遥感水体提取

1、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32. 数据转换43. 大气校正64. 图像融合95. 图像裁剪106. 几何校正127. 水体提取158. 水体提取结果转换20四、水体提取成果23五、设计心得2428一、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

2、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FileOpen，选中LC08_LlTP_123039_20171030_2017110901T1MTL.txt文件，加载影像。(2)在工具箱中选择【RadiometricCorrection】【RadiometricCalibration】，选择所有波段，点击确定。3)设置辐射定标参数：参数如下图。Radio

3、metricCalibration4)设置文件保存路径，点击确定，完成辐射定标，结果如图：IfH6hT+«!Jir'fcilF.TI-Ch*LuJDT9Hi'HIT-|.Lm.1IT*M'-CT;¥AaaLfilThHLfiSrfliILi?Onaiilinlirfa_btanlickU町L*W!ITiAmiiu4JMtWanJWTl,itCdlk-ulDGUalimlMCMjjhalIj|fXII.h_I.lu«<j4h.hwUmiirBIchaiwiB?liwaJt.JIHirXlJ.UW'.-H4<1IFhi-ik

4、iMrnilLiwGwfhi>iIh业iHvribUChthiI-v*jL4'MT44K-Kd-2昕fcmnfLvir£miri!iLifeifiHlfi*F.k.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【RasterManagementf【ConvertInterleave，打开【ConvertFileInputFile对话框，选择辐射定标完成的文件。BGmvertFileInputFileSp«t：L*1SubE*tFullSctM£p

5、«ctrhl£u.Lxat7/7皿hSelectIrpatFile：T1T1ti7171TsleInf<>matldia哼Point1.flShflST.7B3lytcElmStAr.dirdlLuidsiLtOLIHast(Int«1)UHLZ«n«的Harth30PTft*riWS创a443M2如iC'3nLbr.1D4£criptL0-iCdJbt*电tG>lK-tdiwicaEfMLroa_LUPLZ3O.33_aL?10z0_20lIL1®_01_IL_Filt:E:AStuiyMli/u

6、AKtidjMilil>r«1Dimr码41x伽k7.IES3Si14.Flc>atiFii*Tjfp*lyp*:Byt<dT-itar.Fr&iretiEioiL.PkrlVtvtItnttKUfprLaEtLETL30341fZCTIDCIDOMTLtitLE7L3OJ4LztTTDCOOjnL.titLEi!L3UH1L3333EFZIKOOJUL.titsxve_uTPJ虻CK心Q口OX*】”加LC0e_UTPj23C®01HOWJOJ冲曲】LEOfi_Uri823039_201FlQ»OJFJLfl9_DLOK匚U幵二230MJ

7、2D1?1EEDpO円109二HgjEHTPjZ92D1HDSOfll71LOS匚D¥ukii血btse,Jfct(3)在LayerManager中右键单击，选择【ViewMetadata，在【MetadataViewer对话框中选择Raster，转换后的数据信息如下图。4）全色影像的辐射定标与上述步骤一致。3、大气校正（1）查询武汉地区的平均海拔高度，大约在16米左右。门5利Es+tgifei內托来（迪必冲血海工k可in?.武型通舟茁£曲氐嵌鈕丰闻握式11.畐工思丫字单加1丢三就曲应妊直闻丑甘布荷lit来也走瓯的納?获H険.ERBP分拓?5tL磁3E旳Ujfi戟冲KL加玄

8、小Ifi目亍邮a磐濟気形匪了亦頁拭科.山水左廉的僵剝桃+Jas?诟巧咪丘右.刚陌iw砂北st.(2)在工具箱中选择选择【RadiometricCorrectionf【AtmosphericCorrectionModulef【FLAASHAtmosphericCorrection，打开对话框。（3）单击InputRadianceImage按钮，选择数据转换后的文件，然后在弹出的RadianceScaleFactors对话框，选择Usesinglescalefactorforallbands，并将Singlescalefactor设为1。Caacsl(4)打开LC08_LlTP_123039_20

