1 引言
1.1 實習準備
1.1.1動員大會
2012年6月6日9點30分在**********，測繪工程學院**老師召開了測繪091班遙感實習動員大會。會上 老師介紹了實習的主要內容、要求以及進程安排。此外，會上還進行了人員分組。
1.1.2分組情況
本次遙感實習是分組進行的。
1.1.3數據準備
本次遙感實習所用到的數據有遙感數據：LS5_TM_20151003_000000_000000_120036_GEOTIFF _L4、原始數據；非遙感數據有連雲港矢量邊界數據；參考資料，其中有ENVI軟件操作的教學指導視頻，遙感製圖指導等；另外還有光譜儀相關資料，其中有FieldSpec HandHeld 波譜儀的相關介紹，其軟件安裝步驟和其實驗操作步驟。
1.1.4個人準備
在大三第一學期中系統地學習了遙感數據處理這門課程，在大三的第二個學期中又選修了遙感圖像處理。通過學習對遙感數據處理有了一定的理論知識的累積，對於ENVI和ERDAS兩款軟件也有一定的瞭解。在本次遙感實習中，運用的軟件是ENVI4.0來進行遙感圖像的處理。在實習開始前，複習ENVI軟件，熟悉相關操作等，並在實習動員時認真領會，做好相關記錄。
1.2 實習名稱
本次實習的名稱爲基於遙感的植被信息提取與分析。
1.3 實習時間
本次實習時間爲2012年6月6日——2012年6月10日。
1.4 實習地點
本次實習地點爲測繪樓地理信息系統實驗室305室。
1.5 實習目的和任務
1.5.1實習目的
本次實習的目的如下：
1.熟練操作遙感圖像處理軟件ENVI
2.掌握遙感圖像處理中的關鍵技術
3.學會使用所學知識，掌握技術應用流程
4.掌握遙感圖像的處理與信息提取5.得到結果的成圖與分析
1.5.2實習任務
本次實習的任務如下：
1.地物光譜反射率的野外或室內測定
2.遙感圖像的幾何精校正
3.遙感圖像的大氣校正
4.基於遙感影像的植被信息提取
5.基於ArcGIS的植被信息的空間分佈範圍製圖，並統計面積
6.撰寫實習報告、實習日記並提交實習成果
2 實習內容
2.1 地物反射光譜的測定
2.1.1 地物反射光譜測定原理
本次實習使用的光譜測定儀器是FieldSpec HandHeld 便攜式近紅外光譜儀，該儀器適用於350-1050nm波段。
該光譜儀配置構成有：
1. 照明：a.太陽：最佳照明，70%以上的工作b.室內光源：少量工作
2. 樣品：a.被測物b.參考板（白板、灰板等）
3. 光譜儀
4. 控制計算機和軟件
該光譜儀的技術參數有：
1. 光譜範圍350-1050nm
2. 最快採集速度：17ms
3. 光譜分辨率：3.5nm@700nm
4. 採樣間隔：1.5nm
5. 波長精度：+/-1nm
6. 波長重複性：+/-0.02nm
7. 重複性: 優於0.3%
8. 雜散光: 優於0.02%
9. 靈敏度調整：全自動
10. 重量：1.2公斤 （含電池）
地物光譜反射率的測定原理主要是利用電磁輻射和各地物光譜特徵進行測定。
