基于ERDAS的贵州省桐梓县土地利用图制图.doc

基于ERDAS的贵州省桐梓县土地利用图制图1、 原理及方法论简述1. 监督分类监督分类 （supervised classification）又称训练场地法，是以建立统计识别函数为理论基础，依据典型样本训练方法进行分类的技术。即根据已知训练区提供的样本，通过选择特征参数，求出特征参数作为决策规则，建立判别函数以对各待分类影像进行的图像分类，是模式识别的一种方法。要求训练区域具有典型性和代表性。判别准则若满足分类精度要求，则此准则成立；反之，需重新建立分类的决策规则，直至满足分类精度要求为止。常用算法有：判别分析、最大似然分析、特征分析、序贯分析和图形识别等。主要方法有：1）平行六面体法平行六面体将用一条简单的判定规则对多光谱数据进行分类。判定边界在影像数据空间中是否行成了一个N维的平行六面体。平行六面体的尺度是由标准差阈值所确定的，而该标准差阈值则是根据每种所选类的均值求出的。2）最大似然法假定每个波段中的每类的统计都呈现正态分布，并将计算出给定象元都被归到概率最大的哪一类里3）最小距离法使用了每个感兴趣区的均值矢量来计算每个未知象元到每一类均值矢量的欧氏距离，除非用户指定了标准差和距离的阈值，否则所有象元都将分类到感兴趣区中最接近的那一类4）马氏距离法是一个方向灵敏的距离分类器，分类时将使用到统计信息，与最大似然法有些类似，但是她假定了所有类的协方差都相等，所以它是一种较快的分类方法5）二值编码分类法根据波段值落在均值的上或下方，把数据波普和端元波普编码为0或1，异或逻辑函数用来将每种编码后的参考波普同编码后的数据波谱进行比较，生成一副分类影像6）波谱角填图分类法是一个基于物理的波谱分类法，它是用N维角度将象元与参考波谱进行匹配，此方法将波谱看成是空间中的矢量，矢量的维数就等于波段的个数，通过计算波谱间的角度，来判断连个波谱间的相似程度7）费歇尔线性判别法费歇尔线性判别法是一种应用广泛，具有较高判别能力的多元逻辑概率判别方法，基于费歇尔线性判别法，结合实际数据，构建了高校财务风险判别指标体系和建立了费歇尔线性判别模型，并进行实证检验。2. 人工目视解译目视解译是遥感图像解译的一种，又称目视判读，或目视判译，是遥感成像的逆过程。它指专业人员通过直接观察或借助辅助判读仪器在遥感图像上获取特定目标地物信息的过程。目视解译是信息社会中地学研究和遥感应用的一项基本技能。遥感技术可以实时的、准确的获取资源与环境信息，如重大自然灾害信息等，可以全方位、全天候地监测全球资源与环境的动态变化，为社会经济发展提供定性、定量与定位的信息服务。地理学家通过目视判读遥感图像，可以了解地质地貌或深大断裂。考古学家通过目视判读可以在荒漠中寻找古遗址和古城堡，由于目视判读需要的设备少，简单方便，可以随时从遥感图像中获取许多专题信息，因此是地学工作者研究工作中必不可少的一项基本功。遥感，卫星，遥感图像，遥感图像解译。进行图像解译时，把图像中目标物的大小、形状、阴影、颜色、纹理、图案，位置及周围的系统称之为解译的八要素。（1）大小：拿到图像时必须根据判读目的选定需要的比例尺。根据比例尺的大小，可以预先知道图像上多少毫米的物，在实际距离中为多少米。（2）形状：由于目标物不同，在图像中会呈现出特殊的形状。用于图像判读的图像通常是垂直拍摄的，所以必须记住目标的成像方式。因为即使同样为树木，针叶林的树冠呈现为圆形，而阔叶树则形状不同，从而可以识别出二者。此外，飞机场，港口设施、工厂等都可以通过它们的形状判读出其功能。（3）阴影：由于判读存在于山脉等阴影中的树木及建筑时，阴影的存在会给判读者造成麻烦，信往往会使目标丢失。但另一方面，在单像片判读时，利用阴影可以了解铁塔及桥、高层建筑物等的高度及结构。（4）颜色：黑白像片从白到黑的密度比例叫色调（也叫灰度）。用全色胶片拍摄的像片中，目标物按照其反射率而呈现出白一灰一黑的密度变化。例如，同样为海滩的沙子，干的沙子拍出来发白，而湿沙则发黑。在红外图像上，水域拍出来是黑色的，而植被则发白。（5）纹理：也叫结构，是指与色调配合看上去平滑或粗糙的纹理的粗细程度，即图像上目标物表面的质感。草场及牧场看上去平滑，造林后的幼树看上去像铺了天鹅绒，针叶树林看上去很粗糙。这种纹理也是判读的线索。