遥感ENVI水体信息提取实验
遥感水体提取是利用遥感技术获取地表水体信息的过程
遥感水体提取是利用遥感技术获取地表水体信息的过程
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遥感水体提取是利用遥感技术获 取地表水体信息的过程，对于水 资源管理、环境保护和自然灾害
监测等领域具有重要意义
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以下是一份遥感水体 提取方法的综述，包 括常用的方法和实例
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一、基于阈值 分割的方法
一、基于阈值分割的方法
阈值分割是最简单直观的遥感 水体提取方法之一
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无人机影像具有较高的空间分辨率和灵活性， 可用于水体提取和监测
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无人机影像可以提供更详细的水体边界和细节
信息，并可以进行高分辨率的图像分类和分割
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通过结合无人机影像和遥感影像，可以获得更 全面、准确的水体信息
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九、基于物理 模型的方法
九、基于物理模型的方法
物理模型方法利用水体在遥感影像中的光学、热学或电磁特性建立数学模型，并应用这些模型进行水体
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七、基于深度 学习的方法
七、基于深度学习的方法
深度学习技术在遥感水体提取中表现出很强的潜力
卷积神经网络(CNN)和语义分割网络(Semantic Segmentation Network)等深度学习模型可以学习 级特征和语义信息，从而实现更精确的水体提取
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八、基于无人 机影像的方法
八、基于无人机影像的方法
九、基于物理模型的方法
2. 基于指 数转换的方 法
计算归一化水体指数 (NDWI)或修正的归一 化水体指数(MNDWI) ，通过阈值分割或灰 度拉伸等方法将水体 提取出来
九、基于物理模型的方法
3. 基于机器学习的方法
使用支持向量机(SVM)或卷积神经网络(CNN)等算法，通过对训练样本进行学习和分类，实 现对水体的提取
遥感水体提取
遥感应用ENVI水体提取目录一、设计目的 (3)二、设计资料 (3)三、设计内容 (3)1.辐射定标 (3)2.数据转换 (4)3.大气校正 (6)4.图像融合 (9)5.图像裁剪 (10)6.几何校正 (12)7.水体提取 (15)8.水体提取结果转换 (20)四、水体提取成果 (23)五、设计心得 (24)一、设计目的1.掌握遥感应用中数据处理到信息提取的完整流程。
2.掌握遥感图像辐射处理基本原理与操作流程，掌握图像融合基本原理与操作流程。
3.掌握遥感图像几何纠正基本原理，掌握ＥＮＶＩ相关操作基本过程、控制点选取的原则，要求纠正后图像误差要小于半个像素。
4.掌握基于水体指数提取水体的基本原理，掌握ENVI软件中水体计算、阈值计算、后处理、矢量化等相关操作。
分别用水体指数和改进水体指数完成水体提取结果并进行比较分析。
二、设计资料武汉地区Landset8的原始影像LC81230392017303LGN00；武汉地区基准图像wuhan_base_image；ENVI遥感图像处理软件。
三、设计内容1.辐射定标(1)打开ENVI，选择File→0pen，选中LC08_L1TP_123039_20171030_2017110901_T1_MTL.txt文件，加载影像。
(2)在工具箱中选择【Radiometric Correction】→【Radiometric Calibration】，选择所有波段，点击确定。
（3）设置辐射定标参数：参数如下图。
（4）设置文件保存路径，点击确定，完成辐射定标，结果如图：2.数据格式转换（1）由于定标好的影像的数据排列格式为BSQ，而大气校正默认的数据排列格式为BIL或BIP，因此需要转换数据存储格式。
打开工具箱，选择【Raster Management】→【Convert Interleave】，打开【Convert File Input File】对话框，选择辐射定标完成的文件。
envi水提取操作文档
1.打开band math
BasicTools> band math>
在红圈中输入公式(b2-b4)/(b2+b4),然后点击add to list，然后点击ok
2.选择B2，然后点击Band 2，选择B4，然后点击Band 4，最后点击memory,点击OK，
出现一个新的对话框依然点击memory。
.