9、171030_2017110901_Tl_MTL.tx,查看影像信息，在对话框中设置参数。DATE_ACQUIRED=2017-10-30(5)在设置完成参数后，点击底部的MultispectralSetting按钮，对话框中，选择【Kaufman-TanreAerosolRetrieval】Defaults】Over-Land-RetrievalStandard(660：2100nm)。MuhispetralSetting/SaIactCi4DTi«l#heby0眄丄上T<tErKctrit*r«lArtriiAzSJRBTlltKT匚huuiislKILcwtr匚

10、huuiqlFCuinrinITcritrCt.«nritlBgE.eti'ievbLCondit(6)点击确定，选择AdvancedSetting，设置采用文件分块处理方式，设置分块文件大小为100M，其他选项默认。AirnulSeiIisHvi.dilQu】.驗SphtJ«1SuV-141FellSccnalie*Ccrr«<i：3iWi|t&u.tjyttS«l«ftfltwLfl-dafunS'c«l.aFhetmrFctrRb£iuthidtru.XildLlihriL15-a

11、7;-Lv下：矶"HDT'TEiAR匚itleust:htZ«nLth.XaLflvAxKLtk屆4DmHiKEjLitE«i.tLeillySTalsEFlI-glidtruHidti如必叔Dioi2Qutjxil!fFilriilHoFLAASHAtmospheiricCDirectionResultsRonDate:ThuJanQf0字：*日：212020I饥口utFile:E:St-udv'-V&Gaa'oveTtIntBrlftavBCfetivattInterLmOutputFileE:s.Study-YaoGanF1日

12、wh、E1ashTenplateFile:E:tudyyacMSanFlMhxflash_tsrkplate.tsetVisibilityS33?71knJiVEirdULar丄iis盼l-0.S461ca.(7)设置AtmosphericModel为Mid-LatitudeWinter,AerosolModel为Urban，最终参数信息如下图：MTXtpi1'SlufiySIiiJu'PTflEtlntnlvkt«!jCvfrfQi!pir«ETry轴ril+TIvriu'ifi«diMfbat.Ro-|pv-gtrrTUSfFilOub

13、patE.fl.otus"血ht口h«4#!f3：ujmfclTbuAt*Eo:lfl121«"ViEibilityffAverageVateTyp*_-snd5at-gOL1ftWHul&Lr.itit1!YtiiU1lLyCka)啊W8）大气校正后结果如下图：9）将原始图像与大气校正后的影像波段进行对比。4、影像融合（1）打开【Gram-SchmitPanSharpening】融合工具，首先选择需要融合的大气校正完成的多光谱影像。2).选择定标转换后的全色影像。盘FileSelectianXSvlvrtHi聊kti曲PviInputIvdl&

14、#39;a1TD8_LJTF_1E3D39_0D173030-20171LMjpl.JIJdUCLrifTisQUCO0_L】1FZ3Q35_an“gg-3QIJ；lLB_CI】jriJHI>_ThwilSiaH_u7r_i£3o_g®i?i03gi_agi.nlq9_qi_7ijnifl'atLstyTuh4n._L4sfi_ins.GS-datlC0ft._K和尸*CanTrtlncarlHT4-j鼻£L比EL机qgICO3/C2訥口远吐(3) 点击OK,获得融合后的结果，使多光谱影像具有全色影像的高分辨率。5、影像裁剪(1).融合影像范围较大，

15、首先需要裁剪出所需要的部分，注意裁切古城中需要首先绘制ROI的范围。首先对融合影像绘制ROI范围。SjKtETkl弘b”t|油总idz關SelectIixjuchie(oSyteivliRdS«L«cL&mJEFil-aTslaZaiTHklLu.：$兰曲,htTil*.E"W计甜UP魚Jms即m1icrrk也iKfl篩reLliuiCDidncIE毗站】FJl>bvtts-.Flhih1s氐汩silii9iriltIvr*IHfl肚湎dCwvu'tl'nfciia'l-KiWdL!?LALUI31W33C7B&2MJ

16、OLtct：Jrsi-hctaE.jnLZ-iTtfi50Jtxrtl.LIrLjO&a:1W9tHn&SMJDLtetJ1X»1LOUFL3OCM3l-WSKniKMJOLtetJktmi«S-WMJPJQ341_3OI.FILIBlCUIrttTcOjIHIKDir1£U3B西门24_MLmn?C3TlITpjwC-an-birL.LlewUTF.inrojoir0M_mn1a?ri_riJ«i3R-3p11CDtmjL3Tr_IEW3O_351门LP?_CS_TLEJdBJ"TFJgB»P_l?10?n_7-1?

