遥感反演地表温度

1、遥感地学分析实验报告成绩：姓名:学号：班级：题目：课程实验报告要求实验目的掌握并熟悉bandmath的操作，对建筑用地分离用的几个建筑指数；学会面对对象分类；学会反演地表温度。二、实验准备软件准备：ENVI5.1数据准备：中等分辨率数据AA、高分辨率数据qb_colorado.img、热岛监测band6三、实验步骤1. 中等分辨率数据中城市范围的提取：(1)加载数据AA,首先在BANDMATH里面计算图像的NDVI值其公式：(float(b1)-float(b2)/(float(b1)+float(b2),正确输入公式后点击OK；在接下来的界面中为公式中b1和b2赋予相应的波段，及近红外波段和

2、红色波段,选择合适的路径即可点击OK；结果如图：0#1BandMath(float(b1)-float(b2)/(f.FileOverlayEnhanceToolsWindow:-CursorLocation/Va."1FileOptionsDisp#1(208,17)Scrn：R：162G：162BData：0.084112（2）同样用上述发放计算图像的归一化建筑指数（NDBI值），公式同样使用前面所用，但是后面给bl和b2赋予第五和第四波段就行,同样选择合适的路径即可；VariablestoBandsPairingsExp：(float(bl)-float(b2)/(float(

3、bl)+£loat(b2)MapVariablet口InputFileAAB：=Lnd1-B：=lTli12B：±nd3|B：=LTLd4EhiTLil5B：=Lnd6E：=LTLd7I：remote城市遥感实验'结果NBEI.imgSpatialSubsetFullSceneOutputKezulttoFileMemoryI|CompressEnterOutputFilerudiTieChoose结果如图：二ileOverlayEnhaneeToolsWindowFileOptionsDisp#1(24,3)Scrn：RData：0.214953CursorLoc

4、ation#1BandMath(float(b1)-float(b2)/(f3）利用前面所计算的NDVI和NDBI值计算改进的归一化裸露指数(MNDBI),MNDBI=NDBI+(1-NDVI),首先在BANDMATH中输入一下公式并bl和b2赋予NDBI的波段和NDVI的波段;结果如图：口FileOverlayEnhanceToolsWindowQ#1BandMath(float(b1)+(1-float(b2).QCursorLocationFileOptionsDisp#1(13,2)Scrn：R：Data:0.795455（3）同样使用上述方法计算城镇用地指数（ULI）计算公式为ULI

5、=NDBIandNDVI，同样在BANDMATH中输入公式并赋予相应的波段，在设置好输出路径即可；AvailableB：=ltli1sLietE；1-E；輕h泌hl：里口或血1；l-£1口或遊卫珂口妣l：b1；l+£1g或孵El-pl肛卩肛.img.-glAASpatiJSubsetFullSceneVariablestoBandsPairingsExp:(floatCt'1)Jand.(float(b2)V-3riablesusedinexpression：BandMath(float(bl)-£loat(b2)/(float(bl)Ean己E：HTl己

6、E：HTl辻B:dTuiBand6MapVariatletoInputFileOutp口tResirLtto*：)FileMemoryErLt“-OiitputFilerL：=jTieChooseQ|CompresEI：城市隆感实验A结果1JLLimgOKQueue|Cang|Hmlp|结果如图：0#1BandMath(float(b1)and(float(b2.-口FileOverlayEnhanceToolsWindowFileOptionsDisp#1(37,4)Scrn：R：134G：134Data:0.012987?CursorLocation/Va.4）三种指数的阈值的设置，通过查

7、看三种指数的直方图可以为每种指数的分离建筑用地提取合适的阈值；通过查看NDBI的阈值设置为0.035，并将其在bandmath中进行二值化；VariablestoBandsPairingsDu切utResult,toFileQMemoryiffibl,imgB：andHBVI.img BandMath(float(bl)-£loat(b2)/(floatCbl)PlA 1 B：±rLd2 3 Band4通过查看MNDBI的阈值设置为0.681，并将其在bandmath中进行二值化；VariablestoBandsPairingsE1-Ear"M:athflo泌b1

