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基于ENVI的长沙市土地利用类型分析长沙市是湖南省的省会城市，也是湖南省重要的经济、政治、文化中心之一、作为一个发展迅速的城市，土地利用的类型和结构对城市的发展和规划至关重要。
本文将基于ENVI软件对长沙市的土地利用类型进行分析。
首先，我们需要获取长沙市的遥感影像数据。
遥感影像是通过卫星或飞机获取的地表覆盖信息，可以提供高分辨率的图像数据帮助我们分析土地利用类型。
选择适当的遥感影像可以提供详细的土地利用类型信息。
接下来，我们需要对遥感影像进行预处理。
预处理的目的是减少噪声、增强图像的对比度、去除大气和地貌影响等。
常用的预处理步骤包括大气校正、几何校正和辐射校正等。
在预处理完成后，我们可以进行图像分类和土地利用分类了。
图像分类是将遥感影像中的像元分成不同的类别，而土地利用分类则是将这些类别归类为特定的土地利用类型。
ENVI软件提供了多种分类算法，如最大似然法、支持向量机、随机森林等，可以根据需要选择适当的算法。
进行图像分类之前，我们需要确定分类的目标和类别。
长沙市的土地利用类型包括城市建设用地、农用地、林地、水域等。
我们可以将这些类别作为目标进行分类。
在进行图像分类时，我们可以使用人工标注和自动分类的方式。
人工标注是将一部分样本像素手动标注为特定类别，然后使用分类算法进行分类。
自动分类则是通过训练模型自动识别并分类。
一般情况下，人工标注和自动分类相结合可以得到更准确的结果。
分类完成后，我们可以对结果进行评估和精度验证。
评估的目的是检查分类结果的准确性和一致性。
常用的评估指标包括准确性、精度、综合判定系数等。
通过与实地调查数据对比，可以验证分类结果的精度。
最后，我们可以对分类结果进行可视化和分析。
通过将分类结果叠加到地图上，可以直观地显示长沙市的土地利用类型分布情况。
我们还可以使用空间统计方法对土地利用类型进行分析，比如计算各类别的面积、周长和相对位置等。
通过以上步骤，我们可以基于ENVI软件对长沙市的土地利用类型进行分析。
ENVI基础功能教程ENVI（Environment for Visualizing Images）是一款功能强大的遥感图像处理和分析软件。
它是由Exelis Visual Information Solutions 开发的，用于处理、分析和可视化各种遥感数据的工具。
本文将介绍ENVI的基础功能，并提供相应教程。
1.数据导入和显示ENVI可以导入多种遥感数据，包括多光谱、高光谱、雷达和激光雷达数据等。
用户可以选择打开单个文件或者批量导入数据集。
导入后，ENVI会将数据以图像形式显示在界面上。
教程：a.在ENVI中选择“文件”->“打开”来导入遥感图像。
b.选择要导入的图像文件，并点击“打开”按钮。
c.ENVI会将图像加载到显示窗口中。
2.图像增强ENVI提供了多种图像增强工具，用于改善图像质量和可视化效果。
这些工具包括亮度调整、对比度增强、直方图均衡化等。
教程：a.选择“处理”->“亮度/对比度调整”来打开亮度和对比度调整对话框。
b.在对话框中调整亮度和对比度滑块，直到达到理想的效果。
c.点击“应用”按钮来应用调整。
3.波段操作ENVI允许对图像的不同波段进行操作，包括波段合成、波段提取和波段重映射等。
这些功能有助于提取和分析图像中的特定信息。
教程：a.选择“处理”->“波段操作”来打开波段操作对话框。
b.在对话框中选择要进行的操作，如波段合成或波段提取。
c.根据对话框中的提示设置参数，并点击“应用”按钮来进行操作。
4.目标检测和分类ENVI提供了多种目标检测和分类算法，用于自动提取地物信息。
用户可以将图像分割成不同的类别，并根据需要进行后续分析。
教程：a.选择“分类”->“目标检测和分类”来打开目标检测和分类对话框。
b.选择合适的检测和分类算法，并设置参数。
c.点击“开始”按钮来进行目标检测和分类。
5.地形分析ENVI具有地形分析功能，可以对地表高程数据进行分析和可视化。
ENVI遥感图像处理实验教程实验三⼏何校正（影像、地形图）ok实验三 ENVI影像的⼏何校正本专题旨在介绍如何在ENVI中对影像进⾏地理校正，添加地理坐标，以及如何使⽤ENVI进⾏影像到影像的⼏何校正。
遥感图像的⼏何纠正是指消除影像中的⼏何形变，产⽣⼀幅符合某种地图投影或图形表达要求的新影像。
⼀般常见的⼏何纠正有从影像到地图的纠正，以及从影像到影像的纠正，后者也称为影像的配准。
遥感影像中需要改正的⼏何形变主要来⾃相机系统误差、地形起伏、地球曲率以及⼤⽓折射等。
