遥感与GIS应用实习教程

第一部分　遥感基础 1

遥感简介 1

一、遥感系统 1

（一）基本概念 1

（二）遥感系统组成 1

二、ENVI软件概述 2

实验一　图像几何校正 10

一、基础知识 10

（一）ENVI中带地理坐标的影像 10

（二）图像几何校正概述 10

二、目的和要求 11

三、实验步骤 11

（一）Image to Image几何校正 11

（二）Image to Map几何校正 23

（三）Image to Image图像自动配准 25

四、问题思考 29

实验二 图像融合 29

一、基础知识 29

二、目的和要求 29

三、实验步骤 29

（一）HSV变换 29

（二）Brovey变换 32

四、问题思考 34

实验三 图像镶嵌 34

一、基础知识 34

二、目的和要求 34

三、实验步骤 35

（一）基于地理坐标的图像镶嵌 35

（二）基于像素的图像镶嵌 39

四、问题思考 40

实验四　图像裁剪 40

一、基础知识 40

二、目的和要求 40

三、实验步骤 40

（一）规则分幅裁剪 40

（二）不规则分幅裁剪 43

（三）掩膜 48

四、问题思考 50

实验五　图像增强 51

一、基础知识 51

二、目的和要求 51

三、实验步骤 51

（一）图像变换 51

（二）图像拉伸 64

（三）滤波 66

四、问题思考 70

实验六　图像分类 70

一、基础知识 70

二、目的和要求 70

三、实验步骤 71

（一）监督分类 71

（二）非监督分类 78

（三）分类后处理 83

四、问题思考 96

实验七　面向对象图像特征提取 96

一、基础知识 96

二、目的和要求 97

三、实验步骤 97

四、问题思考 111

第二部分　GIS基础 112

ArcGIS简介 112

一、地理信息系统 112

（一）基本概念 112

（二）GIS系统构成 112

（三）GIS功能与应用 113

二、GIS空间分析 114

三、ArcGIS10.2概述 114

（一）ArcGIS 10.2新特性 115

（二）ArcGIS 10.2产品构成 116

实验八　使用ARCMAP浏览地理数据 117

一、基础知识 117

二、实验目的和要求 117

三、实验步骤 118

（一）新建地图文档 118

（二）加载数据层 119

（三）ArcMap窗口操作 120

（四）ArcMap中的快捷操作 128

（五）ArcMap联机帮助 130

（六）保存ArcMap并退出 131

四、问题思考 132

实验九　空间数据库创建及数据编辑 132

一、基础知识 132

二、实验目的和要求 133

三、实验步骤 133

（一）启动ArcCatalog 133

（二）新建地理数据库 134

（三）建立数据库中的基本组成项 134

（四）拖放数据到ArcMap中 137

（五）打开编辑工具 137

（六）图形要素的输入 138

（七）图形编辑 138

（八）属性编辑与操作 148

（九）拓扑关系建立与拓扑编辑 149

四、问题思考 155

实验十　空间数据转换与处理 155

一、基础知识 155

（一）地图投影和投影变换 155

（二）数据格式转换 155

二、实验目的和要求 156

三、实验步骤 156

四、问题思考 166

实验十一　区域择房 166

一、基础知识 166

（一）空间分析 166

（二）矢量数据空间分析 166

二、实验目的和要求 167

三、实验步骤 167

四、问题思考 174

实验十二　地形分析——TIN及DEM的生成及应用 174

一、基础知识 174

二、实验目的和要求 174

三、实验步骤 175

四、问题思考 191

实验十三　土地经济评价 191

一、基础知识 191

二、实验目的和要求 191

三、实验步骤 192

四、问题思考 196

实验十四　最佳路径 196

一、基础知识 196

二、实验目的和要求 197

三、实验步骤 197

四、问题思考 202

实验十五　数据三维显示 202

一、基础知识 202

二、实验目的和要求 203

三、实验步骤 203

四、问题思考 204

实验十六　GIS输出 205

一、基础知识 205

二、实验目的和要求 205

三、实验步骤 206

四、问题思考 215

第三部分　GIS与遥感综合应用 216

实验十七　基于RS和GIS的土地利用动态监测 217

一、背景知识概况 217

（一）基本名词 217

（二）土地利用动态监测的内容 217

（三）土地利用动态监测的方法 217

（四）土地利用动态监测对象及目的 217

二、实验目的和要求 218

三、实验步骤 218

（一）实验流程 218

（二）数据预处理 218

（三）影像信息提取 219

（四）分类后处理 220

（五）属性编辑 224

（六）数据更新 226

四、问题思考 226

实验十八　RS与GIS在城市植被覆盖度动态分析中的应用 226

一、背景知识概况 226

二、实验目的和要求 227

三、实验步骤 228

（一）数据预处理 229

（二）植被覆盖度估算 229

四、问题思考 241

实验十九　RS与GIS在城市热环境监测中的应用 241

一、背景知识概况 241

（一）理论基础 241

（二）常见名词 242

（三）地表温度反演的应用 242

二、实验目的和要求 245

（一）利用ENVI软件提取影像的不透水面和NDVI信息 245

（二）将像元DN值算成地表的亮度温度 245

（三）将亮度温度换算成地表真实温度 245

（四）获取研究区绿地信息，并对所有数据处理分析 245

三、实验步骤 245

（一）城市密度提取 246

（二）地表温度的提取 263

（三）城市绿地的提取 280

（四）绿地对地表温度的影响 286

（五）城市密度、NDVI和地表温度的关系 288

四、问题思考 289