8、；l+I：1-flmat1：盟门：MNIIET.imiOutputResultto©FileOMemoryExp：blgt0.681Variablesusedinexpression：AvailableBandsListMath£1oat(bl)+(1-£lcat(b2)白罔MlIHEI.img白“圍tHlBI.img；“BandMath(float(bl)-float(b2)/(float(bl)白团Min.img:BandMath(float(bl)-float(b2)/(float(bl)白画AA“口Band1”E；：md.2MapVariabletoInp

9、utFileSpatialSubsetIFullScene通过查看ULI的阈值设置为0.004，并将其在bandmath中进行二值化；#1Band:BandMath(float(b1)and(float(b2):ULI.imgFileStretch_TypeHistogram_SourceDefaultsOptionsHelp（5）将三种指数的二值化图像在ARCMAP中成图，即可简单的比较三种指数的优劣；改进的归一化裸露指数建筑用地分离情况归一化建筑指数建筑用地分离情况M图例非建筑用地|建筑用地图例非建筑用地05000200KM05Q00200KMN图例城镇用地指数建筑用地分离情况050002

10、00KM非建筑用地|建筑用地2. 高分辨率图像中城市范围的提取(1)加载图像qb_colorado.img,打开FEATUREEXTRACTION工具选择待分类数据，点击NEXT进入下一步；FeatureExtractionExampleBasedInputRasterInputMaskAncillaryDataCustomBandsDataSelectionSelectInputFiles"NormalizedDifferenceBand1|Band3|Band2卜渤4创|HColorSpaceRedland3v|Qreen|Band2|B1uE怡皿込1Preview<Bac

11、kNext>Cancel(2)设置分割和合并阈及模板大小等参数如下，点击NEXT进入下rH一步；3)添加分类类型并选择合适的样本，并为每种类型选择相应的属性，最后选择合适的分类方法；FeatureExtractionExampleBasedExample-BasedClassificationChooseExamples其*噪j回ShowBoundariesClassesbuilding(35)vegetationt.32)road.(24)ClassPropertiezClassName孕：辽三ilZTcolor(160.255.160)gra注(2IIPreview9FeatureE

12、xtraction-ExampleBasedExample-BasedClassificationChooseExamples曰曰AllAttribu七注SelectedAttribirtesExamplesSelectionAttributesSelectionAlgorithmsAvailableAttributes+-hjijSpectral由遡TejrtixreEI-Jl.Spati：alIIBLUE(qb_colorado.img)I|GREEN(qb_colorado.img)IIRED(qt_colorado.img)IIWIR(qbColorado,imgSelectAllII

13、Preview4）预览图如下；11ExportClassificatiFileEditDisplayViewsHelpFeatureExtraction-ExampleBasedExportSaveResults回MergeAdjacentFeaturiortAttfibutem场中八固PASearchthetooLbox/FeatureExtrastiampleBase00衣000000aaaaaaa-aocaE-.E-.E-.e-;e-.e-;e-.e-:e-.:e-.e-;e-.e-;e-.:e-:e-.:e-<IX（5）设置导出图像的类型，此处导出矢量图，设置好参数和路径点击FI

14、NISH即可；6）结果如图；3. 城市热岛遥感监测（1）辐射定标：将DN值（即图像灰度值）转换为光谱辐射亮度L,利用公式b1*0.055158+1.2378在bandmath中计算辐亮度；B1赋予第六波段；结果：3斗2D.5'ZFileOverlayEnhanueToolsWindowFileOptions0#1BandMath(b1*0.055158+1.2378):.#1Zoom.-|-StatisticsResults:Limg|SelectMi/丽:k/M已口:L、im©Total8798S8798587985879858798587985Perce46.480000

15、.000.000.000.00Npts8798500000DN1.2378001.2689481.3000961.3312441.3623921.393540HistngramBand1Bin=0.03114Filename:I:XremoteX城市遥感卖验、城市热岛遥感监aDims:FullScene(189,280pointm)Min1.237800Mean3.672186Max9.180552BasicStatsBand1,士LOBandNumberSelectPlot*|ClearFlat|(2)地表比辐射率E,此处先计算NDVI,方法同上即可，此处不再赘述；#1Zoom#1Scrol

