《遥感图像处理》：曲靖市Landsat8遥感影像植被覆盖度反演

1、实用标准文档遥感图像处理实验报告实验题目：曲靖市Landsat8遥感影像植被覆盖度反演姓名：学号：专业：地理科学教师：日期：2017年3月15日曲靖师范学院城市学院一、实验目的太阳辐射通过大气以某种方式入射到物体表面然后再反射回传感器，由于大气气溶胶、地形和邻近地物等影像，使得原始影像包含物体表面， 大气，以及太阳的信息等信息的综合。如果我们想要了解某一物体表面的光谱属性，我们必须将它的反射信息从大气和太阳的信息中分离出来，这就需要进行大气校正过程。本实验以曲靖市的一景Landsat 8遥感影像为数据源，利用ENVI大气校正扩展模块（FLAASH）进行大气校正，并对比分析大气校正前后植 被、水

2、体、土壤、裸岩等典型底物的光谱特征差异，为后续定量遥感的应用奠定一定的基础。、实验准备1.软件准备：ENVI 5.3.12.数据准备：LC81290422015324LGN0C遥感数据、地形数据三、实验过程（一）遥感影像数据的辐射定标Landsat8数据和其他TM数据类似，发布的数据标示L1T，做过地形参与的几何校正，一般情况下可以直接使用而不需要做几何校正。为了利用其丰富的波段光谱信息，我们需要进行辐射定标处理，将原始图像上的DN直转为反射率。1.使用ENVI5.1下的通用定标工具 Radiometric Calibration 进行Landsat8的辐射定 标。打开LO8129042201

3、5148BJC00_MTL全波段文件，选择MultiSpectral 多光谱数据进行定 标，定标的范围可缩小为 ROI区域。（1） 定标参数设置。为后续的FLAASH大气校正做数据准备，单击 Apply FLAASHSetti ngs得到相应的参数。然后点击0K输出结果。辐射定标后的结果:通过定标之后的影像 DN值可靠。其中，底下的Data值为定标前影像的像元值，上面的Data值为定标后影像的像元值。且定标前影像的数据类型为无符号16位整型，定标后影像为浮点型辐亮度值。(二)遥感影像的大气校正Flassh大气校正，大气校正的意义在于去除一些大气的干扰，首先，在Envi中打开Flaash 大气校

4、正工具，Toolbox/RadiometricCorrection/FLAASH Atmospheric Correction(1).1 nput Radianee Image:打开辐射定标结果数据，要求为BIL存储格式，这时会弹出Radianee Scale Factor对话框，它的作用是在单位未知的辐亮度值与浮点型辐亮度值 之间做转换，并且Scale Factor=浮点型或整型亮度图像(单位未知)/ 浮点型辐射亮度。-1C BTiUkl!Q prfrm ASCII fil iEl14- Eed.4 f&Ct.4T Ecr a B妃七航匸餵亡factor LOlttlDD文案大全(2).Ou

5、tput Reflecta nee File:设置输出 FLAASH大气校正结果的路径;(3).Output Directory for FLAASH Files:设置输出FLAASH校正文件的路径;.See ne Center Locatio n:自动获取;(5).Sensor Type : Landsat-8 OLI ； Sensor Altitude:自动读取；Pixel Size:自动读取;.Ground Elevation: 2.135KM。利用全球 900米分辨率 DEM数据，首先，点出 Rejion ofInterest(ROI) Tool工具，用不规则多边形划一个封闭的多边形并

6、保存。然后导入全球900米分辨率 DEM数据：Open World Data -Elevation( GMTED201Q;在 Toolbox 下选择Statistics-Compute Statistics ，打开 Compute Statistics输入文件对话框，选择GMTED2010.jp2数据。最后用“ Date Manager ”加载已经保存好的ROI,点击Rejion ofInterest (ROI) Tool中的“计算”，就能得出最后的计算结果2135.566m。a:*Bii II*Film Help iSOtci ntLipsrt*. ttents. Win/Max/Wedn;

7、 KOJ#1o003+缶十.UrJmGvn f aln t? lxicatti- 5f at XaJ Df t Ft Bi71 Ei til.0.00 5ro152.0Urikncnn/ HH L(7).FIight data/Flight Time:从原始数据“ LO81290422015148BJC00_MTL.txt ”中找到。（根据成像时间和纬度信息选择）,此次(8) .Atmospheric Model : Mid-Latitude Summer 成像时间是5月，所以选择 Mid-Latitude Summer(9) .Aerosol Model : Rural;(10) .Aero

8、sol Retrieval : 2-band ( K-T)；在 Multispectral Settings多光谱设置里,K-T变换选项中，Defaults 下拉框:Function File:选择 Iandsat8_oli.sliOver-La nd Retrieval Sta ndard(660:2100);Filter波谱响应函数;11）其他参数按照默认设置即可。* LAASH Atmospheric Correction RidtsFileFLAASH Run Date LJed Mar 22 22 13 02 2017Input File: E;、12942u新建文件usliedb.