17、11raaiC4iu«lFr-wiiuiQyyir4rsfeiFrillU-i(2)选择要裁剪的融合影像。SelectInputFiletaSuhNt应R.QItS«la=tIiip-rLJl.u阳m.i：Krflalucvflwk：!些如UiCM-vartIn.L*fliitAU?1SKM11Wft7ra：CXiJITLt对LzriwcMrncrojnLiisiLEUJOMIJWKTEiraJTTLtil!XfflUTFjSIOT_Jti|.HO30_Mi?lO_WimjjTFJZ3DMni?cnnjffliFi.BdiS曲32滋观妙l艸叽勘71ire.aiUCM_UTT

18、JEKKW_CTL?i_Sfll门IB!l£DflJJn,_!lZ3DM_£DL门(HOJMimoejWLTTMLETLFi!InEoraLitcn：Fall:EStciil<yliT£jj>u'>liijruSclw!tF'uku-i仍5CfiiL63SLa7血JiEa=«:int-iKir3.243rZ29r3?4Irtn.FihTyttEMStwd«r4StriswT卿加询口BtHc-it|'Infc«.l)i.Ol2>nt曲FthHxal5E-Miktia-iI>rb

19、87;i*iS-64_0.143诈2.创1Micrmtat-xITpt-irLnftCirr：arl_.LDtHrlttklb.(3).输入ROI范围，设置输出路径。PSpatulSuib5E-tviaROIParami=teriar%吕丙牛J£llxSO-1PJkLtrofLTtASStlt4C«d：0SklietAUItwiChurU1IUiiukpjMtlxoutsiIto£B0I7Hb4t(htputPtTidtfa圖FihOftlfer#OKCtfK*!4).裁剪结果如图所示。6、几何校正（1）.采用多项式模型校正，以wuhan_base_image为参

20、考影像，裁剪后的地区影像作为校正对象。首先打开【ImageRegistrationWorkflow,输入参考影像与校正影像。xIFlI*5uE4tJLDIsClpBrwscimageRegistrationSelectTwoInputFil&sFiLeSelection2）.设置校正参数，如下图所示：TiePointsGonerationGcocriilcTic1Faints加l处砒iHlly酣WSwiTaiFhoEIAtuifilukATip-iiph4uri|iahF«tekiR<lkch«diu”*!Croii.CATFilbfcLUiVafc-sTi*

21、Fc-i&tFiltiraaEitrieFaElGlv4alTrunfnTruiEEcraThrs-t-fritt'FvlYTmiitl-*Kr3bhJlllwiblvIrrcc-FirTii«P-ianQ$ODQVHkVttIV>Cuwil(3)在【SeedTiePoints中添加控制点，选择明显地物特征点作为控制点，完成之后点击右键确定，自动跳转图像，添加七对控制点。1lk-hStrJTurFrialt3«t*01.叫(jMf-TiePoiintfiGugatG«ui7iLvibFziaLcAi1»itica.lL?llfEt.

22、lllf%AjM.4.-rin?r-im*RfHh邸*3If,hdHrtErH：n-#crwH!-T*省屮M卢/f-v|>怛70电ftt-：bUrSeIwTAMWltHflT樹击lA4amMwrilw!&Cl-iMilidiJl.-UInivifairmum4)查看控制点信息。.44曲.79TSJ16SiT降列i4A9E-.9T2326T.1511126S1D0H.7E4'fl.133302$.1613®22L06ES6453EL.I342$50.41i«?D751DH736ES1ELEI75咖】別£441S1DU3C65M5.M£