16、l(0.56264)-口FileOverlayEnhanceToolsWindow#1NDVI(yuanan.img):NDVI.imgFileOptionsSelectEtat”Filename:I：remote城市遥越卖验城市热岛遥感监aDims:FullScene(189,280points)StatisticsResults:NDVI.imgMin/Max/Mean:NDVI.img0.6.111ZEZ10,4-+_目0.2-+_0,0+:11111zt11111IIC-.OC-.5kd1.52JE：andNumberSelect.Piot，TClwarFlot|BasicStatsB

17、and1Min-0.173333Max0.630137Mean0.2018560.2Histogram.DNNptsTotalPercBand1-0.173333110.0Bin=0.00315-0.170182010.0-0.167032010.0-0.163881120.0-0.160730020.0-0.157579350.0Exp：(blgt0.25)*1+(bllt0.022)*0+(blge0.022MapV：=LfiabletoInputFileSpatialSubsetFullScene口B：aiLd_：J口E：md_4口B：iiLd5VariablestoBandsPairi

18、ngs计算植被覆盖度Fv采用的是混合像元分解法，将整景影像的地类大致分为水体、植被和建筑，具体的计算公式如下：FV=(NDVI-NDVIS)/(NDVIV-NDVIS)其中，NDVI为归一化差异植被指数，取NDVIV=0.25和NDVIS=0.022，且有，当某个像元的NDVI大于0.25时，FV取值为1；当NDVI小于0.022，FV取值为0。利用公式：(blgt0.25)*l+(bllt0.022)*0+(blge0.022andblle0.25)*(bl-0.022)/(0.25-0.022)计算FVB:indMath(.bl*0.05515S+1.237SJOutputRe5ultto

19、iiFileOMemoryEiiteirOutputFilerL：=urieChooseQCompressI:'remote11.城市谨感实验A城市热岛谨感监测liiegiioS.FV.iFV结果：9#1BandMath(b1gt0.25)*1+(b1ltO.O.-n9FileOptionsFileOverlayEnhanceToolsWindowMin/Mox/Mean:P7jmg1.0i'10.8-o占-+a0.4-70,2-7CLQ1.丰ClD0.5kCi1.52d：EandNumberISelectPlotClearPlotBasicStatsMinMaxMeanStd

20、evBand10.0000001.0000000.5085370.495499HistogramDNNptsTotalPercentAccPcBand10.000000908869088648.016748.01£Bin=0.003920.00392213908990.006948.02-0.0078439909080.004848.02E0.0117&512909200.006348.030.01568612909320.006348.040.01960821909530.011148.05：Filename:I:'remote'城市遥感夹验城市热盈遥感监测

21、jieguoEaDims:FullScene(189,280points)地表比辐射率E=(b1le0)*0.995+(b1gt0andb1lt0.3)*(0.9589+0.086*b2-0.0671*b2A2)+(blge0.3)*(0.9625+0.0614*b2-0.0461*b2A2)其中b1：NDVI,b2:植被覆盖度FV；结果：lU.nOMOTJ0BasicStatsMinMaxMeanSBand10.9589000.9950000.9860980.000,51.5o.gg匕o.o#1Zoom.-#1BandMath(b1le0)*0.995+(b1gt0.|File|Overla

22、yEnhanceToolsWindowFileOptions|SelectSt.hMin/hdcix/Mi；an:E.iEq”Filename:I:'remote、城市進感卖验'城市热岛遛感监aDims:FullScene(189,280points)Npts2254StatisticsResults:E.imgHistogramDNBand10.958900Bin=0.000140.9590420.9591830.9593250.9594660.9596081.0BandNumberSelect.Plot*|ClearPlot|(3)相同温度下黑体的辐射亮度值利用公式计算温度

23、为T的黑体在热红外波段的辐射亮度B(TS)=L-Lf-T(1-E)LI/TE，在bandmath中的工是为(b2-1.98-0.75*(l-bl)*3.25)/(0.75*bl)，其中bl：120m分辨率的地表比辐射率值E,b2：表示热红外波段的辐射定标值L；结果：StatisticsResults:B.img#1BandMath(b2-1.98-0.75*(1-b1)*.-口FileOptionsMin/Max/Mean:Bjmg811i11111i111Ji111eE斗2+i0丰00.5LO-L52.dSelectClearPlotBandNumberFilename:I:remote城市遥感卖验、城市热岛遥感监八Dims:FullScene(189,280points