9、datOutput File: E 729.42、新建文件 1294252 8DAQIJIAOZHTeiaplat & File: E: 129 . 42JS3T tejaplate . tKt Visibility = 457062 kmAverage Water Amount = U.9533 cn大气校正结果:F图是建筑的反射波普曲线，从中可看出（注：左边是未校正的影像，右边是校正好右边是校正好的，校正后的植被反下图是植被的反射波普曲线，左边是未校正的影像,射波普在4波段以前反射很低，主要集中在4-7波段。下图是植被的反射波普曲线，左边是校正好的影像， 右边是未校正好的， 大致可以看出大

10、气校正后消除了大气散射的影响。f k (LG1.01.520WavelenqUhi fumj5他lwth | 7；Vbld* zirt * fti *spectral PratiiF2000TOOOO 2SOOOI 2000015000二 4 g”mpBf H 盟曲JpXwi1*1Spclral ProhleWavdenqth ；um(. Rarvl KTajih. f y下图是水体的反射波普曲线， 左边是未校正的影像，右边是校正好的，从图中可以看出， 校正后的影像，水体反射波普曲线从 1波段到7波段，反射值不断降低。 已经消除了空气中 水汽等的影响。从上述的波谱对比曲线中可以看出，经过FLA

11、ASH校正的影像基本去除了空气中水汽颗粒等因子的影响，植被、建筑、水体的波谱曲线趋于正常。（二）去除异常值1.利用波段运算对红波段和近红外波段进行去除异常值处理ToolboxSearch thtQ/B and Al bri/Bind Malh0 Q7.也FavoritesAnorTiiLy D t c t i onBajid Al aBand HathEud Eat io 富 Spectxal Indi c在 Band Math 对话框的 Enter an expression中输入(b1 It 0)*0+(b1 gt 10000)*0+(b1ge 0 and b1 le 10000)*b1

12、点击 Add to List 添加到 Previous Ba nd Math Expressio n中,对话框中选择红色波段，选择存选中该公式，点击 OK 在 Variables to Ba nds Pairi ngs 储位置，点击OK。側応Fundi Litt旨大气楼正*FLWSX口 FLAASH (Blut ：l2942htdinbi*o M (0一 機-n gLAASX 他些仏hMntM 皿“誚FULASH淡詔1国羽珀品詡5陆i* &妣65-FLWSMInfrrtl CNIR: 1羽軽阳处屛卓FLfcASH SHR 1 1294ZfqEhtdiniio M (l. FLUSK (SnR2

13、：lZ942fuhadtMbiw dt) C& 2 +!?V: Mftn Thnr卜Vw tbit Input FiltSpti al Subst lull SenOutput Keult to 9 Filt MtncryEnHr Dutppt Filtnvt Chooit CoprtixG： 葆馬去蹲异fffir*d_fluehuQK(Cuict I NlpCl t v通过直方统计查看结果用同样的方法对近红外波段去除异常值，并查看结果。L iiLl ftLOil.nknicswn, IhLCrTLL戸g q 讥 *Lj2.将去除异常值的红波段和近红外波段进行组合(layer strackin

14、g)IfalAc-i “却 ImFl1 IxfrilMLLoa：rn a 剳*园輩和如i Tim T6W 宅 Pl r I .I5Q. Sir*加岬时口包曲匕程 J He Tjit亠:CmitFt* ariM i*Tfrl-l Cli.4PialW 叩. 如辽Lift t.ipU 4耳用辺 *.ljcpi eci.-q | QiL01 4 H羽 FDa*n耳靳j大書忡壬氏- v :! LT 引：* S131Jufft riui 砂应科ra.E*. InZI WH.血iji li-lartrw-fliCaBMfSbj hl AAsCBK Y1U SCVEHIOK匚*UG11IjJm tiMi l

15、dyrta Sh Rrth Ira 1 酒hrc Vwr*jj U3LT*I： X KCIFlLFm be3* GUiHI. FriakHM aid-9 |3* Q円I FrSahHto*b Q* |ValtdE ；JU! -13 Im* | thM J. 7is v rmi 3-u*l,k1 gtLOOOO)*OtC 3 nir rd zuh-4；-Li L穷电r: U LayerNalh (CbllO)#O+ (bltlOOi3ani Nath (Qillan)*0+ CbltlOQiJLoid in Nett Vism-! K MJVI_HEC_inR- ： HDVI (jiir_rai

