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书名：遥感技术与应用实验教程
定价：39.0
ISBN：9787030556004
作者：孔祥生 等
版次：1
出版时间：2017-12
内容提要：
本书是在系统总结教学和科研经验的基础上编写而成，介绍遥感图像处理软件ENVI的主要功能和基本操作，从遥感技术基本理论和概念入手，结合案例重点阐述遥感技术与应用相关实验教学规程，主要包括遥感数据预处理、图像增强、图像分类、矢量功能、空间分析、光谱分析、专题地图制作等图像处理实验和行星反射率、地表反射率、地表发射率、地表温度等定量遥感信息提取专题实验和遥感综合实习等内容。
目录：
目录
实验一 ENVI遥感图像处理软件基础 1
实验二 波段运算和光谱运算 6
实验三 普朗克黑体辐射定律数值模拟 20
实验四 卫星过境时刻日地距离计算 26
实验五 地物光谱野外测量 29
实验六 View_SPECPR分析USGS Splib光谱数据 43
实验七 免费卫星遥感数据网络下载 61
实验八 卫星遥感数据行星反射率计算 74
实验九 几何校正处理 87
实验十 卫星遥感数据大气辐射校正处理 98
实验十一 卫星遥感影像镶嵌与裁剪 116
实验十二 多光谱卫星数据K-T变换增强处理 126
实验十三 卫星遥感影像监督分类与精度评价 136
实验十四 卫星遥感影像非监督分类处理与精度评价 146
实验十五 ERS雷达遥感数据特征分析 155
实验十六 卫星遥感数据三维显示与路径飞行设计 158
实验十七 Landsat ETM+SLC-off数据条带填充 166
实验十八 基于TISI的MSG/SEVIRI静止气象卫星遥感数据地表发射率反演 170
实验十九 Landsat8 OLI卫星遥感数据地表温度反演 176
实验二十 遥感综合实习 183
主要参考文献 194
在线试读：
实验一 ENVI遥感图像处理软件基础
一、实验目的
掌握目前主流遥感图像处理软件的主要功能、目录结构，掌握ENVI软件的数据输入、显示等功能，为后续实验奠定基础。
二、实验内容
（1）ENVI的主要功能菜单、目录结构。
（2）遥感数据输入打开、显示、查看、存储。
三、原理与方法
正确读取遥感数据是遥感数据处理的第*步，也是关键一步。常用的遥感数据处理系统有ENVI、ERDAS和PCI等。本书涉及的实验内容主要采用ENVI软件进行操作。
ENVI版本主要有ENVI4.5、ENVI4.6、ENVI4.7、ENVI4.8、ENVI5.0、ENVI5.1等不同版本。从ENVI5.0开始，其运行界面与传统界面不同，为保持与传统界面操作的连续性，保留了经典的操作模式（Classic）。
ENVI是一个完整的遥感图像处理平台，其软件处理技术包括图像数据的输入/输出、定标、图像增强、辐射校正、几何校正、图像镶嵌与裁剪、数据融合、数据变换、信息提取、图像分类、与GIS数据融合、三维显示、雷达数据处理、波谱分析和高光谱分析等功能，它与IDL有机结合在一起，构成了强大的遥感数据处理平台工具。ENVI支持所有的UNIX、Mac OS X和Linux系统，以及PC机上的Microsoft Windows2000 Professional、Windows XP Professional、Windows Vista、Windows7等操作系统。
ENVI具有六个主要特点。
（1）操作简单，易学易用，具有灵活、友好的界面。
（2）先进、可靠的图像分析工具。
（3）专业的光谱分析工具，高光谱分析一直处于世界*先地位。
（4）扩展性好。随心所欲扩展新功能，底层的IDL语言可以帮助用户轻松地添加、扩展ENVI功能，甚至开发、定制自己的专业遥感图像处理平台。
（5）流程化、向导式的图像处理工具，ENVI将众多主流的图像处理过程集成到流程化（Workflow）图像处理工具中，进一步提高了图像处理的效率。
