遥感ENVI水体信息提取实验

实 习 一：水 体 信 息 提 取

姓名： XXxx

学号：

专业：地理信息科学

教师： XXXXX

成绩：

环境与规划学院 二〇一六年四月

实验报告

一 实验目的

学习水体光谱的征曲线，掌握应用遥感图像处理软件进行水体波普的差异性分析。 掌握水体提取的常用方法；能够使用ENVI软件进行水体信息提取。

二 实验内容

遥感探测的水体波谱信息：水可以吸收也可以散射通过水汽界面的波谱辐射能量（Ed），但水的散射会增加天空辐射能量（Eu），而水的吸收则会同时减少Ed和Eu。

遥感影像记录了地表物体的反射信息及其自身向外的辐射信息。相对于其他地物而言，水体在整个光谱范围内都呈现出较弱的反射率。

在近红外、中红外及短波红外部分，水体几乎吸收了去不得入射能量，因此水体在这些的反射率特别低，而土壤、植被、建筑物等在这些波段吸收能量较小，具有较高的反射率，是的水体与他们具有明显的区别。

水体信息提取有助于确定水体边界、了解水域面积变化、水文水资源要素，提取结果可用于水资源信息统计及相关的辅助决策

三 实验方案

单波段法（阈值）；

多波段法（谱间关系法、比值法、归一化差异水体指数（NDWI）、改进的归一化差异水体指数（MNDWI）

1．图像预处理

（1）辐射定标：将DN值转成辐亮度 File--->open image file--->。。。。MTL.txt--->spectral--->Preprocessing--->Calibration Utilities--->Landsat Calibration--->（选择文件），OK--Radiance，File，choose（选择保存地址并命名），Ok

（2）BSQ转成BIL

Basic Tools-->Convert data （BSQ、BIL、BIP）-->-BIL，choose（选择保存地址并命名），Ok

（3）Flaash大气校正

Spectral--->Preprocessing--->Calibration Utilities--->Flaash—>

Mul....Setting-->kanf......--->Band7,Band3,ok-->save，choose（选择保存地址并命名），Apply 加载出真彩色图，并与原始影像作对比

2.大气校正前后光谱特征差异：

在原始影像和经过大气校正厚的图像上选取相同位置的点，分别点击在显示窗口里Tools-->Profiles-->z profile

结果对比分析：

从上述的结果展示以及曲线图对比可以看出，校正后的影像数据比校正前的更为清晰，曲线图上可以看出校正后的整体曲线平滑至上与实际的地物波普曲线趋势相同，结果精度满足需求。地物的光谱信息被还原，才能进行定量化的遥感处理。

1. 计算水体指数

Basic Tools-->Band Math->在Enter an expression下面输入公式->add to list->OK->选择对应波段，choose，（选择保存地址并命名），OK。加载出二值图

(1) TM 5< T的水体提取结果，率定后阈值为0.07。（公式：b1<700）

(2) TM2 / TM5的水体提取结果：固定阈值为1.3。（公式：b2/b5>1.3）

(3) TM2 + TM3 > TM4 + TM5的水体提取结果。（公式：b2+b3>b4+b5）

(4) NDWI=（TM2-TM4）（/TM2+TM4）。（公式：fix(((flort(b2)-b4)/(b2+b4))*10000) ）

NDWI NDWI >0

(5) MNDWI=(TM2-TM5) / (TM2+TM5) （公式类似上面）

MNDWI MNDWI > 0

四 结果分析 整体图

TM5 (TM4+TM5) NDWI MNDWI 太湖区域 长江周边细小水体 分析得到，

在水体提取的整体效果方面，总体上用MNDWI提取的水体信息最多，单波段阈值法提取效果最差，因此适用于地形起伏较大阴影较多的山区地区的信息提取。

在局部地区（太湖流域），比值法取得的信息可以更多的反应信息。

在提取小面积水体方面，MNDWI对水面宽度较窄的河流等小水体混合像元效果最好，比值法和NDWI反映到的水体信息较少，表明在提取细小水体上不适合采用这两种方法。比值法可以提取到更多的细小水体信息。

在地类复杂的区域中，NDWI只在非山地的植被区域较好；MNDWI、NDWI在建筑居民用地区域较好，却难以区分部分山体阴影和水体；而(TM2+TM3)>(TM4+TM5)在山体和农林

区域较好却难以区分部分建筑居民地和水体。