16、 zuhe)| FLWSH CHA 1 12飙2氏4山口曲歸 4 I FLAASN (SVIR 2da； Butd Mfcth (111*0)*0+(bltlOOOO)*C+( 口 rd_d*qiBud Mtth (111*0)*0+ (b!(tlOOOO)*0+ f 厂.nir_r*dLtytr Wwd lth (bl 10)*0* 01(1100Lktr Otnd UtiK (blltO)*D* aU Fil* lafornttionI Bwd SeltctionLoad ih /l*wLoad Ea讥kS Grayscale新建 ROIfileimport vector 提取好 的边界

17、在roi 中直 接统计(computer statistics ) fileExport to text file:,Region of 1 nterest (ROI ToolEld Options HelpRegion of interest ROV. TglAle OptionS HelpOpen.Select Tnput Fil*?-.応File SelectionImport Vector.,G*m*trv FiyplGnw ThrelrifildExportMulti Fart I Vertex SntpRteord Coun; Ck seM- *Region of Interest

18、 (ROI) ToolFi(e Options HelpEDI #1HFixtl丨仙讪ROI U刮ie :All records tc * single KOIEacK r&cori a 吐玄电 ROIUni que records of an attribute ItoOLq Convert Vector to ROISpecific eittribut* queryFflulti Part0 Rftord subset tc& 盘 sixifl电 ROIRecord Count Seiect Record Subset.Humbar of Output EOIi； 1Gt Qn* a tr

19、yWumber of Selected Records : 1/1CitkctlOutput ToIk孙 EDI QEDI用ROI中的不规则多边形把影像全部画下来。T hiFTi MT 住 TtiHltfl ik| b KJHJJLBJFi婕”工科Mi_ lUJiu aE InLw-nl: 匚LLSl-/ LI兀咒医正点击Compute Statistics进行计算，下面我们分析统计结果，取一定置信度获取最大最小NDVI值。置信区间为 5%-95%将导出的数据加到EXCEL中找到5% 95%所对应的值,分别是最小值0.262745和最大值0.835294 。.-Ir . . F . -J d_

20、 nMIh Hmp 3e11 FliL*阳 in/h2x/IM虽in RQI 岸 1.SWQ序OaO.-100.0eioUnkriou/n20Li4i 31 it * (J nfc*r-*ri hr*qBiH Bud fesi! CGilLlO KhAI-om -sE f Eibari口 nKZ_UJj_RII.V 二 ILa jiou -jE IciEAjra ci|0. 26274514270021550486 3441465. 197 |0 27058815265523077030, 3631555. 5654360.27843116036324580866 3867445. 95218

21、0. 2862751697772637S430. 4094476.3516280. 29411B18216828200010.电393068. 800934_0. 30196119075630107570, 460042T, 2609760.30930420271732134740. 48&8887. 7498640. 8117657550783776S5341.82100591.0855410. 8196087135193848Z0531.T2C77892.8063190. 8274516Ij电世jLd. IL q nr: lEhni tnJ laLk itl D jm imirwx Eia

22、J n* iS R 细2匕 J6994391290471.55034136&660. S35254 1553891396329381.335607(95. 702t67|0. 843137442327401257651.05755696. 7704234.植被覆盖度的计算公式如下：(bl It 0. 262745) * 0 + (bl gt 0. 835294) * 1 + (bl 工 0, 262745 and bl le0,835294)* d 13. xiooaai.aooooo*a 5391630. 94771liislgrinDJTC-7UAt.TotalFircentAcc rat

23、沁d 1a. xogooZ05203320520334 488434.346843E：iMita-0.0QM250. 003922409S32093fi0 0S67B55. J476080 00701341290213427C0.OM5T6HTiaaO.D11T654240221766760. 1022605.2494-160. D196S647S162?219Rinn】mn US3TS7RI FrvCL四、实验结果1.覆盖度分类结果：我们再查看结算结果，可以看到波段最小值由刚才的 -1变为0。2.覆盖度分类(密度分割)-1 Toolbox regi ons of in terest (1)对反演后的影像进行裁剪，将背景值改为subset data from rois(2)在裁剪后的影像的图层上点击右键，选择New raster color slice,点击清除按钮,添加自己所需区间并设置颜色，单击0K分类结果