2013年3S实习报告.doc

3S技术课程实习报告书学生姓名：徐勇学 号：3115307074专 业：林学年 级:2011级指导老师:余坤勇福建农林大学林学院福建农林大学土地利用动态监测及林地现状专题图的编制一、实习目的任务及要求实习目的及任务：作为本专业学生重要的实践环节之一，要求学生理论联系实际，应用本课程所学的理论知识来分析和解决实际问题，主要任务将课程理论、平时实验内容结合应用，培养学生综合实践能力，提高理论与实践相结合的实践能力，掌握GPS的定位并进行野外考察样点数据采集方法，进而监督分类，分析土地利用的动态变化，建立专题图的方法。通过对本课程中所学习的相关内容进行初步的实践，使学生实践本课程中所需的基本技术和技能，达到理论联系实际的效果，并以此作为学生走向社会的主要培训途径之一，为学生进行毕业实习和顺利地走入社会奠定基础。实习要求：使得学生通过实习，能够熟悉3S技术的主要支撑设备并学会使用，能够应用3S技术解决林业中的实际问题。要求学生进行归纳总结，编写出完整的实习报告以及相应的图件。为学习后续课程和以后从事本专业工程技术和科学研究工作打下基础。二、实习时间 2013年12月9日2013年12月15日三、实习地点 校内、田家炳楼707#“3S技术实验室”。四、实习材料手持GPS、农林大学2003、2009年快鸟遥感影像、农林大学及附近林业小班分布参考文件、遥感软件ERDAS、地理信息系统软件ArcGIS五、实习主要内容一、GPS野外地物坐标采集1、对03、09年农大遥感图像进行地理矫正2、建立采集点图层并矫正3、截取农大地图二、监督分类1、制定土地利用分类系统2、建立分类模板3、执行监督分类4、目视解译修正5、2009年的精度评价三、福建农林大学土地利用动态演变分析1、土地利用动态图的制作2、土地利用面积变化分析四、福建农林大学林地专题图制作1、福建农林大学林地数据库构建2、福建农林大学林业小班基本图制作3、福建农林大学林业林相图制作六、实习具体步骤（一）GPS地物类型点的采集每7-8人为一小组，共用一台持GPS，根据国土资源局土地类型的划分类别进行土地利用状况特征点的采点（参见表1），共收集阔叶林、竹林、草地、耕地、居民区5种地物的坐标，所采点要覆盖全校范围，记录各地物公里网坐标，每人40个点，并按要求录入到Excel表格中。表1 福建农林大学土地利用类型划分一级类二级类1 耕地11 灌溉水田 12 望天田13 水浇地 14 旱地 15 菜地2 园地21 果园 22 桑园 23 茶园 24 橡胶园 25 其它园地3 林地31有林地 32 灌木林地 33 疏林地 34 未成林造林地 35 迹地 4 草地41 天然草地 42 改良草地 43 人工草地5居民建筑用地51 城镇 52 农村居民点 53 独立工矿 54 盐田 55 特殊用地（二）遥感影像地理配准1、启动ERDAS，打开一个视窗，添加“FAFU2009”这个图层点击“Image Info” 点击“Edit”，选中“Delete Projection” 点击“Edit”，选中“Delete Map Model”，关闭视窗，对“FAFU2003”进行同步处理。2、启动ArcMap，添加“reference”和处理后的“FAFU2009”这两张图，找到“地理配准”工具栏，点击“图层”，选中“FAFU2009”，点击“添加点”，在“FAFU2009”图层中选一个点后，再到“reference”图层中选一个同名地物点，如此操作，对准地图东南西本四个方向，选择4个点，然后点击“地理配准”，选中“纠正”，输出到个人的目录文件下面，更改名字为“nd09”，保存为“IMAGINE Image”的格式，移除“FAFU2009”图层，然后将“FAFU2003”图层添加进来，进行同步处理，改为为“nd03”。3、将“nd09.img”用ERDAS打开，点击“AOI”，选中“tools”点击多边形图标，将农大勾选出来，然后点击“file”，选中“save”中的“AOI Layer As”，将该“AOI”文件保存到个人目录下面。接着选中“DataPrep”，找到该菜单栏中的“Subset Image”，在“Input File”中放入“nd09.img”，Output Flie到个人目录下面，然后找到“AOI”选项，将保存过的AOI文件导入，得到“jnd09.img”，同步处理“nd03.img”。（三）遥感图像监督分类1、对通过手持GPS获得的数据进行修正启动ArcMap，将“nd09”图层和用采集点建立的Excel表格添加进来，右键点击采集点表格图标，选中“显示XY数据”，将“X字段”中选择“X”， “Y字段”中选择“Y”，然后确定，再右击“Sheet2$个事件”，选中“数据”中的“导出数据”，将“输出要输类”保存到个人目录下，并选择“shapefile”格式，将得到采集点的点图层，对该图层进行编辑，移动误差点后，点击“ArcToolbox”，选中“数据管理工具”中“要素”下的“添加XY坐标”，选中采集点的shap图层，在个人目录文件中找到 “.dbf”格式的文件，用Excel打开，将得到的新坐标复制到文本文档并命名为“xzb”保存。