（6）与ArcGIS完美地结合。从2007年开始，与ESRI公司的全面合作，为遥感与GIS的一体化集成提供了一个典型的解决方案。
ENVI支持多种遥感数据类型。按照不同的分类标准，遥感数据可以分为不同的数据类型。按照传感器工作方式的差异，可将遥感数据分为雷达数据和光学数据；按照传感器平台高低，可将遥感数据分为地面数据、航空数据和卫星数据。雷达数据与光学遥感数据成像机理有很大的不同，雷达数据的处理一般由专门的软件或者是专门的模块来完成。
遥感数据存储格式多种多样，其存储格式主要有BSQ、BIP、BIL三种。
（1）BSQ（band sequential）数据格式。BSQ格式是按波段顺序依次排列的数据格式。
（2）BIP（band interleaved by pixel）数据格式。在BIP格式中，每个像元按波段顺序交叉排序。数据排序遵循以下规律：第*波段第*行第*个像素位居第*，第二波段第*行第*个像素位居第二，以此类推，第n波段第*行第*个像素位居第n位；然后第*波段第*行第二个像素位居第n+1位；第二波段第*行第二个像素位居第n+2位；其余数据排列依次类推。
（3）BIL（band interleaved line）数据格式。BIL格式是逐行按波段顺序排列，数据排列遵循以下规律：第*波段第*行第*个像素位居第*，第*波段第*行第二个像素位居第二，以此类推，第*波段第*行第n个像素位居第n位；然后第二波段第*行第*个像素位居第n+1位，第二波段第*行第二个像素位居n+2位；其余数据排列位置依次类推。
三种格式适用于不同的情况，可以相互转换。BSQ格式*适合于对单个波谱波段中任何部分的空间（x，y）存取，便于图像的浏览和显示；BIP格式为图像数据波谱的存取提供*佳性能。BIL格式提供了空间和波谱处理之间的一种折中方式。ENVI大气辐射校正处理中，必须使用BIL或者BIP格式。
遥感数据一般由数据文件和元数据文件构成。数据文件记录地物的特性，有tiff格式、HDF、raw格式等。元数据就是描述数据的数据，如Landsat系列卫星的元数据文件扩展名有*.wo、*_MTL.txt等，Spot的元数据文件扩展名为*.DIM。
四、实习仪器与数据
（1）ENVI5.0 Classic。
（2）Landsat OLI数据（Path/Row=119/34，时间为2015年4月20）。
五、实验步骤
1. 安装ENVI5.0
根据计算机操作系统（Win7分为32位和64位），选择合适的安装版本，按照提示完成安装。
2. 启动ENVI5.0 Classic
ENVI有三种启动方式，一种是启动ENVI；二种是启动ENVI+IDL；第三种是先启动IDL，在IDL下启动ENVI。
ENVI启动：程序→ENVI5.0→Tools→ENVI Classic。
ENVI启动后，显示ENVI主菜单界面（图1-1），表1-1描述了ENVI的主菜单功能。
图1-1 ENVI Classic主菜单
表1-1 ENVI主菜单操作功能说明
3. ENVI目录文件结构
ENVI在默认安装路径“C：\Program Files\Exelis\ENVI50”目录下安装了相应的文件，其中主要文件目录如下所述。
Bin：ENVI运行目录。
Data：遥感数据目录，存放示例遥感数据。
Filt_func：传感器光谱库响应函数文件目录。常见的传感器光谱响应函数有Aster、Modis、Spot、LandsatTM/ETM+，ENVI5.0增加了Landsat8 OLI传感器光谱响应函数。
Help：ENVI的帮助文档。
Lib：IDL生成的可编译程序，用于二次开发。
Map_proj：投影信息目录。投影信息多为文本格式，客户可以进行定制。
Menu：ENVI菜单文件目录，多为文本文件，用户可以修改。
Save：IDL可视化语言编译好的、可执行的ENVI程序目录。
Save_add：用户自主研发的各种补丁程序目录。补丁程序一般为IDL研发，经编译运行导出，文件名为*.sav，也可以是经过编译后的过程或函数文件*.PRO。