3建立新的窗口，将memory的影像显示出来
4．将两个窗口的影像进行地理连接
右键基准窗口，点击geographic link,点击红圈中按钮，当显示为on时，连接成功。
5．对水提指数影像进行拉伸，悬着
选择Enhance，[image]Equation进行拉伸
6．找到水的位置，察看水体值
7．进行如下设置，0.4根据影像水体的最小值进行设置，然后进行第二步操作，
8．得到结果，白色就是水体，水体是1，非水体是0。
基于“高分四号”卫星影像洞庭湖湿地信息提取
基于“高分四号”卫星影像洞庭湖湿地信息提取随着卫星技术的不断发展，高分辨率卫星成为了获取地球上重要自然生态系统变化信息的强有力的工具。
本篇论文基于“高分四号”卫星的多光谱遥感数据，对洞庭湖湿地进行信息提取研究。
一、研究背景洞庭湖湿地是中华人民共和国的一个重要的湿地生态系统，也是世界自然保护区网络中的一个重要组成部分。
随着社会经济的发展，湖泊水源的丧失、城市化和工业化的扩张等等因素，洞庭湖湿地的生态系统和生物多样性受到了严重的影响。
因此，对于了解洞庭湖湿地生态环境的变化和保护，具有十分重要的意义。
乘载着高分辨率遥感传感器的“高分四号”卫星具有较高的空间分辨率、覆盖面广、反射率稳定等特点。
因此，利用高分四号卫星遥感数据进行洞庭湖湿地信息提取是研究湿地生态环境以及进行保护工作的重要途径。
二、研究内容本文通过遥感数据处理软件ENVI对洞庭湖湿地的多光谱遥感数据进行处理，提取湿地区域、水体分布等重要信息，为湖泊健康评估、保护计划制定和管理提供科学数据支撑。
1. 遥感数据的获取和预处理高分四号遥感数据的获取是本文进行洞庭湖湿地信息提取的前提。
本文获取了高分四号的多光谱数据，其中包括红、绿、蓝、红外等波段数据。
收到的遥感数据具有多种误差，本文利用ENVI软件进行预处理，包括辐射校正、大气校正、几何校正等，为后续的提取提供良好的数据基础。
2. 湿地区域提取利用ENVI软件中的带通滤波器、NDVI指数等方法，本文对洞庭湖湿地进行了较为精准的湿地区域提取。
首先，通过选择适当的带通滤波器波段，找到水体和植被的不同反射率，然后利用NDVI指数，通过计算不同波段的反射率，识别出绿色植被区域所占比例，并将其与水体区域相结合，即可提取湿地区域。
3. 水体分布提取根据不同波段的反射率特征，结合水体的空间布局特征，采用多方法综合提取了洞庭湖湿地中的水体区域。
首先，通过多波段特征分析，区分出水体的光谱特征，然后结合水体的空间分布情况，运用聚类分析等方法，得出水体分布。
水体提取实验报告(DOC)
水体提取实验报告地理121 王霞2012211300 一、实验目的提取TM图像中的水体信息，对试验区1991图像和试验区2002图像中的水体进行提取，分析比较图像结果。
二、实验内容1、查看植被、水体、城镇的影像光谱，总结光谱特征。
2、首先计算NDVI、NDWI、NDBI，再利用水体指数等提取水体信息，一般包括两种方法：a.阈值法提取b.最大似然法提取本次实验采用最大似然法提取。
三、实验步骤1、计算试验区1991和2002可见光至短波红外波段的7个波段的TOA反射率数据。
步骤：Basic Tools - Preprocessing - Calibration Utilities - Landsat Calibration可见光至短波红外波段的7个波段的TOA反射率数据图像如图1。
2002年1991年图12、利用水体指数增强水体信息。
查看影像光谱，在image视图中右键->Z Profile （Spectching），以下是影像中水体、植被、城镇的光谱影像。
水体植被城镇总结光谱特征。
这就为什么水体用ETM+(b2-b4)/(b2+b4)，而植被是ETM+(b4-b3)/(b4+b3)，而城镇指数是ETM+(b5-b4)/(b5+b4)，都是波段的反射率值。
3、计算NDVI、NDWI、NDBITransform——NDVI等指数，两个试验区的NDVI等指数图像如下图NDVI（图2、图3）图2 2002年图3 1991年NDWI（图4、图5）图4 2002年图5 1991年NDBI（图6、图7）图6 2002年图7 1991年4、最大似然法提取（1）加入特征指数的最大似然法提取方法：将6波段文件和三个指数（NDVI、NDWI、NDBI）做成一个文件：FILE->SA VE FILE AS->ENVI STANTARD合成后的图像（2）用ROI区域选取水体、城镇、植被等样本试验区1991年试验区2002（3）最大似然法分类：步骤：CLASSIFICAION->SUPERVISED->MAXIMUN LIKELIHOOD 1991年分类结果图像如图8。
envi水体提取公式
envi水体提取公式
在ENVI中，可以使用归一化水体指数（NDWI）来提取水体信息。
NDWI
的计算公式如下：
NDWI = (p(Green) - p(NIR)) / (p(Green) + p(NIR))
其中，p(Green)代表绿光波段的像素值，p(NIR)代表近红外波段的像素值。
在ENVI中，可以使用Band Math工具来计算NDWI。
具体步骤如下：
1. 打开ENVI软件，并打开需要提取水体的遥感影像。
