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遙感類課程集成實驗教程 版權信息
- ISBN：9787030716286
- 條形碼：9787030716286 ; 978-7-03-071628-6
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
遙感類課程集成實驗教程 內容簡介
根據作者多年的教學經驗，系統地講解遙感類課程集成實驗。主要內容有：一是遙感基礎實驗：航空像片的立體觀察、各類地貌及土地利用/覆蓋的判讀、衛星圖像上連繪經緯線網、衛星圖像上的符號和注記的解釋、典型衛星圖像的判讀。二是遙感數字圖像處理的基本實驗，包括遙感數字圖像的各種預處理：遙感數據的輸入輸出、輻射校正、幾何校正、遙感圖像鑲嵌與裁切、數字高程模型DEM的生成與三維顯示；遙感圖像的增強處理；遙感圖像的變換；遙感圖像的分類處理；遙感信息融合等。三是遙感應用專題實驗：分專題講解植被、水體、大氣、海洋等遙感地學分析實驗。四是野外地面量測實驗，有地物反射波譜量測、葉面積指數、葉面積以及葉綠素等的野外量測。
遙感類課程集成實驗教程 目錄
目錄
叢書前言
前言
第1部分 遙感概論系列實驗
實驗 1-1航空像片的立體觀察 1
實驗 1-2土地利用與土地覆蓋變化判讀 4
實驗 1-3航空像片上各類地貌的判讀 7
實驗 1-4衛星圖像上繪制經緯線網 14
實驗 1-5衛星圖像上的符號注記及元數據 16
實驗 1-6典型衛星圖像的判讀 19
第2部分 遙感數字影像處理系列實驗
實驗 2-1了解遙感圖像處理的內容，初識 ERDAS IMAGINE和 ENVI軟件 25
實驗 2-2遙感數據的輸入輸出和多波段彩色合成 33
實驗 2-3遙感影像的裁切 38
實驗 2-4遙感影像的幾何校正 51
實驗 2-5遙感影像的輻射校正 66
實驗 2-6遙感影像的鑲嵌 78
實驗 2-7 DEM的生成和三維地表顯示 86
實驗 2-8遙感影像的增強 93
實驗 2-9遙感影像的變換 116
實驗 2-10地物波譜曲線的繪制 123
實驗 2-11遙感影像的監督分類 131
實驗 2-12遙感影像的非監督分類 145
實驗 2-13遙感信息融合 147
第3部分 遙感應用專題系列實驗
實驗 3-1植被遙感應用 153
實驗 3-2水體遙感應用 162
實驗 3-3大氣遙感應用 166
實驗 3-4城市遙感應用 169
實驗 3-5災害遙感應用 173
第4部分 野外地面量測系列實驗
實驗 4-1葉面積指數量測 176
實驗 4-2反射波譜量測 179
實驗 4-3葉綠素量測 183
實驗 4-4葉面積量測 185
主要參考文獻 187
叢書前言
前言
第1部分 遙感概論系列實驗
實驗 1-1航空像片的立體觀察 1
實驗 1-2土地利用與土地覆蓋變化判讀 4
實驗 1-3航空像片上各類地貌的判讀 7
實驗 1-4衛星圖像上繪制經緯線網 14
實驗 1-5衛星圖像上的符號注記及元數據 16
實驗 1-6典型衛星圖像的判讀 19
第2部分 遙感數字影像處理系列實驗
實驗 2-1了解遙感圖像處理的內容，初識 ERDAS IMAGINE和 ENVI軟件 25
實驗 2-2遙感數據的輸入輸出和多波段彩色合成 33
實驗 2-3遙感影像的裁切 38
實驗 2-4遙感影像的幾何校正 51
實驗 2-5遙感影像的輻射校正 66
實驗 2-6遙感影像的鑲嵌 78
實驗 2-7 DEM的生成和三維地表顯示 86
實驗 2-8遙感影像的增強 93
實驗 2-9遙感影像的變換 116
實驗 2-10地物波譜曲線的繪制 123
實驗 2-11遙感影像的監督分類 131
實驗 2-12遙感影像的非監督分類 145
實驗 2-13遙感信息融合 147
第3部分 遙感應用專題系列實驗
