建立经验统计遥感信息模型时数据处理中的C Toolkit方法
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陕西师范大学旅游与环境学院遥感图像处理练习 -----利用 ERDAS IMAGINE 软件陕西师范大学旅游与环境学院地理信息系统实验室2003. 9. 10目 录 一.ERDAS Imagine 软件简介1.ERDAS IMAAGINE软件概述(Introduction )2.在程序菜单中选择ERDAS IMAGINE 8.4 启动3.ERDAS IMAGINE 功能体系(Function System)二、图像显示1.图像显示视窗(Viewer)2.图像显示三、数据输入1.单波段二进制图像数据输入2.组合多波段数据四、数据预处理1.图象几何校正2.图象拼接处理3.图象分幅裁剪五、图像增强处理1.图像解译功能简介(Introduction of Image Interpreter)2.图像空间增强3.辐射增强处理:4.光谱增强处理六、非监督分类1.图像分类简介(Introduction to classification)2 非监督分类(Unsupervised Classification)七、监督分类1.定义分类模板(Define Signature Using signature Editor)2.评价分类模板(Evaluating Signatures )3.执行监督分类(Perform Supervised Classification)4.评价分类结果(Evaluate classification)5.分类后处理(Post-Classification Process)一、ERDAS Imagine软件简介.实习目的:了解ERDAS Imagine 软件模块构成、功能.内 容:·ERDAS IMAGINE软件概述(Introduction)·ERDAS IMAGINE目标面板(Function System)·ERDAS IMAGINE功能体系(Function System)1. ERDAS IMAAGINE软件概述(Introduction )ERDAS IMAGINE是美国ERDAS公司开发的专业遥感图像处理与地理信息系统软件。
遥感数字图像处理知到章节测试答案智慧树2023年最新西北师范大学第一章测试1.数字图像本质上就是一个存储数字的矩阵,是你肉眼直接看不见的。
()参考答案:对2.在同等水平条件下,模拟图像的成像效果比数字图像更好。
()参考答案:对3.采样就是指电磁辐射能量的离散化。
()参考答案:错4.按照数字图像的光谱特性可以将图像分为彩色图像和黑白图像。
()参考答案:错5.任何一幅图像都有自己对应的直方图,但相同的直方图可能对应于不同的图像。
()参考答案:对6.图像显示时的屏幕分辨率等同于图像空间分辨率。
()参考答案:错7.时间分辨率是指对同一区域进行重复观测的最小时间间隔,也称为重访周期。
()参考答案:对8.数字图像的灰度分辨率越高,可展现在屏幕上的灰度级越多,说明图像显示的灰度层次越丰富。
()参考答案:对9.为了使同一波段的像素保证存储在一块,从而保持了像素空间的连续性。
应该选择()存储方式.参考答案:BSQ10.遥感影像灰度直方图反映的是一幅图像中各灰度级像素出现的()。
参考答案:频率11.已知一幅数字图像的辐射量化等级是4 bit,则这幅图像所存储的灰度值范围是()。
参考答案:0-1512.一台显示器的屏幕在水平方向显示800个像元,在垂直方向显示600个像元,则表示该显示器的分辨率为()dpi。
参考答案:80060013.从连续图像到数字图像需要()。
参考答案:采样和量化14.下面哪些特征参数直接影响数字图像的信息含量?()参考答案:光谱分辨率;时间分辨率15.下列图像中属于单波段图像的是()。
参考答案:二值图像;伪彩色图像16.遥感数字图像直方图的作用有()。
参考答案:计算图像的信息量;辅助计算图像中物体的面积;辅助图像分割时的边界阈值选择;辅助判断图像数字化量化是否恰当17.遥感数字图像的质量可用以下哪些分辨率来衡量?()参考答案:空间分辨率;时间分辨率;光谱分辨率;辐射分辨率;温度分辨率18.常用的颜色空间模型有()。
遥感领域光谱数据回归算法遥感领域中,光谱数据回归算法是一种重要的数据处理技术,用于预测和分析遥感数据中的物理和化学参数。
该算法通过分析光谱数据的模式和关联性,建立一个数学模型,从而实现对未知参数的预测。
光谱数据是指遥感设备采集到的不同波长下的辐射能量数据,可应用于地球表面的特定物质或环境参数的识别和测量。
光谱数据回归算法的目标是通过建立光谱数据与目标参数之间的数学关系,预测未知区域的参数值。
在光谱数据回归算法中,最常用的方法是基于统计学的回归分析。
该方法首先通过分析已知光谱数据和对应的目标参数数据,找到它们之间的相关性和趋势模式。
然后,基于这些模式,建立一个数学模型来预测未知光谱数据对应的参数值。