所有的地面非成像光譜儀的基本工作原理基本是一致的。主要是由光譜儀通過光導線探頭攝取目標光線，經由A/D（模/數）轉換成數字信號，進入計算機。整個測量過程由計算機通過操作員控制。便攜式計算機控制光譜儀並實時將光譜測量結果顯示於計算機屏幕上，有的光譜儀帶有一些簡單的光譜處理軟件，如光譜曲線平滑處理、微分處理等。測得的光譜數據可儲存在計算機內。爲了測定目標光譜，需要測定三類光譜輻射值：第一類稱暗光譜，即沒有光線進入光譜儀時由儀器記錄的光譜；第二類爲參考光譜或稱標準板白光，實際上是從較完美漫輻射體----標準板上測得的光譜；第三類爲樣本光譜或目標光譜，是從感興趣的目標物上測得的光譜，這也是我們最終需要的光譜。爲了避免光飽和或光量不足，依照測量時的光照條件和環境溫度需要調整光譜儀的測定時間。最後，感興趣目標的反射光譜是在相同的光照條件下通過參考光輻射值除目標光輻射值得到。因此目標反射光譜是個相對於參考光譜輻射的比值（光譜反射率）。2.1.2 地物反射光譜的測定
手持便攜式地物光譜儀軟件安裝步驟：
1．把筆記本電腦的語言環境設置爲英文（美國），因爲，RS3軟件必須在英文的語言環境下安裝運行，在控制面板/區域與語言裏面設置，設置完以後電腦會提示重啓。
2．把RS232toUSB電纜線的USB插入電腦提示找到新硬件，安裝驅動UT810。
3．安裝完驅動以後右鍵單擊我的電腦/屬性/硬件/設備管理器查看RS232toUSB的com端口，（以com4爲例）。一般情況下RS232toUSB電纜線與筆記本的USB口不要改動，如果改動的話需要重新安裝驅動和查看RS232toUSB的com端口。
4．安裝RS3軟件（放在操作手冊裏面的閃存裏面），先裝DISK1,再裝DISK2,在安裝DISK2的時候注意有一個接口選項，默認是EPP端口，把它改爲com口，選擇剛纔在設備管理器查看RS232toUSB的com端口（以com4爲例）安裝完以後電腦會提示重啓。
5．安裝完RS3軟件以後，再安裝ViewSpec數據後處理軟件，在DISK2文件夾裏面。安裝完以後找到ViewSpec安裝路徑C：/Program Files/ViewSpecPro找到快捷圖標，發送到桌面快捷方式。
6．安裝完軟件以後關閉筆記本電腦。光譜儀和電腦的開關順序：開機先打開光譜儀電源，再打開筆記本電腦。關機先關閉筆記本再關閉計算機。
實習操作步驟：
1．光譜儀、計算機充電。
2．連接電池、網線、探頭電源、光纖，準備好白板。
3．打開光譜儀電源，然後打開計算機電源，並啓動RS3軟件。
4．在軟件上調整光譜平均、暗電流平均和白板採集平均次數。
5．在軟件中選擇或填寫需要存儲數據的路徑、名稱和其他內容。
6．開始測量：
（1）打開探頭電源，探頭放在白板上面，點擊OPT優化；
（2）探頭仍然對準白板，點擊WR採集參比光譜。此時，軟件自動進入反射率測量狀態。
（3）探頭移向被測目標的測量位置，按空格鍵存儲採集到的'目標反射光譜。
7．先關閉計算機再關閉儀器。
8．分析實測結果：
（1）準確繪出地物光譜反射率曲線；（2）根據地物光譜反射率曲線，比較地物光譜曲線特徵；
（3）分析實習過程中可能引起誤差的因素。
2.2 遙感數據的獲取和預處理
2.2.1 遙感數據的獲取
利用FieldSpec HandHeld 便攜式近紅外光譜儀採集樹葉的光譜反射率，再將得到的數據傳輸到電腦上，利用手持便攜式地物光譜儀軟件，處理數據，得出植物光譜反射率的曲線，並且得到在曲線上的反射峯和吸收谷的數據。結果如圖
1.