Spec_lib：地物波谱库目录。存放一些科研机构/大学在实验室和野外测量的不同地物及矿物的光谱数据，用户也可以在野外或者实验室环境下采集地物光谱，构建光谱库。
4. ENVI数据输入
输入就是将待处理的遥感数据导入ENVI中，常称之为打开数据。遥感数据格式多样，其打开的方式也不尽相同，一般有通用格式数据打开和特定格式数据打开两种。一些传感器数据，需要安装单独的补丁程序才能打开。总之，遥感数据格式的多样性及快速发展，需要用户及时补充数据、读取补丁程序或者更新软件版本。
1）指定格式数据打开
点击ENVI Classic→File→OpenExternal File→Landsat→GeoTIFF with Metadata，选择元数据文件LC81190342015110LGN00_MTL.txt，即可打开Landsat8 OLI数据（图1-2）。
图1-2 ENVI Classic图像显示窗口
a. 图像窗口；b. 滚动窗口；c. 放大窗口
2）一般格式数据打开
点击ENVI Classic→File→OpenImage File，选择一般格式数据文件即可。
5. ENVI数据显示
ENVI用三个窗口显示数据，用波段列表来显示打开数据的波段。数据显示有灰度显示和RGB彩色显示两种方式。
点击图1-3所示波段列表中的RGB Color，在R、G、B选项框中分别选择SWIR2、NIR、Green三个通道，之后点击Load RGB，在视窗中打开要显示的图像。
图1-3 ENVI Classic波段列表
图像窗口：显示原始分辨率遥感图像。
滚动窗口：完整显示一整幅图像，用于快速移动显示图像位置。
放大窗口：放大图像窗口，默认为4倍。
三个窗口组合使用，可以快速定位、浏览图像。
波段列表：显示打开图像的波段名称、中心波长等信息。
6. 数据输出
点击ENVI Classic→File→Save File As，选择不同的数据格式，如ENVI Standard、ArcView Raster、ERDAS IMAGINE、PCI及TIFF/GeoTIFF等。
六、撰写实验报告
按照实习报告格式要求撰写，重点内容包括：ENVI目录结构、图像打开方式、图像窗口构成、波段列表、图像输出方式等。
实验二 波段运算和光谱运算
一、实验目的
掌握ENVI波段运算（Band Math）和光谱运算（Spectral Math）的语法规则，学会使用波段运算和光谱运算设计满足遥感信息提取计算方法。
二、实验内容
（1）波段运算和光谱运算语法规则。
（2）计算一幅Landsat遥感影像的NDVI。
（3）计算Landsat遥感影像典型地物平均光谱曲线。
三、原理与方法
遥感图像处理和信息提取依赖于算法来实现。遥感图像处理和应用中，往往需要编写算法满足用户功能需求。遥感图像软件（如ENVI等）的功能模块是封装完备的，操作简便，易于上手，但难以满足个性化的需求，可以使用专门的编程软件来实现，但编程软件构成复杂。本实验讲解ENVI的波段运算和光谱运算，介绍NDVI波段计算和光谱均值计算功能。
1. 波段运算
波段运算是ENVI中一个灵活的遥感图像处理工具，本质就是对一个或者多个波段按照公式逐像元进行计算的过程。
图2-1描述了三个波段求和的处理过程。表达式框中有三个变量b1、b2和b3，每一个变量都代表图像的一个波段，求和的结果是生成一个新的图像。如将一个文件赋值给b1，而b2和b3则被赋值为单个波段，结果则是文件与b2和b3的和图像。需要注意的是，参与运算的文件和波段，必须满足空间坐标系相同和空间大小完全一致等两个条件。
图2-1 波段运算表达式示意
定价：39.0
ISBN：9787030556004
作者：孔祥生 等
版次：1
出版时间：2017-12
内容提要：
本书是在系统总结教学和科研经验的基础上编写而成，介绍遥感图像处理软件ENVI的主要功能和基本操作，从遥感技术基本理论和概念入手，结合案例重点阐述遥感技术与应用相关实验教学规程，主要包括遥感数据预处理、图像增强、图像分类、矢量功能、空间分析、光谱分析、专题地图制作等图像处理实验和行星反射率、地表反射率、地表发射率、地表温度等定量遥感信息提取专题实验和遥感综合实习等内容。
