影像裁减.doc

目的和任务基于高分辨率的遥感影像提取土地利用信息，并模拟进行土地利用变化分析。高空间分辨率传感技术的发展为我们提供了丰富的地表景观的信息。采用遥感技术捕获城市的面貌，直接以反映内在联系综合性很强的地表高分辨率遥感影像作为GIS基础平台，建立一个大比例尺的航空与航天遥感信息场，使得城市管理者和建设者有一个能在计算机上就能看到全市综合特征的信息库。在这个实习中，我们将使用2景不同时相的SPOT-5影象数据，分辨率为2.5米来进行北京地区的地类的提取工作；并在数据采集的基础上，进行北京的土地利用变化分析。实习目的: 1. 了解ArcGIS软件的基本功能；2. 利用ArcGIS软件采集空间信息；3. 掌握土地利用信息采集的方法；掌握土地利用信息变化监测的一般方法。实习主要的环节:1、 在ARCGIS环境中查看影象数据的基本情况：空间范围，空间参照系统，图象颜色2、 找出2景SPOT影象的公共范围，并将其裁剪出来3、 对裁剪出来的2005和2007图象进行配准，并进行配准精度的分析4、 在配准后的影象上进行土地利用信息的采集a) 建议以线状要素数字化土地利用边界b) 用点状要素采集土地利用类型的信息c) 通过拓扑构建，建立土地利用的空间数据库5、 土地利用变化分析方法一：利用ARCGIS软件的转移矩阵进行土地利用变化分析方法二：利用统计图的方法将各种土地利用类型的面积变化进行统计分析，并通过空间制图来进行空间变化分析两种方法任选。实习具体步骤一,影像裁减有关影像裁减的方法很多,如果在ARCGIS中实现裁减要用到ARCTOOLBOX1.TOOLBOX-DATA MANAGEMENT TOOLSRASTERCLIP 工具方法是在影象图上用矩形工具选取想要裁减的范围，查看其X，Y坐标最大与最小值。运行该工具，将X，Y坐标值填入指定位置进行裁减。2.TOOLBOXAnalysis ToolsEXTRACTClip根据对话框填入图象以及需要裁减的要素。这种方法一次只能裁减一个，不能批量裁减。批量裁减的方法在ARCGIS 9.2中在工具上按鼠标右键Batch工具。3.TOOLBOX-SPATAIL ANALYST TOOLS-EXTRACTION-EXTRACT BY MASK说明：在方法2中出现的Analysis Tools是地理空间分析工具。EXTRACT是子集提取，它包括基于空间要素提取的操作工具（CLIP为其中一项）和基于属性数值的提取操作工具。这里的CLIP工具是要素裁剪提取，把指定的裁剪区域作为切割模具，去切割需要的COVERAGE。只有落入裁剪区域的输入COVERAGE要素才会存储到输出COVERAGE中。注意：在ARCGIS裁减中其实是存在很多问题的。如方法三中的Extract by mask工具。如果用它裁减一副多波段遥感影象，由于它一次只能裁减一个波段就容易变成黑白影象。所以裁减工作可以在其他软件下完成。如ENVI。知识扩展：ENVI下裁减栅格影像图。原文出处：/gaoxiaopan/blog/item/3d6285ea3dfdbed5d439c975.html1、打开栅格数据：通过 File - Open Image 或者 File - Open External File - Generic Formats - TIFF/GeoTIFF2、打开矢量数据：通过 File - Open Vector 或者 Vector - Open Vector，选择 文件类型 Shapefile(*.shp) ，选择矢量文件 testshp.shp，注意在弹出的Import Vector Files Parameters 对话框选择正确的投影类型。然后OK之后ENVI自动将矢量文件转为EVF格式。 这里要注意栅格数据和矢量数据的投影系统必须一致。如果不一致就需要重投影使其一致。3、将矢量数据转为ROI：在Availabel Vectors List选择数据，在 File 选择 Export Layers to ROI，然后在Select Data File to Associate with new ROIS 中选择需要裁减的栅格数据，再在Export EVF Layers to ROI中选择Convert all records of an EVF layer to one ROI，点击OK。4、裁剪栅格数据：在ENVI主菜单Basic Tools 中选择Subset Data via ROIs，在Select Input File to Subset via ROI 中选择需要裁减的栅格数据，OK。然后出现Spatial Subset via ROI Param.对话框，在Slect Input ROIs 中选择建立的 ROI。最后选择输出结果到文件还是内存即可。 补充：在Erdas下利用*.shp数据进行裁剪时，把shp转换成AOI的步骤： 1）、使用Vector打开shp文件，在Vector下使其变成可编辑状态 2）、在Vector Attribute属性表中选择所有的多边形，EditCopy，然后在Aoi下选择“copy selection to AOI.”，最后在FileSave aoi layer as.”。 * 这里需要注意 Mask pixels outside of ROI ?