圖1 植被光譜反射率曲線
2.2.2 遙感數據的幾何精校正
1.打開實驗數據：原始數據中的和，
2.打開選點對話框，路徑如下map->registration->select GCPs:image to image。
3.在兩個圖像中選擇header爲基準圖像，L5-TM-120-036-20151003-L4爲待校正圖像。在兩幅圖中選擇非常明顯的黑點或者白點的相對應點。在選點前把zoom窗口放大到12x，這樣保證所選的的點在一個像元內。在GCP選點窗口中點擊add point添加點，先自己添加4個點，然後利用predict進行精確點。在點擊predict後，還要在zoom中進行精確選擇，保證選點正確。4.在陸地上選擇大概30個點左右後，查看image to image GCP list，將其中RMS值大於1或者偏大的值刪除，並重新選擇，將GCP選點窗口中的RMS error值小於0.5，然後再利用predict在海域中，選擇10個左右的控制點
2.2.3 遙感數據的大氣校正
1.對經過幾何精校正的圖像進行輻射定標。操作路徑爲：Basic tools->preprocessing->calibration utilitis->landset TM。
在TM calibration parameters對話框中進行必要的修改：landset satellite選擇5號，採集數據時間爲2015年4月29日，太陽高度角爲61°，數據含有7個波段，選擇radiance，最後選取自己的保存路徑，.2.3 基於遙感的植被信息提取
2.3.1 算法介紹
在基於遙感的植被信息提取部分，老師給我們提供了三種算法，我是屬於第4小組的，於是我們第4小組的提取植被信息算法爲：NDVI=(TM4-TM3)/(TM4+TM3)。
2.3.2 基於遙感的植被信息提取
1.由於數據的單位有差異，因此在進行算法之前，首先要進行數據的單位換算。利用band math編輯公式，就可以將數據換算。用到的公式爲float(b1)/10000.0，在添加波段時，由於我們第4小組只需要用到波段3和波段4，所以，只添加了波段3和波段4，這樣的話，計算會相對快速些，也減少了運算的數據量。
2.在換算過單位之後，就要進行植被信息的提取了。在這裏，老師給我們提供了數據，0.3以上的歸爲植被，0.3以下的歸爲非植被。操作路徑爲圖像顯示窗口菜單overlay->density slice，將最小值到0.3的定義爲非植被，顏色選擇爲白色，將0.3到最大值的定義爲植被，顏色選擇爲綠色，點擊apply即可。
提取植被信息
3.在提取完植被信息之後，得到分類圖像，將文件先存爲矢量數據，然後再存儲爲shp格式的文件，這樣在接下來的專題地圖製作中，可以使用shp格式文件。
轉換成矢量數據 轉換成SHP格式文件
2.4 基於ArcGIS的植被信息處理
2.4.1植被信息的面積統計與分析
1.打開arcmap軟件，點擊“+”添加植被信息提取的SHP格式文件，打開data frame properties，在general標籤中將map和display的單位都改爲meters，
2.選中植被提取信息文件，右擊選擇查看其數據信息，在最後一欄area中可以看到其面積，將其全部求和，就可以得到植被的總面積，
2.4.2 植被信息的專題圖製作
1.在arctoolbox中選擇data management tools->projection and transform->define projection，爲植被信息添加一個座標系統。在彈出的對話框中選擇輸入文件爲植被提取信息，座標系統爲原始數據中的transverse mecator，點擊OK即可。
2.添加圖框。選擇legend wizard，一直點擊下一步，最後完成即可。
3.添加標題。在insert中選擇title，在適當的位置添加標題，標題內容爲基於遙感的研究區植被信息空間分佈。
4.添加比例尺。在insert中選擇scale，選擇適合的格式，添加到相應位置。
5.添加圖例。在insert中選擇legend，將其改爲中文，並進行適當的修改，添加到相應位置。
6.添加指北針。在insert中選擇指北針，選擇適合的格式，添加到相應位置。
7.調整專題地圖中的地圖元素，使得專題地圖顯得美觀大方，如圖23，最後將專題地圖輸出爲JPG格式的圖像文件。
3 實習體會
此次實習爲期5天，令人期待的實習從2012年6月6日開始，6月10日結束，雖然相對於之前做過的數字測土實習、大地測量實習，時間較短，但是收穫是頗豐的。全班在老師的全程指導下順利完成了此次實習任務。這裏要感謝老師的悉心指導，耐心幫助。
記得是實習正式開始的地一個早上，班級的同學如數早早的到了實驗是門口，當時還沒到實驗室的開放時間，這也充分的體現了班級同學對此次實習的重視態度及積極性。在實習過程中，老師先是對原理及當天的實習內容進行講解，之後通過電腦給我們講解操作的過程。到了關鍵步驟，老師會着重強調，並將重點板書在實驗室的黑板上。由於機房的計算機運行速度較慢，所以到了第二天，大家都各自帶上筆記本，在實驗室用自己的電腦做起實驗，現在回想起來當時實驗室的氣氛非常好。中午的時候很多同學都沒有回寢室，而是繼續留在實驗室內，處理數據。實習過程中每個人都會遇到這樣或那樣的問題，有可能各不相同，也有出現相同或類似的問題，當遇到相似的問題時，同學之間會相互討論，討論不出結果的，向老師請教。
通過此次實習，我認識到了遙感獲得的數據經過處理後，可以轉化爲一些有用的數據載有Arcgis軟件來處理。最後當我成功的用Arcgis製作出基於遙感研究區植被信息空間分佈圖時，很有成就感。