2. 在主菜单中，选择“Toolbox” -> “Band Ratio” -> “Band Math”。
3. 在Band Math对话框中，输入NDWI的计算公式，例如：(b1 - b2) / (b1 + b2)。
4. 分别将b1和b2赋值为绿光波段和近红外波段的像素值。
在ENVI中，
可以使用“Band”工具来查看每个波段的像素值。
5. 点击“OK”按钮，ENVI将计算出NDWI值，并生成一个新的NDWI波段。
6. 使用阈值法提取水体。
在ENVI中，可以使用“Region of Interest”工
具来设置阈值。
一般来说，可以将NDWI大于0的区域视为水体。
7. 点击“OK”按钮，ENVI将提取出水体，并生成一个新的水体掩模波段。
需要注意的是，由于不同遥感影像的波段范围和数据类型可能不同，因此在计算NDWI时需要根据实际情况进行调整。
同时，阈值法的结果可能受到阴影、阴影遮挡、地形起伏等因素的影响，因此在提取水体时需要综合考虑多种因素。
一种基于遥感数据快速提取水体信息的新方法
收稿日期:2008211221;修订日期:2009201212基金项目:国家自然科学基金资助项目(40371096)、福建省自然科学基金项目(W0650006;2006J0281)、福建省教育厅科技项目(JB05303)。
作者简介:丁凤(1973-),女,副研究员,在职博士生,主要从事遥感与地理信息系统研究。
E 2mail :fding @ 。
一种基于遥感数据快速提取水体信息的新方法丁 凤1,2(1.福建师范大学地理科学学院,福建福州 350007;2.福州大学环境与资源学院,福建福州 350108)摘要:“数字流域”建设已成为水利现代化的重要组成部分。
利用遥感技术进行水体信息提取可为构建数字流域提供重要的数据来源。
在对Landsat ETM +影像上的水体及其背景地物进行光谱特征分析的基础上,发现水体在近红外和中红外波段(对应于Landsat 数据的Band 4、Band 5和Band 7)同时具有强吸收这一典型特征,据此提出了一种新型的水体指数NWI (New Water In 2dex )。
其中,将Band 7用于水体指数模型的构建和水体信息的提取目前较少见于文献报道。
以厦门岛为研究区,将该指数在经过大气校正的遥感影像上进行实验的结果表明:N WI 可用于水体信息的快速有效提取,且具有较高的精度。
关 键 词:数字流域;遥感数据;水体信息提取;大气校正;NWI中图分类号:TP 751 文献标志码:A 文章编号:100420323(2009)022*******1 引 言进入21世纪以来,“数字流域”的建设已逐渐成为我国水利现代化的重要组成部分[1]。
数字流域的基础是数据,感测范围广,可周期性获取的卫星遥感数据成为流域下垫面信息的重要数据来源。
遥感技术的引入为研究和解决江河水利与水害问题提供了新的技术手段。
其中,水体信息的快速有效提取成为水利界和遥感界共同关注的研究热点之一。
在众多遥感数据中,Landsat 数据以其瞬时覆盖面积大、空间分辨率较高、连续记录存档时间长的综合优势,成为国内外许多学者进行水利遥感研究的首选。
遥感图像ENVI水体提取步骤
数据要求：1 .下载的影像数据，尽量为同日期或者尽量靠近，不能相差时间太长，提供的影像为2004年第259天，1994年第295天，2004年第268天。
其中1994年的影像肯定不行LT5124tM02.004^5 9 BJCW LT51240391994 ag 5EJCOO LT5123 04020042 &8 EJCOO2 .下载的影像数据，尽量没有云层覆盖类似这种研究区域中水体部分存在云层时，该影像不能用，需用接近该日期的影像替代。
水体提取步骤如下(一)7个单波段合并成一个文件1 .ENVI 软件中File-Open Image File,弹出以下对话框，选择文件夹下b1-b7影像并打开，如下:Enter Data I ilenamesT 谒 做 Elem !!S + LT51230402004268BJCMB2 ■国和/I la^nfstacking」README.GTF•括阿st 白tkingLT51230402004。
犯 JC0CB1 LT5 ⑵ 040200426 犯 JC00 B2 LT5 ⑵ 04020042M 犯北00 胎 LT5 ⑵ 040200426 犯LT5 ⑵ 04020042M 犯 JC00 B5 LT5 ⑵ 040200426 犯 JC00 B6 LT5 ⑵ 04020042M 犯 JC00 B7 LT5123(H02OM268BJCOO_GCP LT5123(M02OM268BJCOO_Mn. J|LT5123iM02(XH26gBJCOO_VER LT5123M20M26 犯 JCCKLVER交i+SONJ ： B LT51l23B4D2D042&a.BJC0O_Br -LT51Z3D /祖祝，新叔坤共 S 画 /L 31片;刘g 3咨F 素J 营不碣生施封L计宾机& Windmn3_D5 |■-就暗［6) r 拼加卷(E:)r-a Elements (EJ蔻至 LT312304020042爵时.，声2.