常用的回归分析方法包括线性回归、多元线性回归、岭回归等。
除了统计学和机器学习算法,还有一些特定的光谱数据分析算法,用于处理特定应用领域的任务。
例如,在植物学领域,可以使用植被指数来估计植物的生物物理和化学参数。
这些指数基于光谱数据中植物叶绿素和反射率之间的关系,通过建立光谱与生物参数之间的模型,来预测植物的健康状况和生长情况。
光谱数据回归算法在遥感领域有着广泛的应用。
它可以用于地球表面的土壤含水量、植被类型、水质和气象参数等的估计和预测。
这些参数对于农业、环境保护、气候变化研究等领域具有重要意义。
通过应用光谱数据回归算法,可以准确地估计这些参数,提高遥感数据的分析和利用效率。
总之,光谱数据回归算法是遥感领域中一种关键的数据处理技术。
它通过分析光谱数据的模式和关联性,建立一个数学模型,实现对未知参数的预测。
统计学、机器学习和特定领域的分析算法,都可应用于光谱数据回归算法。
这些算法在农业、环境保护和气候变化研究等领域具有广泛的应用前景。
卫星遥感技术的数据处理与解译教程卫星遥感技术是一种通过卫星传感器获取地球表面信息的技术手段。
随着遥感卫星的发展和技术的进步,遥感数据的获取和处理已成为地学研究和资源管理中不可或缺的工具。
在这篇文章中,我们将向您介绍卫星遥感技术的数据处理与解译方法,帮助您快速掌握基本操作和技巧。
一、遥感数据处理的步骤1. 数据获取与选择首先,我们需要获取适合研究的遥感数据。
常见的卫星遥感数据包括Landsat、Sentinel、MODIS等系列数据。
根据具体研究需求,可以选择不同波段、分辨率和时间段的数据。
2. 数据预处理在使用遥感数据进行研究之前,我们需要对原始数据进行预处理。
这包括大气校正、辐射校正和几何校正等步骤,以确保数据的准确性和可比性。
3. 影像增强为了提取地物信息和进行可视化分析,我们可以对遥感影像进行增强处理。
常见的增强方法包括直方图均衡化、滤波和波段合成等。
4. 分类与分类精度评价遥感数据的分类是指将影像中的像素分配到不同的地物类别中。
常见的分类方法包括监督分类和无监督分类。
分类的结果需要进行分类精度评价,以验证分类准确性和可信度。
5. 特定应用的数据解译根据具体的应用需求,我们可以通过遥感数据解译获取所需的地物信息。
例如,利用NDVI(归一化植被指数)可以提取植被分布信息,利用NDWI(归一化水体指数)可以提取水体分布信息。
6. 数据分析与建模在获取地物信息之后,我们可以进行数据分析和建模,以深入研究地球表面的动态变化和环境响应。
常见的分析方法包括变化检测、时间序列分析和空间模型构建等。
二、常用的遥感数据处理软件1. ENVI(Environment for Visualizing Images)ENVI是一款功能强大的遥感数据处理软件,具有丰富的图像增强、数据分类和解译功能。
通过ENVI,用户可以方便地进行遥感数据的处理和分析。
2. ArcGIS(Arc Geographic Information System)ArcGIS是一款广泛使用的地理信息系统软件,同样提供了丰富的遥感数据处理和空间分析功能。
时空CoKriging的变异函数建模胡丹桂;舒红;胡泓达【摘要】在对地观测中,所研究的地学变量不仅具有时间、空间特征,还受其他变量的影响,采用多元时空相关数据,可以提高时空估值的精度.时空CoKriging是多元时空插值中一种常用的方法,建立时空变异函数和协变异函数是时空CoKriging插值的关键一步.以东北三省为试验区,利用该地区气象站观测数据的月平均空气相对湿度为主变量,引入同时间同位置的月平均空气温度作为协变量,对空气相对湿度和空气温度进行时空变异函数和时空协变异函数建模.实验结果表明,采用和度量时空模型的时空变异函数的随机性空间结构建模的实际拟合效果较好.【期刊名称】《华中师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(049)004【总页数】8页(P596-602,622)【关键词】多元时空变量;和度量模型;变异函数;空气相对湿度【作者】胡丹桂;舒红;胡泓达【作者单位】武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079;武汉职业技术学院计算机学院,武汉430074;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079;武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室,武汉430079【正文语种】中文【中图分类】P208地统计学是以区域化变量理论为基础,以变异函数为工具,研究那些在空间分布上既有随机性又有结构性的自然现象的科学.在自然科学及社会科学领域,有些变量不仅具有空间特征,而且具有时间特征,这时要把所研究的变量看成是时空随机函数.