2、定义分类模板（Define Signature Using signature Editor）第一步：在视窗中显示上一步骤处理过的几何校正图像：jnd09.img第二步：启动ERDAS，点击C1assifier目标Signature Editor菜单项第三步：获取分类模板信息在resample.img图像的菜单条,单击AOI命令,打开“tools”工具栏，将图层放大，用多边形工具对水体、道路、房屋、植被、耕地和未利用地这五种地物分别截取多个区域，并将扩展AOI区域加载到Signature 分类模板属性表中，同时确定各类的名字及颜色。如果对同一个专题类型（如水体）采集了多个AOI并分别生成了模板，可以将这些模板合并，以便该分类模板具多区域的综合特性。具体做法是在Signature Editor对话框中，将该类的Signature 全部选定，然后点击合并图标 ，这时一个综合的新模板生成，原来的多个Signature 同时存在（如果没必要也可以删除）。注意随时保存模板文件signature.sig。3、执行监督分类(Perform Supervised Classification)ERDAS图标面板工具条：点击Classifier图标Classification菜单Supervised Classification 菜单项在Supervised Classification对话框中，需要确定下列参数：确定输入原始文件（Input Raster File）：jnd09.img定义输出分类文件（Classified File）：09fl.img确定分类模板文件（Input Signature File）：signature.sig选择非参数规则(Non_parametric Rule)：Feature Space选择叠加规则(Overlay Rule)：Parametric Rule选择未分类规则(Unclassified Rule)：Parametric Rule选择参数规则(Parametric Rule)：Maximum Likelihood不选择Classify zeros（分类过程中是否包括0值）OK （执行监督分类，关闭supervised Classification对话框）4、手动修改分类结果打开分类文件“09fl.img”，在视窗中点击“Raster”，选中“Tools”，放大图层，对图中分类的颜色错误的地物用多边形工具勾划出来，并换位相应的颜色，待大致都完成后，保存编辑内容。5、分类重编码ERDAS图标面板工具条：点击Interpreter图标选择“GIS Analysis点击“Recode，“Input File”中选择“09fl.img”，“Output File”中选中个人的目录文件夹，并点击“Setup Recode”，对同类地物用相同的序号编号，且各地物序号要连续，输出为4bit图层，改名为“09recode”。对“jnd03.img”进行上述2、3、4、5的同步处理。6、分类精度分析第一步：在视窗中打开原始图像jnd09.img在Viewer中打开分类前的原始图像，以便进行精度评估。第二步：启动精度评估对话框ERDAS 图标面板工具条：点击Classifier 图标Classification菜单打开Accuracy Assessment对话框Accuracy Assessment 对话框中显示了一个精度评估矩阵（Accuracy Assessment Cellarray）。精度评估矩阵中将包含分类图像若干像元的几个参数和对应的参考像元的分类值。这个矩阵值可以使用户对分类图像中的特定像元与作为参考的已知分类的像元进行比较，参考像元的分类值是用户自己输入的。矩阵数据存在分类图像文件中。第三步：打开分类专题图像Accuracy Assessment 对话框菜单条：FileOpen打开Classified Image对话框在Classified Image对话框中确定与视窗中对应的分类专题重编码图像OK（关闭Classified Image对话框）返回Accuracy Assessment对话框第四步：将所存的xzb.txt文件导入Accuracy Assessment对话框第五步：输入参考点的实际类别值Accuracy Assessment对话框：在class栏中显示类别在数据表的Reference字段输入各个随机点的实际类别值：第六步：设置分类评价报告输出环境及输出分类评价报告Accuracy Assessment对话框：ReportAccuracy Report（产生分类精度报告）将所产生的报告复制到Excel表格中，并整理得到其精度报告。