将7个波段合成一个影像文件，操作如下图:Basic Took Clas sifi cation T ransfo-rm Fi It-Rs-dze Data (^patisl/Spectral) L1 Subset Daiia via ROIsLi”. E「LI r?in nrm3.点击Import File,选择所有波段5.点击Reorder FilesLayer Stacking ParametersSelected. Pnles for Layer Stickmc：LT51 ^CK02flM2BaiCCm J7 7IF [Emd 1]LT5123D4020M2BaHjrm^Ba 7IF L：B 皿[ 1]LTS1 E^0qi：iti：i0q2efiBJCi：i：iJ5 TIF [H皿d 1 ：l LTS]230q0200q2£SBJC[(IJ L TIP[Biml ]]LT5]£3MOZO[MZESlLfCLDJ3. ILF [j 皿41151£330501268隧口。
envi单波段阈值法提取水体信息
envi单波段阈值法提取水体信息水是地球上最为珍贵的资源之一，对于人类的生存和发展具有重要的意义。
因此，如何准确、高效地提取水体信息成为了遥感技术中的一个重要研究方向。
envi单波段阈值法作为其中的一种方法，具有简单、易操作、计算速度快的特点，被广泛应用于水体信息提取中。
envi单波段阈值法的原理是基于图像中水体和非水体的像元灰度差异，将水体的像元值与阈值进行比较，达到提取水体信息的目的。
具体步骤如下：第一步，导入遥感影像。
在ENVI软件中打开需要处理的遥感影像，确保影像的空间分辨率和波段信息准确无误。
第二步，选择合适的波段。
根据水体的特征和所需提取的信息，选择合适的波段进行处理。
通常，近红外波段和短波红外波段对水体信息提取具有较好的效果。
第三步，计算像元灰度差异。
通过计算每个像元的灰度值与阈值之间的差异，确定每个像元是水体还是非水体。
第四步，设置阈值。
根据实际情况和需要，设置合适的阈值。
一般情况下，可以通过试错法确定最佳阈值。
第五步，根据阈值提取水体信息。
将像元灰度差异与阈值进行比较，将达到阈值条件的像元标记为水体，其他像元标记为非水体。
第六步，可选的后处理。
根据实际需求，对提取结果进行后处理。
例如，去除噪声、填补孔洞等。
envi单波段阈值法的优点是简单易行，计算速度快。
但是，它也存在一些局限性。
首先，阈值的选择对结果影响较大，需要根据实际情况进行调试。
其次，该方法对于复杂的地物背景和混合像元的处理效果不佳。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的方法。
在实际应用中，envi单波段阈值法被广泛应用于水体信息提取。
例如，对于城市规划和环境监测，可以利用该方法提取城市水体面积和分布情况，为城市发展和环境保护提供数据支持。
对于水资源管理和水环境保护，可以利用该方法提取水体的空间分布和变化信息，为水资源的合理利用和保护提供科学依据。
此外，envi单波段阈值法还可以应用于湖泊、河流、海洋等水体的监测和研究。
实验一：高光遥感数据的获取及分析
实验一高光谱遥感数据获取评分姓名：石佳兴学号：20133032001031、分别使用AVIRIS 和Hyperion 数据，如何针对植被、水体等不同地物进行假彩色合成选择合适的波段？方法：1.(标准)假彩色合成：根据加色法和减色法原理，选择遥感影像的某三个波段，分别赋予红、绿、蓝三种颜色，就可以合成彩色影像。
由于选择的颜色与原来遥感波段所代表的真实颜色不同，因此生成的合成色不是地物的真实颜色，这种合成叫做假彩色合成。
当遥感影像的绿波段赋蓝，红波段赋绿，近红外波段赋红时，这一合成被称为标准假彩色合成。
过程：根据方法中所述的原理，对于AVIRI遥感影像，可以分别赋予第52、31、21波段红、绿、蓝，来识别植被、水体等不同地物；对于Hyperion遥感影像，则可以分别赋予第111、31、21波段红、绿、蓝。
结果：AVIRIS 数据Hyperion 数据分析1.植被在可见光波段（0.38-0.76um）有一个小的反射峰，位置在0.55um（绿）处，在近红外波段（0.7--0.8um）有一个反射的“陡坡”，至1.1um附近有一个峰值。
根据标准假彩色的合成原理，绿波段被赋予蓝，红外波段被赋予红，绿色与红色相加为品红，因而植被在影像中大致呈红色。
2.水体的反射主要在蓝绿光波段，其他波段吸收都很强，根据标准假彩色合成原理，绿波段被赋蓝，因此一般的湖泊水库等均呈蓝黑色。
水体呈现深蓝色，植被呈现红色，通过标准假彩色合成较好的区分了植被、水体、建筑物等不同地物。
2分别从ETM+，AVIRIS 和Hyperion 数据中分别选取5 种不同的地物，提取曲线。
从光谱剖面曲线上，比较分析多光谱数据和高光谱数据的各自特点。
方法：提取5种不同地物所在区域的平均光谱数据。
过程：提取区域平均光谱数据的方法（1）首先，利用ROI 工具选取区域；（2）然后，在ROI Tool 的窗口中选中区域，再点击下方的Stats 按钮；（3）最后，在ROI Statistics Results 窗口中，点击File|Save ROI Results to text file…菜单，按照提示保存为文本文件；（4）将文本文件导入Excel 或Matlab，其中Mean 对应的数据列即为该区域的平均光谱。