23、2fl®.?22MDMtDSLTE£|勿pg.签7106T.QO4210ZT胳滅昭W6.ZT(5) .设置完成【SeedTiePoints面板上的参数后，切换到【Advanced面板设置连接点生成的高级参数。C3ImegeFeglsttlonTiePointgGeneiationCtnerateliePoiets：AutMticallyAxle*T_«Fajdt'S«rFarvt3co.7vustwI:圖n.Eirdiwi"irpbZ1旳.4*51ru-fbl；iHr«Ft耳41"屯1"审ILiTit

24、71;Rdiuxi*'!S'ijrixa-oETl*4«ukincTiodflrr5ie«创mjp5«*4Ti-4Ii4gvidH&tirkjn|Euadst：Eve*Btod1*(6).检查和配准【ReviewandWarp】。对话框部分有2个面板，即【TiePoints】面板和【Warping】面板。通过【TiePoints面板中【ShowTable】可以查看生成的控制点，为保证影像校正精度，删除排序后大于0.6的点。7).完成后设置输出路径。OImwK«gl5crdHMiExportSaveResUijts出班卢卄Vurp-

25、vdT»*p斑屮rilr-2KIT-vFikrifEtrydht0JKp?rt7i«Minti：ir*AXIISt«feOitrutTithintVit2.!d3tiiiy¥4ffSMiwuk*n_l*5*J*B*_ti*-PtsBrmBiil<c4iFiiddi'Cuw«l8).查看基于多项式几何校正的结果。tiirrlH占凸严上户工0曲w3中匡Qf.gjnJ>>LIJ!；i7M-LJTra'.rn>Fja!rin_2in!E.-!U.40B-Ol-iH#M4貰 '.rlO.lsLl.1_口&#

26、163;F4kfh4M I.d<rahMI GpWH? IJ-hen>iEliivni品.aiii n；.l丄比bslawi-1.1CurK-vrjQi.皿一d"JHEiIIflira-.MiTTrr»wmm-jmnir!暫口!w< Or.zwwtiK-uSM-iWOiB(-.i&riCvH*疋*i0JJ'Ll»r-KCilliFU-it*wRuii'tnhi*Ihhr1-匕口Lmhr<-<F>JMpinlui|Btap>2rk-Hi'Th£4-时I区qrL3+a3Ti-gL*&a

27、mp;rr£*rivlmr*j冷art#rffflrtWi-FilEjlfalln-MidL!«1!KCiM.l|1B.UhvJiGUHEhtw©MLSIT_ItaiLd4»<rFlkiIrp-UhiLdBwr-"W,'JiW4<-«b¥ffWB<«V- ifafi!flitQ4ikihf-_UMJL圍-Ik* |IwhWQL-*GhtkeIntiMWa*iL山- iHMl.rfIAIiTbIE_a!»(«IiLailyvhiw9BA i LV1H13LLH7、水体提取

28、(1)根据水体反射特性，经典的水体指数NDWI=(绿波段-近红外波段)/(绿波段-近红外波段)改进的NDWI，如MNDWI=(绿波段-短波红外波段)/(绿波段-短波红外波段)在工具箱中，选择【BandMath】，输入NDWI数学表达式“(float(b1)-float(b2)/(float(bl)+float(b2)”,如图所示。(2) 在弹出的窗口中，针对B1和B2变量，分别从列表中的文件中选择对应波段，并选择文件输出路径及名称.了VariablestoBandsPairingsAv；.1«BhxlJsLlxtEJStdbs«tWIiClip_wgi-口RDIist(Bw

29、dl1(0,*1430)RDIRtfie#2dftt)(0.4CZ6)口ROIRviic«(Bandl于r皿妙片d.at)(0.5613)口RDIe«(Band!4丁皿注呂dat)(0.ES46)他I1已品咲馆如d5了広血出萱直眩上)(0.筋4庄)R0I恥虽"佃and6_r»ikghedat)(1.6090)口RDIK.esle*怕and7"血址洛ht)(2.2010)i±l阻fH&pIfifeMap¥«q'iabltoInputFilSp&tiLSubletFullScutqOutputR