⼏何纠正包括两个核⼼环节：⼀是像素坐标的变换，即将影像坐标转变为地图或地⾯坐标；⼆是对坐标变换后的像素亮度值进⾏重采样。
本实验将针对不同的数据源和辅助数据，提供以下⼏种校正⽅法：Image to Map⼏何校正：通过地⾯控制点对遥感图像⼏何进⾏平⾯化的过程，控制点可以是键盘输⼊、从⽮量⽂件中获取。
地形图校正就采取这种⽅法。
Image to image⼏何校正：以⼀副已经经过⼏何校正的栅格影像作为基准图，通过从两幅图像上选择同名点（GCP）来配准另⼀幅栅格影像，使相同地物出现在校正后的图像相同位置。
⼤多数⼏何校正都是利⽤此⽅法完成的。
Image to image⾃动图像配准：根据像元灰度值⾃动寻找两幅图像上的同名点，根据同名点完成两幅图像的配准过程。
当同⼀地区的两幅图像由于各⾃校正误差的影像，使得图上的相同地物不重叠时，可利⽤此⽅法进⾏调整1. 地形图的⼏何校正（1）打开并显⽰地形图从ENVI主菜单中，选择file →open image file，打开3-⼏何校正\地形图\G-48-34-a.JPG。
（2）定义坐标从ENVI主菜单栏中，选择Map →Registration →Select GCPs：Image to map。
在image to Map Registration对话框中，点击并选择New,定义⼀个坐标系从ENVI主菜单栏中，选择Map →Registration →Select GCPs: Image to Map。
130科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald创新教育20世纪60年代E.L.Pruitt提出了遥感的概念,目前遥感已经成为人类从多维宏观角度认识宇宙世界的新方法。
ENVI是遥感领域科学家开发的一套强大的遥感处理软件目前被广泛应用于环境保护,气象,地球科学,海洋,测绘,城市规划等领域。
但是在基础教育领域应用较少,只有在美国一些学校地理课中有部分学校应用其强大的功能进行地理相关知识的教学。
国内外学者十多年来的研究发现遥感能够帮助学习者发展地理空间认知能力,解决相关地理空间问题,提高学习者的空间推理能力和空间思维水平。
本文试图通过ENV I遥感软件探索其在基础地理教育中的应用,地形部位的判断和等高线地形图的应用是初中地理教学的一个难点和重点学生往往难以建立三维的空间概念。
ENVI遥感软件提供了强大的三维演示工具,及图像剖面工具为学生建立地理空间思维提供了帮助。
本文就七年级上册等高线该地形图这一节进行分析,试图为地理教学开辟一个新的途径。
1 遥感数据获取和准备课堂演示所用数据可以从“中国国际科学数据平台”下载。
该平台免费提供美国Landsat陆地探测卫星TM和ETM数据(/)。
同时也可以到US GS美国地质调查局网站(g/)下载。
首先运用ENVI图像处理软件,将下载到的遥感数据合成多波段影像。
然后对遥感影像进行预处理,预处理过程一般包括投影转换、镶嵌、校正、裁剪、摄影拉伸增强等。
然后将预处理后的研究区的E T M +遥感影像用A N U D E M 方法生成的格网DEM配准叠合,制作了三维虚拟地形。
为了便于教学一般选择地势起伏大的地区进行研究如福建省的武夷山区。
1.1在E NV I 演示中三维地形及地形部位特征的提取1.1.1三维地形的演示和地形部位的提取ENVI地形分析工具可根据数字高程模型(DEM)分析坡度、坡向等,可提取山顶、山脊、山谷等地貌特征,可模拟太阳高度角创建山坡阴影图像。
利用ENVI自带全球DEM数据计算区域平距高程ENVI是一种用于处理遥感数据的软件，它提供了自带的全球数字高程模型(DEM)数据集，可以用来计算区域的平均高程、距离和高度等信息。
在本文中，我将介绍如何使用ENVI来计算区域的平均距离和高度。
首先，我们需要加载ENVI软件，并导入全球DEM数据。
在ENVI中，可以通过选择“File”->“Open Data File”来导入全球DEM数据。
选择正确的文件路径，并确认已经正确地加载了DEM数据。
导入数据后，我们需要定义我们想要计算的区域。
可以使用ENVI的ROI工具来定义一个感兴趣的区域。
在ENVI中，选择“ROI”->“New ROI”来创建新的ROI。
然后，使用工具栏上的绘图工具来绘制一个多边形，定义我们感兴趣的区域。
绘制完成后，选择“ROI”->“Finish ROI”来完成ROI的定义。
此时，我们可以在ENVI的“ROI”窗口中看到我们创建的ROI。
接下来，我们可以使用ENVI的分析工具来计算区域的平均距离和高度。
在ENVI中，选择“Analyze”->“Terrain Analysis”->“Profile Surface”来计算剖面表面。
