种地物的目视判读标志，

2、室内制图

12月25~29日室内制图。

提示：

利用ERDASIMAGINE或ArcGIS，通过目视判读，采用跟踪矢量化方法，绘制土地利用专题地图。

3、专题地图的制作

提示：

把数字化工作完成的图导成.shp格式，然后利用ArcGIS软件进行专题地图的制作。

双击图左边的属性框对不同地物进行进行分级填色。

最后的过程就是出图，设定图例，指北针，以及地图的名称，制图时间和制图人等地图信息。

要求：

写出专题题图制作过程，并