（6）图案：根据目标物的有规律的排列而形成的图案。例如，住宅区的建筑群，农田的垄、高尔春球场的路线和绿地，果树林的树冠等。以这种图案为线索可以容易判别出目标物。（7）位置及与周围的关系：在（1）-（6）上加上各区域的地理特色及判读者的专业知识等，就可以确定解释的结果。2、 数据及实验主要内容1. 数据贵州省县界图（矢量）、贵州省TM影象2. 实验主要内容） GIS中完成矢量图和遥感图坐标配准；） ERDAS中完成TM影象按县界裁取；） ERDAS中进行监督分类；） GIS矢量化地图；） GIS去除小图斑；） GIS人工目视解译土地利用图；） GIS制图。3、 实验步骤GIS中完成矢量图和遥感图坐标配准右键查看TM数据影象投影为Albers_Equal_Area_Beijing_1954_Krassovsky，因此对桐梓县定义投影。打开ArtToolboxDataManagementProjectionandTransformationRaster-Define Projection，添加图层，选取坐标系，OK。ERDAS中完成TM影象按县界裁取1）在ERDAS的View窗口打开TM影像图。2）在ERDAS的View窗口中，选择FileOpenVector Layer，在弹出的对话框中县界，点击OK将其加载到当前窗口中。3） 在窗口中，点击边界多边形，使其处于选中状态（即变为黄色，ERDAS中默认的未选中状态为淡蓝色），然后在AOI菜单中选则Copy Selection to AOI，此时，被选中多边形的边界变为虚线。 4）在窗口中，点击刚才转为AOI的多边形，其周围出现一个矩形框，将整个边界包围起来（即边界的外界矩形），在File菜单中选择SaveAOI Layer as，在对话框中设置AOI文件的名称及保存路径，点击将AOI文件保存在磁盘上已被后面使用。5）关闭当前View窗口，在 ERDAS主菜单上选择DataPrepSunset Image，在弹出的对话框中设定要裁剪的影像位置，裁剪后影像的输出位置，是否在输出统计中忽略零值。点击AOI按钮，在弹出的对话框中选择AOI File，并指定刚才保存的AOI文件的路径，点击确定回到Subset对话框，点击确定按钮开始裁剪。ERDAS中进行监督分类1） 在View窗口中打开裁剪得出的图（caijian.img），点击Classifier-Signature Editor，view-Raster-Tools，依次寻找训练场，添加，保存。2） Classifier-Supervised Classification,输入原始图，输入训练场，保存两个图像。GIS矢量化地图1)打开GIS导入监督分类成果图，进行重分类，合并相似地物。打开ArtToolboxConversion ToolsFrom RasterRaster to Polygon2)打开属性表，新建字段“面积”AREA（DOUBLE型）并右键Calculator Geometry，单位平方千米GIS去除小图斑打开ArtToolboxDataManagementGeneralizationEliminate,进行去图斑操作，不满意可重复进行几次。GIS人工目视解译土地利用图在分类时结合遥感辐射值，Google地图查看实际地形，将其分为林地、灌木林地、水稻田、草地、旱地、水体、裸地、城乡建设用地8类。GIS制图打开Insert，依次添加指北针、图例、标题等。4、 评价土地利用可持续性与生态、经济和社会三方面的许多因子密切相关，不同因子由于其性质和特征不同，对土地利用可持续性的影响不同，其评价的指标和方法也有差别。评价可分五步进行：一是确定土地利用的目标;二是确定土地利用的方式;三是确定影响土地利用可持续性的因子;四是确定土地利用可持续性的评价指标;五是确定土地利用可持续性评价指标的诊断标准。生态指标。生态的持续性是土地利用可持续性的基础。通常包括气候条件、土壤条件、水资源、立地条件、生物资源等。更应强调土地利用对生态过程的影响。经济指标。经济指标主要包括经济资源、经济环境和综合效益三个方面。评价一种土地利用方式在近期和未来所产生的经济效益。在满足了经济评价指标的同时，还必须进行生态和社会评价，评价一种土地利用方式在生态和社会上的可行性