时空插值方法已成为解决时空离散点到连续体上的一种必不可少的映射方法,时空克里金是时空插值法中常用的一种方法[1].Marc G.Genton[2],Matthew W. Mitchell [3]等对可分离时空协方差函数进行了理论研究和测试,对其优缺点进行了深入的探讨;Cressie and Huang[4],Chunsheng Ma [5],E. Porcu [6],Gneiting[7]等提出了不可分离的,平稳的协方差函数,允许时空交互;徐爱萍[8],L.De Cesare[9],D.E.Myers [10],S. De Iaco [11]等将积和模型应用于时空变异函数模型的建立中.他们虽然考虑到了时间空间特征,但仅局限于单变量.相对照,传统的多元统计分析方法虽然考虑了多变量,却很少考虑到多元信息的空间特征.但是,在诸如水文、石油、土壤、农林、大气和环保等科学研究中,所研究的变量不仅具有时间、空间特征,而且还在时间空间域中受其他相关变量的影响.将克里金法应用于时空多元变量的插值研究中,一方面需要将克里金法进行时空扩展,另一方面将单变量插值的克里金扩展到多变量协同克里金.建立有效的多元时空协方差变异函数模型是研究时空协同克里金插值的关键一步.因此,本文将传统地统计学扩展到多元时空地统计学,构建多元时空变异函数及协变异函数.以东北三省72个气象站点1996年~2005年的月均空气相对湿度数据为例,以同时间同位置的月均空气温度为协变量,为时空协同克里金插值建立时空变异函数和时空协变异函数.采用了和度量变异函数模型来拟合变量的时空变异结构,将气象要素模拟从空间维扩展至时空维.同时,考虑了气温数据对相对湿度的影响,在拟合相对湿度变异函数的过程中,加入了气温作为协变量,将时空克里金插值扩展到了时空协同克里金插值.1.1 区域和数据介绍实验研究的是我国东北三省(黑龙江、吉林、辽宁),站点地处38.90°~52.97°N,119.70°~132.97°E之间.地面观测台站所观测的资料来自1996年1月~2005年12月东北三省月空气相对湿度.本实验数据通过中国气象科学数据共享服务网获取,共有观测站点87个,由于部分站点数据严重缺失,实验只采用72个观测站数据,站点分布如图1.实验数据为1996年1月~2005年12月的月平均相对湿度和月平均气温值.由于空气相对湿度与空气温度相关性较好,我国东北地区,冬季干燥、夏季湿润,空气温度对空气湿度有着一定程度的相关影响,故选取空气温度为协变量.在实验中,对空气湿度和空气温度分别进行时空变异函数及两者的协变异函数拟合.1.2 数据预处理时空变异函数构造的重要前提是假设时空变量满足二阶平稳.时空空气相对湿度、空气温度数据可以看作为空间站点上的时间序列,时间序列一般包括:周期项、趋势项、随机项.因此空气相对湿度变量的时间序列分解为:式中为周期项为趋势项为随机项为时间序列.随机项 R(t)满足二阶平稳,以塔河站观测时间序列分解为例.图 2是将观测空气湿度时间序列分解为趋势项、周期项和随机项;图 3是将观测空气温度时间序列分解为趋势项、周期项和随机项.可以看出从1996年 1 月到 2005 年 12 月10年的月平均空气湿度及月平均空气温度均存在明显的周期性,不利于时空变异函数建模.但是时间序列没有存在明显的趋势,因此,只对数据进行去周期项处理.为保持数据连续性和整体趋势变化,时间序列分解后的趋势项和随机项保留,因为趋势项不明显,对数据平稳性影响不大.采用时序分解中的加法模型,将变量的周期项提取出来,余下的部分用于时空插值实验.用自相关图检法[12]判断去周期数据的平稳性,如图 4图 5所示,空气相对湿度和空气温度他们的时间序列的自相关系数(ACF)均随延迟时期数很快衰减到±0.1以内,图示表明去周期项后数据近似平稳.空气湿度和温度变量在空间上也要满足二阶平稳,将每一测站上的时间序列经过去周期项后计算移动平均值,根据移动平均值探索空间空气湿度和温度的变化趋势.用空间散点图展示空间分布趋势,图 6是对湿度空间站点数据趋势面的拟合.通过实验对比,发现不管是湿度还是温度均采用3次多项式(2)进行拟合,具有较好的拟合效果.式中,value为月均空气湿度,x,y为空间坐标信息,a,b,c,d,e,f,g为3次多项式通过拟合得到的系数.去除趋势后空间数据分布呈现平稳性,图 7是月平均空气湿度站点数据去空间趋势后拟合面.分别对空气湿度和空气温度各站的时间序列进行平稳性处理再对整个空间数据进行平稳处理,最终满足构造时空变异函数的前提条件,即随机变量近似时空上的二阶平稳.时空多元信息统计学是以协同区域化变量理论为基础,以互变异函数为基本工具,研究那些定义于同一时空域中,既有统计相关又有空间位置相关及时间序列相关的多元时空结构自然现象的科学.所谓协同区域化是指那些在统计意义上及时间序列和空间位置上均具有某种程度的相关性并且定义于同一时间序列及空间域的区域化变量.是一个多元的时空随机场[13],且式中一般d≤3)表示空间坐标,而t∈T为时间坐标.多元时空随机场的一种简单情况是二元时空随机场.