这个选项，如果选择 No ，则是以包括ROI在内的最小矩形范围裁剪，得到的结果数据也是矩形。如果选择Yes，则需要在 Mask Background Value 后给出 ROI 范围外的数据值，默认是0 （该值自己谨慎设定,尤其是分类图像中0作为一个类别时，应该赋予其它值，否则会造成统计混乱），这样得到的结果就是大家想要的不规则边界裁剪结果。 * 另外矢量数据必须是多边形类型，如果是线类型裁剪，在想要得到按照边界裁剪时就会出错。二,图象配准关于图象配准练的比较多，由于不能截图说明因此我在网络上找到了现成的文字步骤，很详细明了。（本次实验不需要图象二值化，仅仅当作知识扩展）原贴出处：/bh8602/blog/item/c1fa4eb4fa0ef0708ad4b20d.html1影像校准所有图件扫描后都必须经过扫描纠正，对扫描后的栅格图进行检查，以确保矢量化工作顺利进行。对影像的校准有很多方法,下面介绍一种常用方法。1.打开ArcMap，增加Georeferncing工具条。2.把需要进行纠正的影像增加到ArcMap中，会发现Georeferncing工具条中的工具被激活。3.在校正中我们需要知道一些特殊点的坐标。通过读图，我们知道坐标的点就是公里网格的交点，我们可以从图中均匀的取几个点。一般在实际中，这些点应该能够均匀分布。4.首先将Georeferncing工具条的Georeferncing菜单下Auto Adjust不选择。5.在Georeferncing工具条上，点击Add Control Point按钮。6.使用该工具在扫描图上精确到找一个控制点点击，然后鼠标右击输入该点实际的坐标位置.7.用相同的方法，在影像上增加多个控制点，输入它们的实际坐标。8.增加所有控制点后，在Georeferencing菜单下，点击Update Display。9.更新后，就变成真实的坐标。10.在Georeferencing菜单下，点击Rectify，将校准后的影像另存。二、图象二值化11.把图像重新symbolize，使用classify分成两种类型，如：0-126，126-255。(补充：把图象二值化，否则不能进行数字化)在图象上鼠标右击，选取properties,在选symbolgy标签，在show中选classified，classes等于2。12.在arcCatalog中新建shp文件（分几层建几个，有点、线、多边形、多点四种类型），将图象和SHP文件一起加入到ARCMAP中，对SHP文件进行编辑，此时可以激活arcscan，进行矢量化。13.arcScan是arcmap工具组件之一。在使用arcscan之前，必须在tools工具条下的extension（扩展）选项中将arcscan标记为可用!然后再将arcscan工具在tools栏的custom中将arcscan工具打开。注:在使用arcscan工具前，还要打开editor工具条的startediting选项。三，数字化本次实验采取用线状要素数字化。方法：（1）打开ARCCATALOG（2）PERSONAL GEODATABASETEATURE DATASET设置好坐标系，填入XY坐标值FEATURE CLASS（建立线状要素）（3）在ARCMAP中加载刚刚建立的线状要素（4）数字化A、右键打开intersect产生的矢量文件的数据属性表（open attribute table）。B、点击“options”按钮，选择“add field”，然后给出一个新name“newarea”，数据类型为doubleC、右键点击刚刚产生的“newarea”，并选择“calculate values”D、然后点击“field calculator”对话框里面的“Advanced”后选择“help”将 Dim Output as doubleDim pArea as IareaSet pArea = shapeOutput = pArea.area拷入到“field calculator”对话框下面的空白处E、在对话框“field calculator”最下面的空白处填上“output”F、在属性表点击“options”按钮，export（导出），属性以.dbf格式结果存储。4 Excel进行转移矩阵制作A、刚才存储的.dbf文件可以使用excel打开，打开的结果重新保存为.xls（excel）文件。（dbf文件不能保存） B、重新打开刚存储的excel文件。C、选中所有数据，选择数据数据透视表和数据透视图。将两期数据的id值分别拖入行列字段，然后以newarea字段作为数据项拖入计算区域。得到的便是转移矩阵。如果发现矩阵的形式不美观，可以对单位进行修改。方法二：作某一地物与其他不同年份地类例如：1、做水体和其它年份分类地物的交集A. 分别打开刚刚产生的水域多边形和该地区其他年份的分类矢量文件B.选择gis里面的“AacToolbox”按钮下面的“Analysis Tools”工具下面的叠加分析模块（Overlay）下面的交叉分析功能（Intersect）C. 分别输入上面抽出的水域多边形和该地区其他年份区的分类后的多边形进行intersect分析D. 右键打开intersect产生的矢量文件的数据属性表（open attribute table）E. 点击“options”按钮，选择“add field”，然后给出一个新name“newarea”，数据类型为doubleF. 