（四） 建立土地利用动态变化专题图1、分类后处理(Post-Classification Process)（1）聚类统计(Clump)ERDAS图标面板工具条：点击Interpreter图标GIS AnalysisClumpClump对话框Clump对话框中，需要确定下列参数：确定输入文件（Input File）：09recode.img定义输出文件（Output File）：09recode-clump.img文件坐标类型（Coordinate Type）：Map处理范围确定（Subset Definition）：ULX/Y, LRX/Y（缺省状态为整个图像范围，可以应用Inquire Box定义子区）确定聚类统计邻域大小（Connect Neighbors）：8（统计分析将对每个像元四周的8个相邻像元进行）OK （关闭Clump对话框，执行聚类统计分析）（2）去除分析（Eliminate）ERDAS 图标面板工具条：点击Interpreter 图标GIS AnalysisEliminate Eliminate对话框在Eliminate对话框中，需要确定下列参数： 确定输入文件（Input File）：09recode-clump.img定义输出文件（Output File）：09recode-clump-eliminate.img文件坐标类型（Coordinate Type）：Map处理范围确定（Subset Definition）：ULX/Y, LRX/Y（缺省状态为整个图像范围，可以应用Inquire Box定义子区）确定最小图斑大小（Minimum）：16 pixels确定输出数据类型（Output）：Unsigned 4 BitOK(关闭 Eliminate对话框，执行去除分析)在本实验中采用的是去除分析，并对各类型地类附以相应颜色，对比分类处理前的分类图，可发现其分类结果有一定的变化。（3）分类重码（Recode）ERDAS 图标面板工具条：点击Interpreter图标GIS AnalysisRecode Recode对话框在Recode对话框中，需要确定下列参数：确定输入文件(Input File)：09recode-clump-eliminate.img定义输出文件(Output File)：09recode-clump-eliminate-recode.img设置新的分类编码(Setup Recode)： 点击Setup Recode按钮打开Thematic Recode表格根据需要改变New value字段的取值（直接输入）OK （关闭Thematic Recode表格，完成新编码输入）确定输出数据类型（Output）：Unsigned 4BitOK（关闭）Recode对话框，执行图像重编码，输出图像将按照New Value变换专题分类图像属性，产生新的专题分类图像）可以在视窗中打开重编码后的专题分类图像。对“03recode.img”进行上述（1）（2）（3）同步处理，得到“03recode-clump-eliminate-recode.img”2、在ERDAS中建立福建农林大学土地利用专题图（1）启动ERDAS，打开“03recode-clump-eliminate-recode.img”和“09recode-clump-eliminate-recode.img”这两张图。（2）ERDAS 图标面板工具条：点击Modeler图标Model Maker建立模型，并输入相应文件，添加公式“03recode-clump-eliminate-recode.img”*10+“09recode-clump-eliminate-recode.img”，输出综合图层并命名为“0309”到目录文件下。（3）用“Viewer”视窗打开“0309.img”点击“Raster”，选中“Attribute” 点击“Edit”，选中“Add Area column”选中属性表中的“Area”一栏并复制到Excel表格中对Excel表格中的数据进行编号，截取其中“11-16,21-26,31-36,41-46,51-56,61-66”的数据，并粘贴、转置，再对竖排和横排数据分别加上1-6的表头，则得到03到09年的福建农林大学土地利用面积变化表。3、ArcMap中建立福建农林大学土地利用专题图（1）启动ArcMap将“0309.img”添加进来右击该图层，选择“属性” 点击“符号系统”，选择唯一值在配色方案中选择适合的颜色方案在字段“Value”中，选择“11-16,21-26,31-36,41-46,51-56,61-66”，其他的均移除，并应用。（2）点击工具栏中的“视图”，选中“布局视图”点击“插入”，分别添加“标题”、“指北针”、“比例尺”、 “图例”和作者信息，排版完成后，点击“文件”，选择“导出地图”，保存到个人目录文件下，并改名保存为“.jpg”格式。（五） 建立福建农林大学林相分布和小班基本专题图1、建立农大小班图启动ArcMap添加“jnd09.img”和已知的“小班图.shp”对“jnd09.img”所在文件夹新建“xbt.shp”图层，并对该图层编辑，参照“小班图.shp”图层，勾划出农大林分各小班的面图层右击“xbt.shp”图层，打开属性表，添加“林班、大班、小班、面积、树种、年龄、地类和nongda”这7个字段，参照“小班图.shp”的属性进行编辑。2、融合点击“ArcToolbox” 选择“数据管理工具” 点击“制图综合” 选择“融合” 输入要素选择“xbt.shp”，输出要素到个人目录文件下，融合字段选择“nongda”，然后重复此步骤，得到融合字段分别为“林班”、“大班”的3张“.shp”图层。