實驗 3-1植被遙感應用 153
實驗 3-2水體遙感應用 162
實驗 3-3大氣遙感應用 166
實驗 3-4城市遙感應用 169
實驗 3-5災害遙感應用 173
第4部分 野外地面量測系列實驗
實驗 4-1葉面積指數量測 176
實驗 4-2反射波譜量測 179
實驗 4-3葉綠素量測 183
實驗 4-4葉面積量測 185
主要參考文獻 187
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遙感類課程集成實驗教程 節選
第1部分 遙感概論系列實驗 實驗1-1 航空像片的立體觀察 用雙眼或光學儀器對一定重疊率的像對進行觀察，獲得地物的光學立體模型，稱為航空像片的立體觀察。特別是在山區，立體觀察能提高航空像片的判讀效果。其原理是人的雙眼具有觀察事物立體的能力。航空像片的立體觀察，就是模仿人眼觀察地物時所需要的條件，建立立體的感覺。 眼睛是一個天然照相機，晶狀體相當于照相機的透鏡，眼睛后壁的視網膜相當于底片，物體通過晶狀體記錄在視網膜上的影像，如同物體通過照相機的透鏡記錄在底片上一樣。因此，人眼觀察物體，也是中心投影的過程。單眼觀察只能分辨出物體的平面形狀，分不清物體的遠近和立體形象。雙眼能自動調節轉動，使兩視軸交匯于某觀察點上，這個交角稱為交會角。雙眼的距離稱為眼基線，成人的眼基線約為 65mm。物體遠近不同，交會角大小會有變化：物體越遠，交會角越小；物體越近，交會角越大。而交會角的改變，將在視網膜上產生生理視差。 實驗目的：會用反光立體鏡進行航空像片像對的立體觀察，識別不同類型的航空像片，會在航空像片上解譯不同的地物。 實驗儀器：反光立體鏡。 實驗數據：黑白航空像片像對、真彩色航空像片像對、彩紅外航空像片像對。 實驗內容：對黑白航空像片像對的立體觀察、真彩色航空像片像對的立體觀察和彩紅外航空像片像對的立體觀察，理解各類航空像片的特點，會解譯不同類型的航空像片。 1. 反光立體鏡 實驗所用儀器為反光立體鏡（圖 1-1-1）。它由兩片放大鏡和四片兩兩互相平行的反光鏡組成，在適合眼基線的長度范圍內安裝傾斜 45°的兩個小塊反光鏡，在適當位置安裝與其平行的兩塊大反光鏡，凸透鏡安裝在兩塊反光鏡之間，焦距等于凸透鏡沿著光路到像平面的距離。 圖1-1-1 反光立體鏡 2. 航空像片立體觀察的條件 航空像對立體觀察是指用雙眼對相鄰兩個攝影站對同一地區所拍攝的兩張像片進行觀察，從而獲得物體的光學立體模型。要進行航空像片的立體觀察，必須滿足以下條件： （1）必須是相鄰的攝影站對同一地區所拍攝的兩張像片；航空像片有一定的重疊（航向重疊），即同一條航線上相鄰像片之間的重疊，重疊比例*小為 53%，*大為 60%。 （2）兩張像片的比例尺基本一致（差別一般≤ 16%）。 （3）兩張像片應按成像時的相對位置放到立體鏡下，兩眼必須同時各看兩張航空像片，即左眼看左像片，右眼看右像片。 （4）眼基線與像片攝影基線互相平行，并使同名地物點的相應視線成對相交。 3. 航空像片立體觀察實驗 1）實驗過程 （1）區分像片像對類型。找到要進行立體觀察的航空像片立體像對，首先要識別是哪種像片像對，如真彩色航空像片像對（圖 1-1-2）或彩紅外航空像片像對（圖 1-1-3）。 圖1-1-2*真彩色航空像片像對 圖1-1-3*彩紅外航空像片像對 （2）分辨左右像片。將同一地區相鄰兩個攝影站所拍攝的有重疊部分的兩張像片水平放于桌面，重疊部分在中央，放在立體鏡下，區分左右像片，左邊的叫左像片，右邊的叫右像片。 （3）找出攝影基線。確定像主點（航空像片的中心點），兩相鄰像主點的連線即為攝影基線。 （4）將左右像片放在立體鏡下，攝影基線與眼基線平行。 （5）在立體鏡下觀察同名像點。分別用左、右兩個手指指著兩張像片上能明顯識別的同名地物點（如圖 1-1-2中的橋梁和圖 1-1-3中的房子），同時左眼通過立體鏡看左像片，右眼看右像片。