遥感影像水体提取实验
基于高分一号卫星多时相数据的洪水监测摘要：本文利用两幅高分一号多光谱影像数据，通过ENVI4.8软件，采用NDVI对黑龙江地区水体进行了提取，并在图像上展示了水体变化区域，计算了水体变化面积。
结果表明：9月9日黑龙江水域面积比8月27日增加了226.6822km。
最后又采用了假彩色合成法展示了水体增加区域。
结果表明：两种方法对水体变化信息的提取具有一致性。
1 数据介绍本作业获得了两幅高分一号TIF数据，分别是8月27日，9月9日。
每幅影像有4个波段，查阅资料得知：1波段波长为0.45-0.52um，属于蓝、青光，2波段波长为0.52-0.59um，属于黄、绿光，3波段波长为0.63-0.69um，属于红光，4波段为0.77-0.89，属于近红外。
图1 0827影像信息图2 0909影像信息2 研究区域由所给数据的经纬度坐标可知，研究区域为抚远县，其地处黑龙江、乌苏里江交汇的三角地带。
地理方位是东经133° 40′ 08″至135° 5′20″,北纬47° 25′30″至48° 27′40″。
图3 研究区域的百度卫星地图2 水体提取方法选择单波段：水体在近红外波段的反射率很低，所以可以设置阈值进行提取。
归一化水体指数 )/()(NIR Green NIR Green NDWI ρρρρ+-=归一化植被指数 )/()(NDVI Re Re d NIR d NIR ρρρρ+-=但单波段方法中阈值的设置需要反复调整，而高分一号数据的1、2波段不完全是蓝、绿光，而3、4波段完全是红、近红外。
所以选择归一化植被指数提取水体。
-1=<NDVI<=1,植被为正值，岩石为0，水体为负值（本方法中有部分将居民区误认为水体了，所以水体的DN 值应该小于某个负值）。
3 图像处理（1）由于两幅影像的分辨率不一致，所以需要对两幅影像进行配准，以0827影像为基础对0909影像配准。
遥感图像ENVI水体提取步骤
数据要求：1.下载的影像数据，尽量为同日期或者尽量靠近，不能相差时间太长，提供的影像为2004年第259天，1994年第295天，2004年第268天。
其中1994年的影像肯定不行2.下载的影像数据，尽量没有云层覆盖类似这种研究区域中水体部分存在云层时，该影像不能用，需用接近该日期的影像替代。
水体提取步骤如下（一）7个单波段合并成一个文件1.ENVI软件中File-Open Image File,弹出以下对话框，选择文件夹下b1-b7影像并打开，如下：2.将7个波段合成一个影像文件，操作如下图：3.点击Import File,选择所有波段5.点击Reorder Files鼠标拖动，确保波段1-7序号，从b1-b7，排序如下：6．右边窗口设置坐标系如下：UTM,WGS-84,49N7.定义文件名后，生成一个整的影像文件同理，依次将其他文件夹下的7个波段合并成各自文件。
（二）多个文件镶嵌拼接成一个整的文件注意：该步操作比较复杂，拼接文件可能存在色差不均衡问题，具体请多网上查些资料；1.基于地理坐标进行拼接，操作如下：2.Import Files将上步生成的三个文件导入进来3.分别右键文件名，选择Edit Entry（三个文件操作一致）4.设置Data Value to Ignore背景值为0，羽化距离根据需要设置（不固定）；Color Balancing(颜色平衡参数，其中Fixed为以该文件为标准，其他影像进行调整，可对其中一个文件设置为Fixed，其他两个文件设置为Adjust)5.File-Apply，影像拼接拼接结果如下：（三）水体区域提取1.Envi中波段运算，如下：2.输入以下表达式(b2*1.0-b4)/(b2+b4) gt 0 (可用其他方法，依实际情况而定)3.分别设置算法中各个变量对应的波段，b2表示第3个波段，b4为第5个波段4.根据研究区域进行裁剪，并统计其中为1的像元个数，影像加载显示后，加载矢量文件：5.加载区域shp文件，第一次加载时后缀选择.shp会自动生成一个evf文件，下次打开直接加载evf即可。
2021年遥感ENVI实验报告
目录序言 (3)一、试验目 (3)二、试验内容 (3)三、试验时间 (3)四、组织人员 (3)1.专题概述 (4)2. 处理步骤介绍 (4)2.1图像获取 (4)2.2数据读取和定标 (4)2.3图像配准 (5)2.4大气校正 (5)2.5反演模型构建及模型应用 (5)2.6植被改变 (6)3.具体处理过程 (7)3.1数据预处理 (7)3.1.1安装环境小卫星数据处理补丁 (7)3.1.2数据处理和定标 (7)3.1.3工程区裁剪 (9)3.1.4图像配准 (14)3.1.5大气校正 (17)3.1.6裁剪浑善达克区 (23)3.2植被覆盖度反演 (27)3.2.1计算归一化植被指数 (27)3.2.2计算植被覆盖度 (28)3.3植被改变监测 (29)3.3.1植被覆盖区提取 (29)3.3.2植被改变检测 (31)3.4结果后期处理与应用 (32)3.4.1植被改变区域图背景值处理 (32)3.4.2植被改变区域制图 (33)试验心得 (36)序言一、试验目1、掌握ENVI软件基础操作。