时空协同克里金最普遍的情况是增加一个相关的协变量,来提高对主变量的插值精度,例如,空气相对湿度和空气温度.时空协同克里金(CoKriging)法的插值公式:式中为(s,t)0处空气湿度估算值;Z1(s,t)1i为各点空气湿度;λ1i为赋予各个站点空气湿度的一组权重系数;Z2(s,t)2j为各点空气温度;λ2j为赋予各个站点温度的一组权重系数;N1、N2分别为空气湿度和空气温度用于湿度插值站点数,其中N1≤N2.2.1 时空直接变异函数建模假设Z={Z(s,t),s、t∈Rd+1}(d+1表示欧式空间维加时间维)表示为时空随机场,设定时空随机场中两位置的时空距离h=(hs,ht), hs为矢量,代表样本空间距离同时也包含方向信息,ht为样本时间距离.当Z(s,t)满足二阶平稳时可定义其协方差函数为[9]:显然,协方差函数只与距离有关,与空间和时间位置无关.在地统计学中,随机变量Z(s,t)的期望不变(时空二阶平稳性),协方差矩阵具有对称正定性.理论上,满足下列要求的连续函数可以定义为有效变异函数[9]:1)可分离时空协方差模型地统计学中协方差函数模型(如球状模型、指数模型和高斯模型等)不能直接用于时空随机变量的统计分析,必需进行时空扩展.如果一个随机场Z的时空协方差函数可完全表示成纯空间和纯时间协方差函数相乘,则该时空协方差函数被认为是可分离的 [14].Mitchell Genton, Gumpertz(2005) [3],MontserratFuentes(2004)[15]等文献中提出了可分离型模型.这类模型相对容易构建,且计算机实现插值效率较高,但往往要求一些比较理想的假设 [16-17],损失了精细的时空结构信息或丢失了时空交互信息.可分离型时空协方差函数可表示为:式中,C(hs,ht)是变量的时空协方差函数, Cs(hs)、Ct(ht)分别是纯空间协方差和纯时间协方差函数.Cs(hs)、Ct(ht)的具体形式有多种选择,或者同为一种模型,比如高斯模型,或者为不同模型,比如Cs(hs)为球形模型,Ct(ht)为指数模型,或是其他满足正定条件的函数.2)时空积和模型另一类称为不可分离型时空协方差函数,它是将已知的纯空间协方差与纯时间协方差函数通过加乘、混合、积分等变换得到.积和式变异函数来拟合时空地理数据的时空变异结构,协方差函数和变异函数如下[9]:式中, C(hs,ht)为时空协方差,Cs(hs)为空间协方差, Ct(ht)为时间协方差,γ(hs,ht)、γs(hs)、γt(ht)分别是对应的时空、空间、时间变异函数,而C(0,0)、Cs(0)、Ct(0)分别是对应的基台值.这里,假定γ(0,0)=γs(0)=γt(0)=0,满足k1>0、k2≥0、k3≥0,并通过正定条件由下式决定,推导过程见文献[18]:3)时空和度量模型时空和度量模型也是不可分离时空变异函数模型.采用和度量模型变异函数来拟合时空地理数据的时空变异结构,协方差函数可以表示为[19]:式中,C(hs,ht)是空间间隔距离为hs,时间间隔距离为ht的协方差函数;Cs(hs)+Ct(ht)考虑了带状异向性(在不同方向上有不同变异函数基台值);而考虑了几何异向性,它其实是度量模型[20],度量模型是通过一个各向异性比率α,把时间距离单位转换成空间距离单位,因为空间距离和时间距离的量纲不同.比如,α为20 km/d,表示时间距离上的1 d相当于空间距离上的20 km.把这3个协方差函数参数化为普通结构后,如指数模型、球状模型、高斯模型等.完整的和度量协方差函数模型一共包含10个不同参数:纯时间协方差函数的块金、基台值和变程,纯空间协方差函数的块金、基台值和变程,时空协方差函数的块金、基台值和变程以及一个各向异性比率α.时空和度量变异函数为[19]:2.2 时空协变异函数建模在使用时空CoKriging来研究变量的时空变异性时,关键的一步就是决定变量之间的时空协变异函数.它用来描述两变量之间交叉的时空连续性.协变异函数定义为:式中为同一位置上的两个不同变量为月均空气湿度为月均空气温度.在实际计算中,不需要直接利用以上定义来计算协变异函数,可用以下比较简单的方法来间接求得[21].先定义一个新的变量:即在同一个位置上,将两个变量的样本数值相加,所得之和即是新变量在该点的样本值,然后计算新变量的变异函数:而这一新变量的变异函数与原变量的变异函数和协变异函数有如下关系:因此可得:式(18)表明,要求出γ12(hs,ht),先分别拟合得到分别采用时空可分离模型、时空积和模型、时空和度量模型3种不同的时空结合方法,对两个时空变量空气湿度和空气温度,采用时间去周期空间去趋势后的残差,来拟合时空变异函数.如图 8是空气相对湿度的残差的时空经验变异函数和理论变异函数.图 9是空气温度的残差的时空经验变异函数和理论变异函数.并采用均方根差RMSD(root-mean-squared-difference)指标来判断一个经验变异函数拟合的好坏.表1分别是3种不同方法得到的模型的RMSD值,从表 1可以看出,针对这两个时空变量,和度量时空模型的拟合效果最好.