3、建立农大小班基本专题图在内容列表中只留下“nongda.shp”、 “林班.shp”、“大班.shp”和“xbt.shp”这4个图层，移除其他图层，对以上4个面图层的边框进行选择，使面的颜色为空，添加字段，再转换为“布局视图”，添加“标题”、“指北针”、“比例尺”、 “图例”和作者信息后导出地图。4、建立农大林相分布专题图在内容列表中只留下“nongda.shp”、 “林班.shp”、“大班.shp”和“xbt.shp”这4个图层，移除其他图层，对以上4个面图层的边框进行选择，使面的颜色为空，再右击“xbt.shp”图层，选中“属性”，点击“符号系统”，选择“类别”中的“唯一值”，再选择“树种”字段，点击“添加所有值”，移除不值为空的要素，点击“确定”，再转换为“布局视图”，添加“标题”、“指北针”、“比例尺”、 “图例”和作者信息后导出地图。八、实验结果分析1、GPS野外地物坐标采集及面积测量结果结合国土资源局土地类型的划分类别，根据福建农林大学土地利用现状和实际情况，本次实习的土地利用类型划分主要为：耕地、居民建设地、植被区、水体、交通用地、未利用地等6种地物。采集的数据如下表：表1 地物类型地理坐标采集表序号XY地物 备注17231832887976 草地逸夫图书馆前27232622888119 草地创新楼前37230502888271 草地中华园47235252888811 草地北区研究生宿舍前57236192888695 草地田径场67234612888459 草地林学院院办旁边77241232888721 草地草地（昌融）87233882887893 草地桃山公寓8号楼前97235862887793居民建设区桃一107231902887836居民建设区诚智楼A117231962888077居民建设区田家炳127229002888590居民建设区西区作物科学楼137233762888863居民建设区李常胜图书馆147236592888887居民建设区玫瑰园157235842888306居民建设区南一167241192888791居民建设区昌融区177234982888795 阔叶林水土保持园187231812888331 阔叶林中华园197237582888824 阔叶林人造瀑布前207237122889134 阔叶林北区后山东部217232942888856 阔叶林北区后山中部227229642888709 阔叶林北区后山西部237235082888624 阔叶林湖心岛247239222888521 阔叶林创业园257230822887963耕地下安甘蔗林267230222888202耕地西门甘蔗园277230622888466耕地北区试验田，南287230532888535耕地北区试验田，中297230402888576耕地北区试验田，北307236602888203耕地南区育苗基地，东317235912888173耕地南区育苗基地，西327228972888647耕地植物病毒研究所旁337234392888777竹林北区常胜图书馆旁347231722888299竹林中华园357232222887838竹林诚智楼367234512888274竹林南区研究生楼旁377239472888543竹林创业园387238842888398竹林百竹园397232812888789竹林博学楼左407229522888707竹林博学楼右S中华园=56139.23m2 S观音湖=75636.99m2 S诚智楼=27453.44m22、福建农林大学土地利用动态演变分析（1）、福建农林大学土地利用动态图（2）、福建农林大学面积变化数据表12345612.0831068446.1335990310.0474689580.00003744790.5291313370.59031371629.6962424453.02386549831.148646440.24994226415.792326173.168212173313.570257660.8038341536.9196154723.19129505920.819122562.62154772943.6304390930.2166510811.0191820460.4611708897.8084638480.47263743550.6550386670.8510859131.1678951470.0619388271.5745718511.140618097614.295556081.09600266814.840535360.27083070222.844919136.297456062Image File: d:/徐勇/bianma09.imgUser Name : AdministratorDate : Fri Dec 13 20:21:33 2013Reference Data-Classified Data water 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