在立體鏡下左眼要能看到左手指，右眼要能看到右手指。調整圖像間的距離，慢慢移動兩個手指，直到在立體鏡下看到兩手指重合。此時拿開手指，仔細觀察一會兒，就能看到立體的效果。 （6）判讀航空像片上的地物，并對所看到的地物進行描述。 （7）填寫實驗報告單。 2）實驗注意事項 （1）正確區分像對的左右像片，正確放置航空像片，兩張像片相同的部分放置在中央。 （2）觀察時，眼睛緊貼立體鏡，若同一地物影像出現雙影，是由于兩張像片相隔太遠或太近，或兩張像片的基線沒有在一條直線上，這時應慢慢移動像片，使兩張像片的基線在同一條直線上，并使兩張像片的間隔適當，直至立體鏡中看到同名地物點重合。 （3）立體觀察時，航空像片上山體的陰影應盡量對著自己，以提高立體觀察的效果。 實驗 1-2 土地利用與土地覆蓋變化判讀 土地利用與土地覆蓋變化（ land use and land cover change，LUCC），是目前全球變化研究的核心內容之一，目的是揭示人類賴以生存的地球環境系統與人類日益發展的生產系統（城市化、農業化、工業化等）之間相互作用的基本過程。 實驗目的：使學生掌握遙感圖像的判讀標志和地理要素的判讀方法，了解一個地區的土地利用/覆蓋現狀，會繪制土地利用 /覆蓋專題圖。 實驗儀器：反光立體鏡。 實驗數據：黑白或彩紅外航空像片，其他數據（地形圖、 DEM、專題圖等）作為補充。 實驗內容：根據制定的 LUCC分類系統，制作 LUCC專題圖。 1. 遙感圖像的判讀標志 判讀（解譯）標志是指識別遙感圖像上地物的那些影像特征，又稱為判讀要素。判讀標志分為直接判讀標志和間接判讀標志。 1）直接判讀標志 能在影像上直接看到的可供判讀用的影像特征稱為直接判讀標志。直接判讀標志包括：形狀、大小、色調和顏色、陰影、紋理及組合圖案。 （1）形狀。任何地物都有一定的幾何形狀，在航空像片上也有相應的形狀。從航空像片上所看到的地物的影像特征，是地物的頂部輪廓。人造地物較規則，如房屋表現為矩形；天然地物不規則，如河流為彎曲的帶狀。地物的形狀受中心投影的影響，中心部分誤差*小，地物如果有一定高差或起伏的形態，又處在航空像片的邊緣部分，形狀就會有明顯的變形。山區地形高差大，變形明顯。平面地物在像片的任何部位都沒有多少變形，如湖泊、耕地等。地物在影像上的形狀還會受到像片比例尺的影響：比例尺大，形狀清晰；比例尺小，其形狀可能表現不出來。 （2）大小。地物在航空像片上的大小，可以根據比例尺求出，有利于判讀地物性質。如海、湖泊和池塘根據大小來區別。影像上地物的大小，取決于航空像片的比例尺和地面分辨率。 （3）色調和顏色。色調是地物反射和發射電磁波信息在像片上的記錄。色調是指在黑白像片上的深淺程度，稱為灰度或灰階。采用不同波段和不同的感光膠片，色調反映的意義不同。如在黑白像片上，綠色植被呈暗色調，在黑白紅外像片上呈淺白色調。彩色像片的信息量大，針葉林在真彩色像片上呈深綠色，在彩紅外像片上呈暗紅色，但色調*不穩定，受外界環境干擾較大。 （4）陰影。陰影分為本影和落影。本影是物體未被太陽光直接照射到的陰暗部分，有助于獲得立體感，對地質地貌判讀有用，如山脈。落影是陽光直接照射時，物體投射在地面的影子，如高架橋在地面的影子。落影的形狀和長度可以幫助判讀地物的性質和高度，如區分水塔和高層建筑物。 （5）紋理。紋理是航空像片上目標地物內部色調有規律變化形成的影像結構。如闊葉林呈棉絮狀紋理圖案、農田呈規則條塊狀紋理、喀斯特地貌呈黑白相間的斑點狀、黃土地貌呈樹枝狀溝谷等。 （6）組合圖案。當地物較小或像片比例尺較小時，地物的單個影像在像片上不能表現出來，但地物的群體特征可以在像片上反映出來，這種影像特征稱為組合圖案。如在中小比例尺航空像片上，很難識別闊葉林、針葉林單棵樹，但通過其組合圖案能識別出來。農田與周邊防護林、操場和跑道組成的學校，均為組合圖案。 