实习一-Landsat影像数据下载、导入、目视解译与分析.doc

实习序号及题目
Landsat影像数据下载、导入、目视解译与分析
实习人姓名

专业班级及编号

任课教师姓名

实习指导教师姓名

实习地点
榆中校区实验楼A209
实习日期时间
2013-10-31
实习目的
学会使用美国NASA/USGS网上下载工具进行Landsat卫星影像的检索和下载。
初步掌握ENVI影像处理软件的使用方法，熟悉软件的用户界面、功能模块。
复习遥感导论课程中的遥感影像目视解译环节，选择自己熟悉的地区，进行Landsat TM/ETM+影像的目视解译。
基本原理

数据准备
下载Landsat TM/ETM+影像一景
使用Excel进行数据分析时注意加载宏“数据分析工具”
操作方法及过程

1、据自己感兴趣的地区，下载一景Landsat TM影像。http://glovis.usgs.gov需要先安装java runtime套件
左侧Scene Information信息栏目显示其获取时相、云量特征。轨道行列号，经纬度等信息。文件名LC81310352013284LGN00

Lc8表示Landsat8 ；
131, 035分别表示：传感器的运行的行列号；
2013284表示是3013年的第284天；
LGN表示地面接收站的名称；
00表示产品的处理程度为0级。

2、以多波段组合方式将GeoTIFF格式的LandsatTM/ETM+原始数据转换为ENVI标准格式
步骤：Basic tools --- layer stacking工具--- 1、2、3、4、5、7波段进行加载，此时完成将单波段数据加载入ENVI软件。
选择basic tool> layer stacking，弹出Layer Stacking Parameters对话框，点击Import File按钮，将出现Layer Stacking Input File对话框。

3、利用ENVI的显示窗口（Display）打开影像，分别选取4、3、2和7、4、2波段组合进行假彩色合成
步骤：在可用波段列表中，使用鼠标左键点击对话框顶部所列的文件名，选中要打开的影像。选择RGB彩色影像显示。用鼠标左键点击要进行假彩色合成的波段组合，点击New Display；点load RGB（如果已打开一幅影像，则为：Display #1>New Display），打开一个新窗口。点击Load Band，将影像加载到一个显示窗口中。

在小窗口点击tools>link>link displays>OK连接两个窗口。在显示窗口中观察不同波段组合的影像中地物的色调变化。

4、查询并记录影像文件的基本信息、投影信息，以及各个波段直方图信息。
在可用波段列表中左键点击map info标签的图标或左键双击map info标签使其展开，就可以获取影像的基本信息。

点击basic tools >statistics >computer statistics，选择需要查看信息的影像；点击“需要做的图”>Ok再勾选histograms，点击ok即可生成影像的直方图信息。生成.sta文件

直方图统计结果中，第一部分显示的是整个文件的统计信息，之后是分波段的统计信息 。

5、利用ENVI的三窗口，即主图像窗口（Image）、滚动窗口（Scroll）、放大窗口（Zoom）识别影像中的土地利用/土地覆盖类型，可能的土地利用/土地覆盖类型包括找到图中的6中不同地物
(1) 耕地farmland
(8) 公路/铁路road or railway
(2) 草地grassland
(9) 河流stream
(3) 裸地barren land
(10) 水库reservoir
(4) 森林forest
(11) 冰雪ice and snow
(5) 城镇居民地town
(12) 云cloud
(6) 农村居民地village
(13) 阴影shadow
(7) 沙漠desert
（14）机场

观察上述地物的色调变化。列表说明上述地物分别在两种波段组合下的颜色特征。
答：4、3、2是标准假彩色图像，其特点是图像丰富、鲜明、层次好，用于植物分类、水体识别。植物显示红色；
7、4、3是模拟真彩色图像，用于居民地、水体识别
同时可以结合实习要求6利用SPEAR工具Google Earth Bridge定位和分析研究区的高分辨率影像特征。具体操作是在view窗口中的tool中

7、利用Z Profile (Spectrum)光谱剖面工具，提取上述地物在不同波段的数值（Digital Number，DN）；要求针对影像中的6种地物至少各采集10个样本，取平均值，做光谱剖面图，分析不同地物的灰度值随波段变化的特点。将光谱剖面数据保存为文本文件（txt格式，可以用文本文件编辑器打开）
右键Z Pofile(Spectrum)，右击点collect spectra可以查看不同地物的光谱剖面。在Spectral Profile窗口中，点击Option>Collect Spectra可以选择样本点（每个地物最少采集十个点），再点击 File | Save plot as | asscii |保存数据。

8、利用所得数据完成每种地物的样本特征光谱统计表
步骤：在excel中要添加数据分析模块的具体操作是文件，选项···
导入数据，起始行，分列，计算平均值average，最小值min，最大值max，方差var.p，标准差stdev.p计算协方差矩阵，相关系数矩阵。

9、采用Excel打开步骤6生成的数据文件，从TM/ETM+ 1、2、3、4、5、7中选取3、4两个波段的数据，做散点图，分析上述不同地物在光谱空间中的分布情况及其规律（注意要在同一坐标系当中使用不同的符号表示不同的地表覆盖类型）。

10、利用Resize Data（Spacial/Spectral）工具从可见光/近红外的6个波段影像中选取512×512子区并保存，对影像进行分析，说明子区影像直方图与原影像直方图的差异，并分析子区影像的基本特征。重新计算原影像统计特征值，注意观察记录结果的变化。

步骤：点击basic tools >resize data input file，选择图层后点击spatial subset ,选择image，选择裁剪范围为512*512后导出，即完成子区裁剪。

结果与分析

选取的子区明显DN值得数量少于原数据，并且其某波段的直方图也发生了较大的变化；
原因：选择的子区尺度更小，其自身的特殊性表现的更加突出，而原数据是大尺度上的，相比较而言，更加体现出这个研究范围的整体性
存在问题与解决办法
SPEAR工具Google Earth Bridge定位时不能打开google earth ，而是打开了microsaft worldwide telescope 。

总结
学会使用美国NASA/USGS网上下载工具进行Landsat卫星影像的检索和下载。
初步掌握ENVI影像处理软件的使用方法，熟悉软件的用户界面、功能模块、Landsat TM/ETM+影像的目视解译。