在“Profile Surface”对话框中，选择导入的全球DEM数据作为输入栅格，并选择我们定义的ROI作为输出区域。
点击“OK”按钮后，ENVI将计算区域的剖面表面。
完成后，我们可以在ENVI的“Image”窗口中看到生成的剖面图。
在该图像中，我们可以通过鼠标测量工具测量区域的平均距离和高度。
此外，除了计算区域的平均距离和高度，ENVI还提供了其他的地形分析工具，如计算地形坡度和方位等。
通过选择“Analyze”->“Terrain Anal ysis”菜单，我们可以使用这些工具来进一步分析区域的地貌特征。
总结起来，使用ENVI自带的全球DEM数据，我们可以很方便地计算区域的平均距离和高度。
ENVI操作步骤ENVI是一款遥感图像处理和分析软件，广泛用于地理信息系统、环境科学、遥感和地球物理等方面的应用。
它提供了强大的图像处理工具和多种分析功能，可以用于从卫星图像中提取地形数据、识别地物类型、检测环境变化等。
下面是使用ENVI进行基本操作的步骤。
1.准备工作在开始之前，首先需要安装ENVI软件，并确保计算机系统满足运行要求。
另外，需要准备遥感图像数据，可以从卫星、飞机或无人机等平台获取。
图像数据通常以多波段的方式保存，每个波段代表不同的物理信息。
2.打开ENVI软件双击ENVI桌面图标或从开始菜单中启动ENVI软件。
ENVI的主界面显示类似于其他图像处理软件，包含菜单栏、工具栏和功能窗口。
3.导入图像数据在ENVI的主界面中，点击菜单栏中的“File”选项，选择“Open Data File”或“Import”选项，然后浏览到图像数据所在的文件夹，并选择要导入的图像文件。
ENVI支持多种图像格式，例如TIFF、JPEG、HDF 等。
导入完成后，图像将显示在ENVI主界面的窗口中。
4.预览和调整图像可以使用ENVI提供的工具对导入的图像进行预览和调整。
例如，通过点击工具栏中的“Zoom In”和“Zoom Out”按钮来放大和缩小图像。
可以使用窗口中的滚动条和拖动工具来导航图像。
还可以使用ENVI提供的调整工具来改变图像的亮度、对比度和色彩等参数。
5.进行遥感图像分析ENVI提供了多种图像处理和分析工具，可以用于从遥感图像中提取地物信息。
其中一种常用的分析方法是图像分类。
通过点击ENVI主界面中的“Classification”或“Classification Tools”选项，可以选择不同的分类算法，并应用于图像数据中。
分类结果将以颜色编码的形式显示在图像上，通过不同的颜色表示不同的地物类型。
6.提取地形信息ENVI可以根据遥感图像中的光谱信息提取地形数据。
其中一个常用的方法是“数字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）”的创建。
第11章地形分析数字高程模型（Digital Elevation Model，简称DEM），是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。
DEM是数字地形模型（Digital Terrain Model，简称DTM）的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生，如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性。
DEM还可以计算地形特征参数，包括山峰、山脊、平原、位面、河道和沟谷等。
建立DEM的方法有多种。
按数据源及采集方式主要有：（1）直接从地面测量，例如用GPS、全站仪、野外测量等；（2）根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获取，如立体坐标量测仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等；（3）从现有地形图上采集，如格网读点法、数字化仪手扶跟踪及扫描仪半自动采集，然后通过内插生成DEM等方法。
DEM的内插方法很多，常用的有整体内插、分块内插和逐点内插三种。
下表对比了几种创建DEM的主要方法。
表11.1 几种DEM创建方法汇总i方法优点缺点航空摄影测量成熟的方法，精度高，可获取大比例尺DEM。
成本高，周期长，且受航空管制。
高程点或者等高线差值成本低，操作简单。
受数据源限制大，很多地区无高程点或等高线数据。
卫星遥感可以大范围获取DEM。
受天气影响较大，目前可获取的比例尺较小。
干涉雷达技术可以大范围获取DEM，不受天气影响。