本实验中,采用和度量时空模型来建立空气湿度的残差和空气温度的残差的时空变异函数.图10是将空气湿度的残差和温度的残差之和作为一个新变量,这个新变量的经验变异函数和经和度量时空模型拟合的理论变异函数.使用和度量模型中的时空变异函数模型拟合数据,其中球状模型被选为空间和时间变异函数,等式右边第3项度量时空变异模型为指数模型[19].这3个组件都具有块金(C0),偏基(C1)和变程(r)的参数,度量时空变异模型还有各向异性比这个参数,一共10个参数.表 2是空气相对湿度的残差,使用和度量模型拟合时空变异函数的10个不同参数的值.表 3是空气温度的残差,使用和度量模型拟合时空变异函数的10个不同参数的值.表 4是空气湿度残差与温度残差之和,使用和度量模型拟合时空变异函数的10个不同参数的值.经过和度量时空模型拟合后,空气湿度残差的理论变异函数γ11为:γ11(hs,ht)=1.01+7.41×经过和度量时空模型拟合后,空气温度残差的理论变异函数γ22为:经过和度量时空模型拟合后,空气湿度残差和空气温度残差之和的理论变异函数为:所以,根据式(18),空气湿度的残差和空气温度的残差时空协变异函数γ12为:等式(22)右边的已由式(19)、(20)、(21)求出.式(19)γ11、式(20)γ22分别是空气湿度和空气温度的直接变异函数,式(22)γ12是空气湿度和空气温度的协变异函数.求出了γ11、γ22、γ12,就可以得到时空协同克里金插值公式(4)中的λ值,从而可以完成时空协同克里金插值.有效的变异函数模型是克里金插值的基础,本文的重点对时空协同克里金的变异函数进行建模分析.在拟合变异函数之前,首先对变量进行时间上去周期,空间上去趋势处理,以保证时空变量的平稳性.得到插值结果后,必须先将其加上之前去除的周期项和趋势项,才是最终估计结果.结果表明,空气相对湿度和空气温度在纯空间和纯时间上均符合球状模型,并且分别用3种不同的方法对这两个变量进行时空变异函数建模,发现在可分离模型、积和模型、和度量模型这3种模型中,和度量模型的拟合效果最好.完成时空直接变异函数拟合后,最后根据D.E.Myers[21]提出的方法,进行时空协变异函数建模.本文研究了多元时空数据进行时空直接变异函数和时空协变异函数的建模,不仅考虑了时间空间信息,而且还考虑了其他协变量.时空变异函数是时空克里金插值模型的权重参数构建的基础,对后续的时空协同克里金插值精度影响非常大.后续研究中,将研究大样本下的时空协同克里金插值结果(估计量)的统计性质(无偏、最优、相合性、线性插值结果的渐近正态性),发展适应性多元时空统计模型应用于多个地学领域时空数据分析并评价插值精度.【相关文献】[1] 李莎,舒红,徐正全. 利用时空Kriging进行气温插值研究[J].武汉大学学报:信息科学版,2012, 37(2):237-241.[2] Genton M G. Separable approximations of space-time covariance matrices[J]. Environmetrics, 2007, 18: 681-695.[3] Mitchell M W, Genton M G, Gumpertz M L. Testing for Separability of space-time covariances[J]. Environmetrics, 2005, 16: 819-831.[4] Cressie N, Huang H C. Classes of nonseparable spatio-temporal stationary covariance functions[J]. Journal of the American Statistical Association, 1999, 94:1330-1340.[5] Ma C S. Spatio-temporal stationary covariance models[J]. Journal of Multivariate Analysis, 2003, 86: 97-107.[6] Porcu E, Gregori P, Mateu J. Nonseparable stationary anisotropic space-time covariance functions [J]. Environmental Research and Risk Assessment, 2006, 21: 113-122.[7] Gneiting T. Nonseparable, stationary covariance functions for space-time data[J]. Journal of the American Statistical Association, 2002, 97: 590-600.[8] 徐爱萍,圣文顺,舒红. 时空积和模型的数据插值与交叉验证[J]. 武汉大学学报:信息科学版,2012, 37(7):766-770.[9] De Cesare L, Myers D E, Posa D. 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如何利用遥感技术进行自然资源调查和生态环境评估的关键步骤和数据处理方法遥感技术是一种通过在空中或卫星上获取图像数据的技术。