2、掌握卫星影像预处理基础步骤。
3、经过实习, 学会自己去处理部分问题。
4、深入提升学生分析问题、处理问题能力, 增强实践技能, 并培养学生勇于动手、勤于动手、热爱本专业思想。
5、深刻地了解和巩固基础理论知识, 掌握基础技能和动手操作能力, 提升综合观察分析问题能力二、实习内容1、了解ENVI基础操作。
2、实现影像图像几何校正、融合、镶嵌及剪裁。
3、掌握ENVI对影像信息提取4、了解ENVI部分应用分析专题: 基于环境小卫星草原荒漠化监测一、专题概述浑善达克地域位于内蒙古草原阴山北麓锡林郭勒高原中部, 是亚洲草原荒漠化土地东部边缘区关键组成部分, 经纬度在东经 114°55’~116°38’, 北纬 41°46’~43°07’之间, 平均海拔高度在 1100 米左右。
提取水体面积实验报告
实验报告提取水体面积一、实验目的：通过监督分类、OTSU算法以及阈值提取法来提取水体，并计算水体面积。
二、实验要求：自行下载遥感数据，用两种以上的方法来提取2013年、2015年、2019年和2021年的水体。
根据数据特征，进行数据预处理、水体提取，波段计算以及分层设色出图。
三、实验材料：Landsat8遥感影像、佛山市shape file文件四、实验平台：ArcMap10.8和Google Earth Engine五、实验步骤：1)水体指数阈值法提取NDWI（归一化差异水体指数）:MNDWI（改进的归一化差异水体指数）：LSWI（地表水指数）：AWEI（自动水体提取指数）以上公式中:p是Landsat光谱波段的反射值，band2(蓝色)、band3(绿色)、band5(NIR)、band6(短波红外)、band7(短波红外)。
·AWEInsh主要用来去除容易与水体混淆的黑色建筑地表，而AWEIs主要是通过移除AWElInsh中不能有效去除的阴影像元而进一步提升水体提取的精度。
·AWEInsh的下标nsh表示该指数适合于阴影不是主要问题的地方AWE: +单下标sh表示该指教主要用来移除阴影，从而提升阴影区域或者其他黑色地表的水体提取精度。
1)导入佛山市的shp文件2)影像去云3)增加水体指数（AWEI、NDWI、MNDWI、LSWI）4)设置研究区域为佛山，并让影像真彩色显示5)显示我们设置的水体指数6)使用地形高程（DEM）数据来对雪和阴影进行掩蔽，只有同时满足AWEI大于-0.005和slope小于10的像素值被保留下来，其他像素值被掩蔽。
7)通过阈值提取水体➢AWEI提取（阈值设置为0.5）➢NDWI提取（阈值设置为0.1）➢MNDWI提取（阈值设置为0.2）8)计算水体面积，并打印出结果9)导出提取的水体影像10)点击run，运行代码结果：AWEI提取水体面积2013年水体面积 2015年水体面积2019年水体面积 2021年水体面积NDWI提取水体面积2013年水体面积 2015年水体面积2019年水体面积 2021年水体面积MNDWI提取水体面积2013年水体面积 2015年水体面积2019年水体面积 2021年水体面积11)在ArcGIS里进行图幅整饰(使用AWEI提取的水体)2)监督分类的svm法提取1)佛山市的shp文件，并显示边框边界显示：2)建立样本数据集共建立了四个样本数据集，分别为water、forest、city和cropland并对每个样本进行颜色选择和属性定义设置完样本：3)对Landsat8影像数据进行去云处理4)选择裁剪范围5)选择栅格数据集6)定义光谱指数7)选择下列波段作为特征8)通过要素集在Landsat-8中选取样本，把landcover属性赋予样本9)精度评价10)计算混合矩阵11)计算并导出水体面积12)点击run，运行代码精度验证2013年 2015年2019年 2021年水体面积2013年 2015年2019年 2021年13)在ArcGIS里进行图幅整饰3)大津算法OTSU的MNDWI水体提取1)导入佛山市的shp文件2)影像去云3)设置landsat8影像的边界，时间范围，云量设置，并让它中值合成，真彩色显示。
实验报告-水体信息提取
遥感原理与应用》实验报告学院：授课教师：班级：姓名：学号：一、实验目的1、提取TM图像中的水体信息，对图像（TM-AA中的水体进行提取，采用公式（b2-b5、（b2-b5）/（b2+b5））分别进行提取，进行分割比较。
2、对提取的水体图像进行形态学处理，并对处理后的图像进行效果比较。
二、实验原理通过ENVI软件，对图像（TM-AA ）中的水体采用公式（b2-b5、（b2-b5）/（b2+b5））分别进行提取，进行分割比较。
三、实验准备软件准备：ENVI 实验数据：图像：AA四、实验步骤1查看图像直方图。
［穽—Z Gr^enzBanid 3L AA3FileHistograrrt^eiuroeOption 召 Hglpr Apply | Stretch 212QQ■Ra G匚、K匚 LU - r -B-n £ :£&J. a E a d.? H ■ *K I 2 口ixru*** Ftill B un d. 口曰口；』OOD p D i xi t -a.^2)、查看光谱剖面信息。