目前获取大比例尺DEM较困难，随着德国高分辨率雷达卫星TanDEM-X的上天会有所突破。
激光雷达技术精度高，可获取大比例尺DEM。
起步阶段，技术门槛高。
要想快速的获取大范围的DEM数据，卫星遥感是一种较好的方法。
随着卫星传感器的飞速发展，获取的DEM精度越来越高。
如目前商业卫星最高分辨率的0.41米GeoEye-1，在使用高质量控制资料时，垂直精度的中误差可达到0.5米，可满足1:5000的地图比例尺生产。
可以立体成像的卫星主要有ASTER，ALOS PRISM，CARTOSAT-1，FORMOSAT-2，IKONOS，KOMPSAT-2， OrbView-3， QuickBird，RapidEye， GeoEye-1，WorldView-1/2，SPOT 5/6，Pleiades，以及国产的资源三号、资源一号02C星、天绘卫星等。
由于DEM描述的是地面高程信息，它在测绘、水文、气象、地貌、地质、土壤、工程建设、通讯、军事等国民经济和国防建设，以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。
例如在工程建设上，可用于土方量计算、通视分析等；在防洪减灾方面，DEM是进行水文分析，包括汇水区分析、水系网络分析、降雨分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础；在无线通讯上，可用于蜂窝电话的基站分析等。
DEM还广泛用于生产地图产品，如等高线地图、正射地图等。
在遥感应用方面，DEM用于制图、正射校正和土地利用分类；还可用于高速公路和铁路的规划中。
11.1 地形建模11.1.1 地形菜单ENVI5.0的Topographic （地形）菜单可以对DEM数据进行打开、分析和输出等操作。
图11.1 地形菜单打开地形文件（Open Topographic File）：可以打开的格式有数字地形高程数据（DTED）、美国地质勘察数字高程模型（USGS DEM）、空间数据转换标准（SDTS）格式的USGS 数字高程模型（USGS SDTS DEM）文件以及Shuttle Radar Topography Mission即航天飞机雷达地形测绘的数字高程模型（SRTM DEM）格式ii。
地形建模（Topographic Modeling）：可以从地形数据中计算出一些地形模型，包括坡度、坡向、凸面和曲率等。
地形特征（Topographic Features）：可以生成一幅分类图像，其中显示河道、山脊、山峰、沟谷、水平面等。
DEM扩展模块（DEM Extraction）：它能够简单、快速地从扫描、数字航空影像或者沿轨道方向、垂直轨道方向的推扫式卫星传感器等影像上创建DEM。
DEM Extraction 模块除了DEM自动提取向导外，还包括三个DEM工具：DEM编辑工具（Edit DEM Results）、立体3D量测工具（Stereo 3D Measurement）和核线图像3D光标工具（Epipolar 3D Cursor）。
使用菜单中的其它地形工具可以进行以下操作：生成山区阴影图像（Create Hill Shade Image）、替换数字高程数据中的坏值（Replace Bad V alues）、不规则点栅格化（Rasterize Point Data）、将矢量地形图转化为栅格DEM（Convert Contours to DEM）及对地形数据进行3D曲面浏览（3D SurfaceView）等。
11.1.2 地形建模使用Topographic Modeling 选项可以对DEM数据进行处理，生成阴影地貌表面；计算地形模型参数信息，包括：坡度（Slope）、坡向（Aspect）、阴影地貌图像（Shaded Relief）、剖面曲率（Profile Convexity）、水平曲率（Plan Convexity）、纵向曲率（Longitudinal Convexity）、横向曲率（Cross Sectional Convexity）、最小曲率（Minimum Convexity）、最大曲率（Maximum Convexity）及均方根误差（DEM Error）iii。