它可以广泛应用于自然资源调查和生态环境评估,为我们提供丰富的信息,帮助我们更好地了解和保护环境。
在这篇文章中,我将介绍遥感技术在自然资源调查和生态环境评估中的关键步骤和数据处理方法。
遥感技术的关键步骤可分为影像获取、预处理、信息提取和结果分析四个阶段。
首先是影像获取,可以通过卫星或航空器获取高分辨率的遥感图像。
这些图像可以提供地表不同物质的反射率、温度、湿度等信息。
接下来是预处理阶段,主要包括去噪、大气校正、几何纠正等步骤,以确保获取到的图像数据准确可靠。
在信息提取阶段,我们可以利用遥感图像中的各种信息来推断地表的类型、覆盖度、物质含量等。
最后,在结果分析阶段,我们可以将提取的信息与其他数据进行对比分析,得出相应的结论。
在遥感技术中,数据处理是非常重要的一环。
常用的数据处理方法包括图像分类、变化检测和几何校正。
图像分类是将遥感图像中的像素分为不同的类别的过程,如水体、植被、建筑等。
常见的分类方法包括最大似然法、支持向量机和神经网络。
变化检测是通过比较两个或多个时期的遥感图像,来检测地表在这段时间内的变化情况。
几何校正是为了消除图像中由于卫星或航空器的运动、大气层折射等因素引起的几何畸变,使得图像能够在空间上精确对应。
自然资源调查和生态环境评估是遥感技术的重要应用领域之一。
通过遥感图像,我们可以获得大量有关自然资源和生态环境的信息,如植被类型和覆盖度、土地利用和土地覆盖变化、水体的分布和变化等。
这些信息对于制定科学合理的资源保护和环境管理政策具有重要意义。
在自然资源调查中,我们可以利用遥感技术来获取土地利用和土地覆盖的信息。
通过对遥感图像进行分类,可以得到不同类别的土地利用类型,如农田、林地、建筑等。
同时,可以利用遥感图像的变化检测方法,监测土地利用的变化情况,比如农田面积的变化、城市扩张的情况等。
遥感数据处理与解译的基本流程和技巧遥感数据处理与解译是一种基于遥感技术和地理信息系统的数据分析和应用方法。
它通过获取、处理和解释遥感影像数据,从而得出有关地球表面特征和变化的信息。
本文将介绍遥感数据处理与解译的基本流程和一些实用技巧,帮助读者更好地理解和应用这一方法。
一、遥感数据获取遥感数据获取是遥感数据处理与解译的第一步。
遥感数据可以通过两种途径获取:主动遥感和被动遥感。
主动遥感是指通过发射器发射电磁波,利用被测对象反射、散射或发射的电磁波信号来获取信息。
被动遥感是指利用地球表面主动发出的电磁波,如太阳辐射能、地热辐射能等进行信息提取。
具体的遥感数据获取方法包括航空遥感和卫星遥感。
航空遥感是利用航空器搭载的遥感传感器获取影像数据,而卫星遥感是利用遥感卫星携带的传感器获取影像数据。
遥感数据获取的关键是选择适当的传感器和遥感技术,以获取高质量和高精度的影像数据。
二、遥感数据处理遥感数据处理是指通过对采集到的遥感影像数据进行预处理、校正和增强,从而得到高质量的数据。
预处理阶段包括大气校正、几何校正和辐射校正。
大气校正是消除大气因素对遥感影像的影响,几何校正是将遥感影像的几何形态与地面特征相对应,辐射校正是将遥感影像的辐射能量与物理量相对应。
预处理的目的是提高遥感影像的质量,减少信息噪声和歪曲,使得影像更加真实和准确。
处理完预处理后,还可以进行影像增强,以突出地物特征和减少影像中的杂乱信息。
三、遥感数据解译遥感数据解译是指通过对预处理后的遥感影像数据进行分析和解释,得出有关地球表面特征和变化的信息。
遥感数据解译可以采用目视解译和数字解译两种方式。
目视解译是通过人眼观察和判断影像中的地物类型和空间分布。
数字解译是利用数字图像处理技术和地理信息系统,通过计算机程序对遥感影像进行解析和识别。
遥感数据解译的关键是选取适当的解译方法和分类算法,以提高解译的准确性和有效性。
四、遥感数据应用遥感数据处理与解译的最终目的是将获取到的地表信息应用于实际工作中。
第36卷第12期 2008年l2月 东北林业大学学报 JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY Vo1.36 No.12
Dec.2008
建立经验统计遥感信息模型时数据处理中的C Toolkit方法 ’ 刘丹丹 刘合林 (黑龙江工程学院,哈尔滨,150050) (拜泉县林业局)