30、tiulltcFi11OMsrtfiryOKMe-lpCleur13)NDWI计算的结果如图所示，白色代表水体。LM打ImIHRfHSrPl_iZ?J3lKbLii1ElIs4(4) 水体指数影像设置阈值提取水体，通过观察发现，对于实验数据，水体的NDWI数值一般大于0.9。因此在工具箱中选择【BandMath，输入“blgt0.9”。BndMathXlilt0.9目迪dMathEaprftssicrs.IllgtLllft0.8lltt73llct0.4S(Hoit(M)-float(b2j)/(float耐“flo&t31)Sa1*Raster*ClLeu*EnteraneKpre

31、si-or.Uet09kidLitt0ECui«lK«lp(3) 在弹出的VariablestoBandsPairings窗口中，针对bl波段，从列表中选择生成的NDWI文件，选择文件输出路径和文件名称，单击OK按钮，水体提取结果如图所示。（5）为了解决水体提取结果中存在较多的孔洞和不连续问题，需要对水体提取进行后处理，利用形态学滤波中的开运算（opening）可以滤除细小阴影，利用闭运算Closing）可以消除空洞。工具箱中ConvolutionsandMorphology】，双击弹出对话框。单击【Morphology】按钮，选择opening,【KernalSize设置

32、为5,选择Binary（提取结果是二值图像）。ConvolutionsMorphologyOptionsHelpCcftwolutionsandMorphologyToolLOOOOI00001oooo0000Ejittbl*E«rntl1.0000KhtmISxe«5SrStyleBin*ryQGrayQValue1.0000LOOOOl.C'OOQJ00001.00001.0000LOOOO1.0000I00001oooo（6）单击【ApplyToFile按钮，选择上一步的文件，设置文件名及路径。OMcirphologyinputAleMorphologyPar

33、ametersOKCaiieelKvrn.ilTyji:OpniiigKernelSizeZSxSOutputtoOWworyEntOutputFilenarieClooseIICoppress乳hH】grp吐l!业Sp*tid.SulbLttP&aLlUuimL吟un.RnJiwijrEult'Enibi4_rWilFn-Ifajdvinrhi4EnliittBEIsCliip.3-11YukiibLI«Lk«f«.'R*fl亡LCOe.BCLd驴IBiTidT3_l<lCi劇Indwi_igp佝1i-l«Infrriv-

34、ti,vn-；Fils：It-Ki.1jr'i.Ta.-usKIVI14r«vj!iDlrik.71xM63xj岡£leA：Byt1371LhLy-fc«x.FlI*TyptEP7Stui.dttd£ITiX4TUriJai.4TTbB”*Orderrrc-jezfeioaKostIuttlJm49RurilFstiIJFH«t«rsIt於创fITtlijjg-tb.(/j-itrLftEtCarniferI416SDirrLytiaiiElmdEitkEesiolt.Exp«ELb.ir.&l1ft0.9B

35、Lbu.d&口5blhne-Ati：m応fbi)甲fl扒hhuJimtt?J224：5320205tl«atBy|Fali*（7）查看水体进行数学形态学滤波后的处理结果，通过比较，可发现误提的细小阴影已经被滤除了。Lxik1,ir'nIi'lLmill*1訶ptdTSkwiI&uw*LhMhIoleiiirAwitkiiii二“_InMricEiHIM一呛UnJYlllP_Ftt也 一JhiftQt* rvru：l-HMil*8)同样的步骤，进行闭运算处理。通过分析，可发现水体中的部分孔洞和不连续被填充。!*it*Orkrii«IM-BTlE

36、fl+宮中詞吓*._.丽4>JfcRjR1耳II4Tfep-Ib曰旦j.mir"iJEUfarHlinilLH-Mbidn.kvilHLlwnLwIibHIm-Lh口.LiarU"H#lillnfirrwibsawn(9)对MNDWI重复步骤6,计算得到MNDWI的结果。|陽Dm8水体提取结果转换为矢量数据(1)工具箱中选择【RastertoVector,选择上一步成的形态学处理后的水体提取结果图像，出现RastertoVectorParameters对话框，设置数值为1,设置输出路径，输出evf格式文件。Band!*il«t乜hi如厨川町Din轉门KMWK丄血ISist|2yl,<JIXTL.L.B63Fil«T丹*W1SiuiAudD><uDfmi：:Hoi-cFfpjacLLan：ZFixal15litDZKK