3）、查看指定线路上的光谱值变化。
Q tfl SrMctral PruflecAA0 «l ；Spatial Profile *1 Rle Edit Opfonit Ptot_FuHrtion Help；le Edit Options门Help250 Fc20QnQA Don550123 + 56Ba fid Number占|＞口廿口1 Profileso。
(4)、查看不同像素位置光谱值变化。
A 、显示图像和直方图B 、确定直方图分级点的像素ProfilenZ5ZCI15C 、设置拉伸的范围5）、查看（5, 4, 2）合成图像中水体光谱的差异。
6）比较不同地物的像素差异。
File 劭戦hJypE Histogrwi_Sfflfce Defsuhs Cptcn? Hf 2咖 StrtU.3: 255File Sfrelnjype H 址輕mjourf Defaults Opt 血 HelpC*orx- aEit.: E QUH U H ・4, IHi ■ t S O -EIF ca Full B wd.【36D. QQD p Q L .H 1 ■)C'lrrsa::H L si Sarrci ： J IL I Bud 逊 ODO"詁诃 Curat Egnil:诚 Nkt S:urr*. ?IL ! Bed (350,DOCpoints]*2 Band 5 AAL = QOverlay £ntiance- Tods- Window0 *2 Bsnd.tlAndl i ：AA[Q 1 *2 Zoom [A..=#2 Sei-oil (D.-42O&7)卜砒• Strwtcih, Type HifStograim.^cuir-c# Defttuhs Optic FK Help7）提取当前位置的像素值。
ENVI图像校正与水体提取
ENVI实习报告课程：《遥感原理与应用》专业：班级：学生姓名：学号：指导教师：指导教师职称：完成时间：实习项目列表上机实习一 ENVI 基本操作与遥感图像认知一、实习目的1）学习ENVI基本操作如打开图像、格式转换、波段组合、拉伸显示等；2）利用ENVI自带的光谱库制作典型地物光谱反射曲线并观察；3）从高光谱图像和多光谱图像上制作典型地物反射特性曲线；4）观察不同影像上各类地物的光谱特征和空间特征。
二、实验数据Landsat8、worldview、QuickBird、IKONOS、ALOS等卫星影像以及机载超光谱影像。
三、上机实习要求与思考题（1）打开各种不同图像，查看源文件信息，改变显示波段，改变显示拉升格式，并将文件输出保存为TIF格式。
图1.1查看源信息图1.2保存为tif（2）打开Landsat8影像选择不同的显示波段组合，观察不同组合下各类地物的不同颜色，思考分析原因；对worldview影像也进行类似操作。
图1.2观察不同显示波段对worldview影像也进行类似操作。
图1.4观察worldView不同显示波段（3）打开QuickBird影像后，选择不同的不同的拉升方式，观察显示效果，思考为何要进行拉升？当选择无拉升方式时，QuickBird影像显示为一片白色，分析原因。
图1.5 影像拉伸影像拉伸：增大对比度，加大灰度值范围，使影像细节更加清晰。
（4）利用ENVI自带的ASTER光谱库数据，制作几种典型地物的光谱曲线图，地物包括：落叶林、草地、水（例如自来水Tap water）、土壤（可选光谱库里任意一种土壤）、水泥（concrete）、沥青（asphalt）图1.6 光谱曲线图（5）在Landsat8影像和机载超光谱影像等各种影像上制作典型地物光谱曲线图。
图1.6 光谱曲线图四、提取原理与过程1. 图像打开与显示：（1）打开文件点击File –> Open菜单或者按钮打开 ENVI 图像文件或其它所支持的格式遥感图像文件。
基于TM影像的水体信息提取实习报告
目录实习目的 (2)实习内容 (2)一、操作环境 (2)二、常用的水提取方法 (2)1、非监督分类法 (2)2、监督分类法 (2)3、单波段阈值法 (2)4、谱间关系法 (2)5、归一化水体指数法 (3)三、具体操作步骤及效果比较 (3)1、非监督分类法 (3)2、监督分类法 (4)3、单波段阈值法 (5)3.1步骤 (5)3.2单波段阈值法分析 (6)4、谱间关系法 (7)4.1步骤 (7)4.2 分析 (7)5、水体指数法 (7)5.1 步骤 (7)5.2 分析 (9)四、水体提取的综合应用 (9)1、水体及背景地物的光谱值分析 (9)2、水体提取方法综合运用 (10)五、制图与输出 (12)实习总结 (12)实习目的1、熟悉ENVI软件的具体安装和操作；2、理解并能掌握水体信息的提取方法、步骤及其结果评价方法；3、掌握遥感专题图的制图输出；4、通过实习，加深对所学遥感专业知识的理解与掌握，使理论知识融会贯通，提高实践动手能力和综合解决实际问题的能力。
实习内容一、操作环境软件：ENVI 4.7影像：某地区的TM影像二、常用的水提取方法1、非监督分类法也称聚类分析，是一种“盲目”的分类；仅凭遥感影像地物的光谱特征的分布规律，即自然聚类的特性，进行分类；2、监督分类法根据已知训练区提供的水体样本，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；3、单波段阈值法单波段阈值法主要利用对水陆界线反映较好的TM影像的第5波段（中红外波段）, 根据影像的灰度特征经过数据采样确定其阈值。