摘 要在分析建立经验统计模型过程的基础上,为解决样地点数据与遥感影像的自动配准问题,采用C Toolkit 模块,运用EML(Erdas Macro Language)语言和Visual C++6.0语言,开发了数据自动转换模块,并将模块镶嵌在ERDAS 软件中。结果表明:该模块具有强大的数据转换功能,并具有实用价值;运用C Toolkit模块进行二次开发,打破了运用空 间建模工具进行二次开发的局限性,简化建模过程,避免手工输入引起的误差,提高了反演精度。 关键词经验统计模型;C Toolkit模块;C++语言;样地点数据;自动转换 分类号P237 C Toolkit Method in Data Processing for Establishing Experiential Statistical Model of Remote Sensing Informa- tion/Liu Dandan(Heilongjiang Institute of Technology,Ha ̄in 150050,P.R.China);Liu Helin(Baiquan Forestry Bu— reau ofHeilongiiang Province)//Journal ofNortheast Forestry University.一2008,36(12).一36~38 Data transfonnation module was developed and embedded in the ERDAS software using C Toolkit module,Erdas Mas— ro Language and Visual C++6.0 language in order to resolve the problem of automatic image registration of data from out— side investigating sites and remote sensing image.Result shows that this module has powerful data transformation function and practical value.The secondary development was carried out with the C Toolkit module.The limitations of the seconda. ry development of the spatial modeling tool were overcome. Key words Experiential statistical model:C Toolkit module;C++language;Sample sites data;Automatic trans— formation
近年来,随着遥感技术、遥感理论以及其它相关学科的发 展,遥感反演得到科学家们广泛的关注。在一系列的国际和 国内研究计划中,均把通过建立遥感信息模型提取地表关键 参数作为研究的重点。遥感信息模型的建立方法主要有基于 光谱变换的经验统计模型、物理模型反演、基于神经网络的反 演、专家系统、最优化法反演等 J,而基于光谱变换的经验 统计模型是反演地表参数时广泛采用的模型。 建立遥感信息模型的经验统计方法是通过建立地表参量 与遥感信号的统计关系: Y=G(z) (1) 来对参量进行估算的。式中:Y为待确定参数; 为遥感信号; g为两者之间的统计关系。经验统计遥感信息模型基于对图 像本身的分析(模式识别、局地变化、图像结构),或者是利用 光谱变换,采用最小二乘法,从大量的数据中反演未知参数 (例如各种植被指数)。经验统计模型虽然是区域性的模型, 但是由于参数的求解相对简单,是目前反演地表参数广泛采 用的方法。建立经验统计遥感信息模型的过程如图1所示。 在建立模型的过程中,需要将外业样地中心点数据与遥 感影像(或光谱变换后的影像信息)在地理位置上进行配准, 使外业调查的特征值与影像上的光谱信息建立对应关系。外 业调查点的数据大多以文档的形式记录。由于外业调查点很 多,手工配准的工作量大,并且容易出现粗差。笔者在详细论 述经验统计遥感信息模型建立的全过程基础上,运用Imagine Developers Toolkit开发扩展模块 ,采用EML语言和C++ 语言,开发了数据自动转换模块,并镶嵌到Erdas软件的主模 块中,以使外业数据的文本格式自动转换为具有一定投影信 息的矢量数据,并与影像自动配准,简化建模过程。
1)黑龙江工程学院省级重点实验室开放研究旗金项目。 第一作者简介:刘丹丹,女,1972年1O月生,黑龙江工程学院测 绘工程系,副教授。 收稿日期:2007年11月25日。 责任编辑:戴芳天。
图1 经验统计模型的建立过程 1 Erdas软件二次开发 Erdas软件二次开发的方式主要有3种。①空间建模工 具(Spatial Modeler):它是一个面向目标的模型语言环境。在 这个环境中,可以直观绘制流程图,利用软件提供的几百种函 数制作空问模型,完成相应功能,但是功能有限。②EML(Er- das Macro Language)语言开发:EML是宏语言的一种,为Er- das软件本身自带。它允许用户定制自己的界面,包括修改 标准的Erdas图形用户界面和定制自己的应用程序界面;但 它没有提供较好的编写环境,需要用户良好掌握控件属性,否 则在编辑调试时容易出错。③运用C Toolkit模块开发:C Toolkit模块为Erdas用户提供了一个C函数库和相关文档, 以方便用户修改软件的版本或者开发一个完整的应用模块, 从而扩展软件功能,满足其特定项目需要,是软件开发者在 Erdas软件环境中创建客户化应用的一个完整开发包。