在航空像片判讀時，應綜合運用各種判讀標志進行判讀。 2）間接判讀標志 依據各地物間的相互關系，用專業知識進行邏輯推理。如在干旱區，多條小路通向一點，可判斷為水源，如水井；向心狀水系推斷為向斜構造；植物分布呈帶狀，可能是有斷層存在。 2. 遙感圖像的判讀方法 1）直接判讀法 根據直接判讀標志判定地物的性質。如水體反射率低，對光線的吸收能力強，在各種航空像片上，呈現灰黑色到黑色的暗色調。 2）對比分析法 （1）和典型像片進行比較。利用熟悉的、經過實地驗證的已知圖像進行對比。 （2）和已知資料對比。利用地形圖、 DEM或專題圖如地質、土壤、植被類型圖等輔助信息，與遙感圖像融合，識別地物。 （3）到野外與實際地物對比。室內判讀的疑點，到野外進行校核，對照判讀。選取重點路線，對室內判讀內容進行核實，驗證判讀的準確性。 3）邏輯推理法 利用間接判讀標志，根據各地物間的關系進行推理。如由植被類型識別土壤類型，森林草原對應黑鈣土、草原對應栗鈣土、荒漠草原對應棕鈣土、熱帶雨林對應紅壤等。 3. LUCC分類系統 1）1984年全國農業區劃委員會制定的土地利用現狀分類系統 1984年 9月全國農業區劃委員會制定的《土地利用現狀分類及含義》，規定全國土地利用現狀采用兩級分類，統一編碼。一級分 8類，二級分 46類。一級分為耕地、園地、林地、牧草地、居民點及工礦用地、交通用地、水域和未利用土地。 2）1995年 1∶25萬全國土地利用分類系統 1∶25萬全國土地利用分類系統一級分 8類：耕地、園地、林地、草地、居民點及工礦用地、交通用地、水域和未利用土地。耕地分為平耕地（平原區和盆地中的水澆地、旱地）、河川耕地和坡耕地。園地分為果園、桑園、藥園。林地分為有林地（樹木郁閉度 >30%的天然林或人工林）、灌木（ >40%覆蓋）和疏林地（郁閉度 10%～30%）。草地分為草甸草地、草原草地、草山草坡和低洼草地。居民點及工礦用地分為居民點（市、鎮、村居民點）、獨立工礦用地、鹽田和特殊用地（獨立軍事用地）。交通用地包括鐵路、公路、農村道路、民用機場、港口、碼頭等。水域包括河流水面、湖泊水面、水庫水面、坑塘水面、葦地、灘涂、溝渠等。未利用土地包括荒草地、鹽堿地、沼澤地、沙地等。 3）中國科學院采用的全國土地利用分類系統中國科學院 LUCC分類系統一級分為 6類：耕地、林地、草地、水域、城鄉工礦居民用地和未利用土地，主要根據土地的自然生態和利用屬性分類。二級分為 25類，主要根據土地經營特點、利用方式和覆蓋特征分類。耕地分為水田和旱地；林地分為有林地、灌木林地、疏林地和其他林地；草地分為高覆蓋度草地、中覆蓋度草地和低覆蓋度草地；水域分為河渠、湖泊、水庫和坑塘、冰川和永久積雪地、海涂和灘地；城鄉工礦居民用地分為城鎮用地、農村居民點用地和其他建設用地；未利用土地分為沙地、戈壁、鹽堿地、沼澤地、裸土地、裸巖石礫地和其他用地，包括高寒荒漠、苔原等。*早的分類系統中沒有海洋，海洋類是在數據更新中由于填海造陸涉及海洋而補充的新地類。 4）三大類土地利用分類系統 2000年后采用的三大類分類系統分為農用地、建設用地和未利用地，又細分為一級和二級分類。一級分為 12類。 5）新分類系統 2017年頒布的《土地利用現狀分類》（GB/T 21010—2017）適用于土地調查、規劃、審批、整治、執法、評價、統計及信息化管理等工作。土地利用現狀分類采用一級、二級兩個層次，共分 12個一級類、 73個二級類。 12個一級類分為耕地、園地、林地、草地、商服用地、工礦倉儲用地、住宅用地、公共管理與公共服務用地、特殊用地、交通運輸用地、水域及水利設施用地和其他用地。 4. LUCC判讀實驗 1）制定分類系統和設計圖例 根據研究區情況，自己制定分類系統，利用分類系統進行圖例的設計，參考圖例如圖
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