坡度（Slope）：以“度”或者百分比为单位，在水平面上为0度；坡向（Aspect）：以“度”为单位，ENVI将正北方向的坡向设为0度，角度按顺时针方向增加；阴影地貌图像（Shaded Relief）：入射角的余弦；剖面曲率（Profile Convexity）：剖面曲率（与z轴所在的平面和坡面相交）度量坡度沿剖面的变化速率；水平曲率（Plan Convexity）：（与XY平面相交）度量坡向沿平面的变化速率；纵向曲率（Longitudinal Convexity）：（相交于包含坡度法线和坡向方向平面）度量沿着下降坡面的表面曲率正交性；横向曲率（Cross Sectional Convexity）：（与包含坡度法线和坡向垂线的平面相交）度量垂直下降坡面的表面曲率正交性；最小曲率（Minimum Curvature）：计算得到整体曲率的最小值；最大曲率（Maximum Curvature）：计算得到整体曲率的最大值；均方根误差（RMS Error）：表示二次曲面与实际数字高程数据的拟合好坏。
ENVI地形模型工具使用图像格式的DEM文件，而不是原始的USGS格式的DEM数据。
例如USGS DEM、USGS SDTS DEM、DTED、SRTM DEM等格式都需要通过File—Open External file—Digital Elevation或者Topographic—Open Topographic File选择一种格式打开，ENVI自动将原始格式的DEM转换为ENVI标准栅格文件。
具体地形建模步骤如下：（1）在ENVI主菜单中，选择Topographic—Topographic Modeling，在弹出的Topo Model Input DEM对话框中，选择一个DEM文件。
打开一个新的DEM文件，选择File — Open New File。
点击“OK”，打开Topo Model Parameters对话框（图11.2）。
（2）在Topo Model Parameters对话框中，选择地形核大小（Topographic Kernel Size）为5。
更改地形核尺寸的目的是为了提取多尺度地形信息，可以使用不同的变化核提取多尺度地形信息。
需要注意的是地形核越大，处理速度越慢。
（3）Select Topographic Measures to Compute列表中，选择要计算的地形模型信息，本实验选择了全部。
（4）单击Compute Sun Elevation and Azimuth按钮，在Compute Sun Elevation and Azimuth对话框中（如图1l .3），输入日期和时间：GMT为16:45:14，Lat（纬度）为31度，Lon（经度）为110度。
单击OK按钮，ENVI将自动计算出太阳高度角和方位角。
（5）选择输出路径及文件名，单击OK按钮，执行地形建模。
（6）得到的结果是一个多波段图像文件，每一个地形模型形成一个波段（如图1l .4）。
图11.2 Topo Model Parameters对话框图11.3 Compute Sun Elevation andAzimuth对话框图11.4 地形模型图像11.1.3 三维地形可视化ENVI的三维可视化功能可以将DEM数据以网格结构（wire frame）、规则格网（ruled grid）或点的形式显示出来，或者将一幅图像叠加到DEM数据上构建简单的三维地形可视化场景。
这两个文件的空间分辨率不必相同。
若这两个文件都经过定位，它们的投影也可以不必相同，ENVI 将在飞行浏览中对DEM 进行重新投影，使其与图像投影相匹配iv。
三维地形场景的生成步骤如下。
（1）分别将SPOT数据和DEM数据文件打开。
（2）在Toolbox中，选择Topographic—3D Surface View。
选择SPOT图像文件的RGB 三个波段，之后在Associated DEM Input File对话框中选择对应的DEM文件（图11.5）。
图11.5 Associated DEM Input File对话框（3）在3D Surface View Input Parameters对话框中（图11.6），需要设置以下参数： DEM分辨率（DEM Resolution）：使用较高DEM分辨率将会减慢可视化的速度。
可以选择多个不同的DEM分辨率，在三维场景可视化时根据实际需求来回切换。
通常，当确定最佳飞行路线时，可以选择最低的分辨率（64）；然后，在显示最终三维曲面飞行时，再选择较高的分辨率。
重采样方法（Resampling）：最邻近重采样（Nearest Neighbor）法和象元聚合重采样（Aggregate）法。
DEM最大/最小绘制值范围（DEM min plot value和DEM max plot value）：可选项。
这些值可从DEM数据中选取（用来去除背景像素值，或限制DEM高程范围）。
需要注意的是低于最小值或者高于最大值的DEM值将不会绘制在三维场景中。
垂直夸张系数（Vertical Exaggeration）：作用于垂直方向的比例放大系数。
值越大，夸张程度越高。