2数据自动转换模块的开发 2.1存储样地点数据 样地点数据的格式是固定的,在记事本中进行存储,从左向 右依此为feature nanle、date、measure、feature 1D、X坐标、l 坐标。 2.2配置环境 链接库.d儿所在的文件夹必须在工程里面设置。任VC++ 第12期 刘丹丹等:建立经验统计遥感信息模型时数据处理中的C Toolkit方法 37 6.0中建立Win 32 Application工程文件后,在Vc++6.0 Project Settings中配置Erdas toolkit的include文件和lib文件的路径。 需要分别设置Project Setting的Win 32 Debug和 n 32 Rele ̄e, 配置中最主要的为Link选项,Link选项的配置按图2进行。 Input—Category; Object/library mod ̄el—kemeB2.1ib user32.1ib gdi32.1ib winspoo1.1ib comdlg32.1ib advapi32.1ib shell32.1ib uuid.1ib ewinmainlib.1ib emllib.1ib elib.1ib; Ignore libraries—msvcrt.1ib; Additional library path一<安装目录>\usr\lib\ntx86。
2.3定制界面 采用EML宏语言来定制界面,EML语言编写时,每句后 都要有“;”,这样系统才不会提示错误,部分函数定义如下: component dian { flame dianFrame { title“dian”: button okb;
filename infile; statusbar; button okb
title left center“OK”; geometry 48,87,50,25; on mousedown { job“dian” 一in驻infile
—out¥outfile clearparts();
}
On check_parts
{
if(8 infile!:“”&&¥outfile!=“”) { enable okb; enable batchit;……。 运行后生成的部分程序界面如图3所示。 2.4构造功能函数 ①调用C Toolkit中的evec—Layer New Generic()函数创
建一个矢量层,部分代码如下: static void createCoverage( char filename,char covname,Eerr_ErrorReport¥¥
outerr) {
vectorLayer=evec—LayerNewGeneric(covname,
“Arc Coverage”,symbFile,&isDefFile, &lclerr,“precision”,EVEC—SINGLE—PRECISION,
“mapinfo”,maplnfo,“projection”,proParams,
“mapextent”,bbox,“tics”,ticPoints,NULL);
②打开.txt文件并读取其中数据,在矢量层上将其画出, 并赋予其属性,以WGS 84坐标系为例,部分代码如下: ,,create a mapinfo for a geographic projection maplnfo=eprj—MapInfoCreate(&lclerr); eprj—MaplnfoUnitsSet(maplnfo,“dd”,&lclerr); eprj—MaplnfoProjectionNameSet(mapI ̄o,“Geographic (La Ion)”,&lclerr); proParams=eprj—ProParametersCreateByName(“Geo- graphic(Lat/Lon)”,&lclerr); //We know the spheroid to be WGS 84,SO add this as well eprj_SpheroidByName(erdlnit,“WGS 84”,proParams一 >proSpheroid,&lclerr); //Add the correct datum eprj—DatumByName(erdlnit,“WGS 84”,“WGS 84”, proParams一>proSpheroid一>datum,&lclerr); //Create a PAT table with additional columns.