右键点击刚刚产生的“newarea”，并选择“calculate values”G. 然后点击“field calculator”对话框里面的“Advanced”后选择“help”将 Dim Output as doubleDim pArea as IareaSet pArea = shapeOutput = pArea.area拷入到“field calculator”对话框下面的空白处H.在对话框“field calculator”最下面填上“output”2、然后分别计算水体在该地区其他年份年转入和转出情况A.点击“potions”下面的“select by attribute”按钮，并选择“GRID_COD_1”B.令GRID_COD_11点击apply，此时会统计出该地区其他年份年仍然为水域的多边形C.右键点击“newarea”选择统计功能（“statistics”），就会得到从然为水域的面积D.分别计算出GRID_COD_12（林地）、3（草地）、4（城镇点）、5（耕地）、6（滩涂地）的面积就得到从由水域转入的面积。1.Erdas：erdas-main-interpreter-gis analysis-matrix输入两个年份的分类图，然后进行重编码即可。2、 Arcview：可以作个运算，其中一期的图*10或者100或者1000（土地利用类型取1位数时候10，两位100),然后再加上另一期的土地利用图得出一个图的属性，肯定12，15，或者1221，或者1531之类的数据，应该就可以实现了。3、 Matlab：听说，还没有亲眼见过，据说可以成功4、ArcGIS：在一期数据的基础上，绘制出其变化的部分（很复杂，工作了量很大）。2.在ARCGIS中实现：原贴出自某论坛把两期解译完的Vector文件在arctoolboxoverlayunion中叠加，注意：两个文件不能用同一个字段名，比如一个用93Type，另一个时相则用 00Type叠加后的文件在Arcmap中打开，选中文件，然后点右键Property空间查询，输入条件语句，比如：93Type=1And 00Type=2；查询结果即为第一种类型转化为第二种类型的图形，可以另建一图层比如：12，把查询结果复制到12图层上。统计出面积，依进行，就可以得到土地利用类型转移矩阵。3.利用统计图的方法将各种土地利用类型的面积变化进行统计分析，并通过空间制图来进行空间变化分析参考文献：/bookscollection/magazines/maginformatization/2008maginformatization/xinxihua200804/200808/t20080825_268478.htmArcGIS空间数据都有相应的属性表（Table)，统计图形可以比属性表格更加直观地显示空间要素的统计特征和要素之间的相互关系，所以在任何GIS软件中，都必定包含有一定的统计制图功能。ArcMaP系统同时提供了制作二维（2D）统计图和三维（3D）统计图的功能，可以完成面状统计图（Area）、柱状统计图(Bar/Column）、线状统计图（line）、饼状统计图（Pie）、散状统计图（Scatter）、冒泡统计图（Bubble）、玫瑰统计图（Polar）和域值统计图（High-Low-Close）等，每一种又包含若干子类，分别应用于不同专业领域或不同数据类型。由属性表数据制作的统计图形，可以加载到输出地图版面中，使输出地图内容更加完整，为用途者传输更多的信息量。 制作统计地图之前，首先必须根据需要选择适当的属性字段与记录，如果字段数量太多，或者不同取值的记录太多，都会影响统计图形的表达效果，而且选择字段的顺序决定着其在统计图形中的显示位置。然后，就是在15种图形类型中选择合适的统计图形，不同的图形类型适合于不同的数据类型，当然，在实际制图过程中，还可以通过尝试不同的类型来选择最满意者。如果单一图形不能满足需要的话，还可以采用叠加（overlay）的方式生成复合统计图。 在本此实验中，只需要在属性表中建立相应的字段，再建立统计图即可。 具体操作如下： 打开OPEN ATTROBUTE TABLE。可以看到表单信息 打开TOOLSEDITOR TOOLBARSTART EDITING命令。 添加新自段不需要进入START EDITING但是新加字段数值的输入则需要在编辑状态下进行。过程如下：单击属性表下方的OPTION按纽，打开属性表操作选择菜单ADD FIELDCREAT A NEW SELECTION如果会用ASSESS不会有任何问题，最后点击OK就可以了输入新数值（要在START EDITING状态下）ARCMAP统计制图：1.单一统计图：(1)单击TOOLS命令(2)指向GRAPHS命令，展开二级菜单(3)CREAT.GRAPH WIZARD STEP(4)在GRAPH TYPE单击统计图类型（如柱状，饼状等）(5)在GRAPH SUBTYPE中单击统计图形子类，下一步(6)根据需要设置选择CHOSE THE LAYER OR TABLE CONTAINING下拉列表框选择数据层；复选框USE SELECTES SET OF FEATURES OR RECOR（应用要素选择集）；GRAPH DATA SERIES选择绘图顺序。设置好