遥感技术范畴相当大,不是这篇文章能够覆盖的。在这里月月小鸟只想从一个规划师的角度,浅谈遥感影像的如何为规划师所用。使用低分辨率的免费遥感影像作为较大尺度下城市基础数据的来源之一,是数据获取和数据更新的重要途径。
1. 概念阐释
1.1 遥感技术
从高空或外层空间接收来自地球表层各类地理的电磁波信息,并通过这些信息进行扫描、摄影、传输和处理,对地表各类地物和现象进行远距离控测和识别的综合技术。
1.2 遥感影像
遥感数据的获取是太阳辐射经大气层到达地面被地物反射后再次穿过大气层被遥感传感器接收,根据遥感平台的高度可以分为航天遥感、卫星遥感和地面遥感三种。
2. 数据获取
城市规划主要使用的是卫星遥感数据,常见的数据来源有LANDSAT数据、SPOT数据、RADARSAT数据、ASTER数据以及高分辨率卫星数据等,其中以LANDSAT数据最为普遍。目前国内较权威的卫星遥感数据均来自地理空间数据云共享,获取方式分免费下载和商业购买两种。
图1-1 遥感影像的获取方式(地理空间数据云)目前城市规划中常用的遥感数据来自LANDSAT-7/LANDSAT-8卫星,数据信息如下:空间参考GCS_WGS_1984、基准面D_WGS_1984、分辨率30米。
3. 软件准备
推荐使用的软件为“ENVI 5.1 版”,简单介绍一下ENVI:它是一个完整的遥感图像处理平台,应用汇集中的软件处理技术覆盖了图像数据的输入/输出、图像定标、图像增强、纠正、正射校正、镶嵌、数据融合以及各种变换、信息提取、图像分类、基于知识的决策树分类、与GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷达数据处理、三维立体显示分析。
ENVI处理遥感影像更加专业,鉴于此文归属《规划师的ArcGIS应用手册》且下文介绍的“监督分类”功能GIS软件亦能胜任,故在此且不谈ENVI软件的处理,月月小鸟推荐给大家的软件为:ArcGIS for Desktop 10.2 版。
4. 用地解译
月月小鸟在此以马鞍山市的遥感影像解译为例,说明具体的操作步。首先要在地理空间数据云下载相关遥感影像,本次选用文件编号LC818088LGN00,文件包含的内容如下图所示:
图4-1 遥感影像内容列表和B1波段示意4.1 波段合成
使用“Date Management Tools|栅格|栅格处理|波段合成”命令对遥感波段进行波段合成,输出并保存栅格数据集。
在此只需选择B1至B7波段合成即可,其它波段暂且不管。使用“Spatial Analyst Tools|提取分析|按掩膜提取” 命令按照规划范围裁剪,输出并保存栅格数据集。
图4-2 “波段合成”工具参数4.2 波段显示
在ArcMap中加载裁剪后影像,双击打开“图层属性|符号系统”设置如下参数:红色(Band_4)、绿色(Band_3)、蓝色(Band_2)。
图4-3 符号系统参数设置可视化效果如下图所示:
图4-4 Band_432配色可视化效果
写到这里,月月小鸟简单介绍一下波段组合的可视化效果和常用组合模式:
【Band_543】标准假彩色合成,用于植被相关的监测,植被显示为红色、越健康越亮
【Band_764】假彩色合成,用于城市监测
【Band_564】假彩色合成,有效区分陆地和水体
【Band_753】假彩色合成,具有良好的大气透射
【Band_652】假彩色合成,用于农作物监测,农作物显示为高亮绿、裸地为品红
【Band_632】假彩色合成,突出裸露地表的一些景观
【Band_571】假彩色合成,有效监测植被和水体
选用的【Band_432】被称为“真彩色合成”,写到这里就顺便看一下练习数据八种模式的可视化差异,如下图所示:
图4-5 不同波段组合的可视化差异4.3 创建特征文件
免费遥感影像分辨率为30m*30m,精度相对较低。根据需求进行分类,月月小鸟在此预先设定“建设用地、河流湖泊、林绿地,裸土地”的分类需求。在ArcMap中新建一个空白的shp面文件,加载并进入编辑模式。按下图所示参数绘制识别文件:
图4-6 识别文件属性表其中,字段名为class,urban代表建设用地、water代表河流湖泊、green代表林绿地、luodi代表裸地。识别shp文件成果如下图所示:
图4-7 用地识别shp文件基于此识别文件,使用“Spatial Analyst Tools|多源分析|创建特征文件”命令来创建识别特征文件,命名“shibie.CSG”。
图4-8 “创建特征文件”工具参数参数设置:输入栅格波段“裁剪后tiff文件”,输入栅格数据或要素样本数据“识别shp文件”,样本字段“id或class”。
4.4 用地分类识别
使用“Spatial Analyst Tools|多源分析|最大似然法分类”命令,参数设置如下:
图4-9 “最大似然法分类”工具参数输入栅格波段:“裁剪后tiff文件”,输入特征文件“shibie.CSG”,其余默认。
输出并保存栅格,调整可视化效果(添加图例、比例尺)。
图4-10 用地解译成果图
图4-11 原始遥感影像真彩色图双击打开属性表, “COUNT”字段代表此类栅格像元格的总数。每个像元格面积为900平方米,据此可进行面积统计:
建设用地,14234.67ha;河流湖泊,3311.10ha
林绿地,14256.54ha;裸土地,4232.43ha
遥感影像的用地解译操作到此就结束,是不是觉得有点简单粗暴?对的,规划用遥感就是如此简单粗暴,只为了反映问题,不求绝对精确。结论?就是出张用地现状哈。希望这篇分享大家能喜欢,不足之处还请见谅。欢迎讨论!