进行水体的提取。
提取模型如式1所示, 其中TM5表示第五波段的灰度值, T为水体提取的灰度阈值:TM 5 < T (1)4、谱间关系法谱间关系法是周成虎等人提出, 通过分析水体与其他地物的在TM影像各波段上灰度曲线图, 发现水体具有独特的谱间关系特征, 即波段2灰度值加波段3灰度值大于波段4灰度值加波段5灰度值。
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实习一：水体信息提取姓名：XXxx
学号：!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
专业：地理信息科学
教师：XXXXX
成绩：
环境与规划学院
二〇一六年四月
实验报告
一实验目的
学习水体光谱的征曲线，掌握应用遥感图像处理软件进行水体波普的差异性分析。
掌握水体提取的常用方法；能够使用ENVI软件进行水体信息提取。
二实验内容
遥感探测的水体波谱信息：水可以吸收也可以散射通过水汽界面的波谱辐射能量（Ed），但水的散射会增加天空辐射能量（Eu），而水的吸收则会同时减少Ed和Eu。
遥感影像记录了地表物体的反射信息及其自身向外的辐射信息。
相对于其他地物而言，水体在整个光谱范围内都呈现出较弱的反射率。
在近红外、中红外及短波红外部分，水体几乎吸收了去不得入射能量，因此水体在这些的反射率特别低，而土壤、植被、建筑物等在这些波段吸收能量较小，具有较高的反射率，是的水体与他们具有明显的区别。
水体信息提取有助于确定水体边界、了解水域面积变化、水文水资源要素，提取结果可用于水资源信息统计及相关的辅助决策
三实验方案
单波段法（阈值）；
多波段法（谱间关系法、比值法、归一化差异水体指数（NDWI）、改进的归一化差异水体指数（MNDWI）
1．图像预处理
（1）辐射定标：将DN值转成辐亮度
>open image >。
MTL.txt--->spectral--->Preprocessing--->Calibration Utilities--->Landsat Calibration--->（选择文件），OK--Radiance，（选择保存地址并命名），Ok
（2）BSQ转成BIL
Basic Tools-->Convert data （BSQ、BIL、BIP）-->-BIL，choose（选择保存地址并命名），Ok
（3）Flaash大气校正
Spectral--->Preprocessing--->Calibration Utilities--->Flaash—>
Mul....Setting-->kanf......--->Band7,Band3,ok-->save，choose（选择保存地址并命名），Apply 加载出真彩色图，并与原始影像作对比
2.大气校正前后光谱特征差异：
在原始影像和经过大气校正厚的图像上选取相同位置的点，分别点击在显示窗口里Tools-->Pro>z profile
结果对比分析：
从上述的结果展示以及曲线图对比可以看出，校正后的影像数据比校正前的更为清晰，曲线图上可以看出校正后的整体曲线平滑至上与实际的地物波普曲线趋势相同，结果精度满足需求。
地物的光谱信息被还原，才能进行定量化的遥感处理。
1.计算水体指数
Basic Tools-->Band Math->在Enter an expression下面输入公式->add to list->OK->选择对应波段，choose，（选择保存地址并命名），OK。
加载出二值图
(1)TM 5< T的水体提取结果，率定后阈值为0.07。
（公式：b1<700）
(2)TM2 / TM5的水体提取结果：固定阈值为1.3。
（公式：b2/b5>1.3）
(3)TM2 + TM3 > TM4 + TM5的水体提取结果。
（公式：b2+b3>b4+b5）
(4) NDWI=（TM2-TM4）/（TM2+TM4）。
（公式：fix(((flort(b2)-b4)/(b2+b4))*10000) ）
NDWI NDWI >0
(5) MNDWI=(TM2-TM5) / (TM2+TM5) （公式类似上面）
MNDWI MNDWI > 0
四 结果分析
分析得到，
在水体提取的整体效果方面，总体上用MNDWI提取的水体信息最多，单波段阈值法提取效果最差，因此适用于地形起伏较大阴影较多的山区地区的信息提取。
在局部地区（太湖流域），比值法取得的信息可以更多的反应信息。
在提取小面积水体方面，MNDWI对水面宽度较窄的河流等小水体混合像元效果最好，比值法和NDWI反映到的水体信息较少，表明在提取细小水体上不适合采用这两种方法。
比值法可以提取到更多的细小水体信息。
在地类复杂的区域中，NDWI只在非山地的植被区域较好；MNDWI、NDWI在建筑居民用地区域较好，却难以区分部分山体阴影和水体；而(TM2+TM3)>(TM4+TM5)在山体和农林区域较好却难以区分部分建筑居民地和水体。