目录：
目录
实验一 ENVI遥感图像处理软件基础 1
实验二 波段运算和光谱运算 6
实验三 普朗克黑体辐射定律数值模拟 20
实验四 卫星过境时刻日地距离计算 26
实验五 地物光谱野外测量 29
实验六 View_SPECPR分析USGS Splib光谱数据 43
实验七 免费卫星遥感数据网络下载 61
实验八 卫星遥感数据行星反射率计算 74
实验九 几何校正处理 87
实验十 卫星遥感数据大气辐射校正处理 98
实验十一 卫星遥感影像镶嵌与裁剪 116
实验十二 多光谱卫星数据K-T变换增强处理 126
实验十三 卫星遥感影像监督分类与精度评价 136
实验十四 卫星遥感影像非监督分类处理与精度评价 146
实验十五 ERS雷达遥感数据特征分析 155
实验十六 卫星遥感数据三维显示与路径飞行设计 158
实验十七 Landsat ETM+SLC-off数据条带填充 166
实验十八 基于TISI的MSG/SEVIRI静止气象卫星遥感数据地表发射率反演 170
实验十九 Landsat8 OLI卫星遥感数据地表温度反演 176
实验二十 遥感综合实习 183
主要参考文献 194
在线试读：
实验一 ENVI遥感图像处理软件基础
一、实验目的
掌握目前主流遥感图像处理软件的主要功能、目录结构，掌握ENVI软件的数据输入、显示等功能，为后续实验奠定基础。
二、实验内容
（1）ENVI的主要功能菜单、目录结构。
（2）遥感数据输入打开、显示、查看、存储。
三、原理与方法
正确读取遥感数据是遥感数据处理的第*步，也是关键一步。常用的遥感数据处理系统有ENVI、ERDAS和PCI等。本书涉及的实验内容主要采用ENVI软件进行操作。
ENVI版本主要有ENVI4.5、ENVI4.6、ENVI4.7、ENVI4.8、ENVI5.0、ENVI5.1等不同版本。从ENVI5.0开始，其运行界面与传统界面不同，为保持与传统界面操作的连续性，保留了经典的操作模式（Classic）。
ENVI是一个完整的遥感图像处理平台，其软件处理技术包括图像数据的输入/输出、定标、图像增强、辐射校正、几何校正、图像镶嵌与裁剪、数据融合、数据变换、信息提取、图像分类、与GIS数据融合、三维显示、雷达数据处理、波谱分析和高光谱分析等功能，它与IDL有机结合在一起，构成了强大的遥感数据处理平台工具。ENVI支持所有的UNIX、Mac OS X和Linux系统，以及PC机上的Microsoft Windows2000 Professional、Windows XP Professional、Windows Vista、Windows7等操作系统。
ENVI具有六个主要特点。
（1）操作简单，易学易用，具有灵活、友好的界面。
（2）先进、可靠的图像分析工具。
（3）专业的光谱分析工具，高光谱分析一直处于世界*先地位。
（4）扩展性好。随心所欲扩展新功能，底层的IDL语言可以帮助用户轻松地添加、扩展ENVI功能，甚至开发、定制自己的专业遥感图像处理平台。
（5）流程化、向导式的图像处理工具，ENVI将众多主流的图像处理过程集成到流程化（Workflow）图像处理工具中，进一步提高了图像处理的效率。
（6）与ArcGIS完美地结合。从2007年开始，与ESRI公司的全面合作，为遥感与GIS的一体化集成提供了一个典型的解决方案。
ENVI支持多种遥感数据类型。按照不同的分类标准，遥感数据可以分为不同的数据类型。按照传感器工作方式的差异，可将遥感数据分为雷达数据和光学数据；按照传感器平台高低，可将遥感数据分为地面数据、航空数据和卫星数据。雷达数据与光学遥感数据成像机理有很大的不同，雷达数据的处理一般由专门的软件或者是专门的模块来完成。
遥感数据存储格式多种多样，其存储格式主要有BSQ、BIP、BIL三种。
（1）BSQ（band sequential）数据格式。BSQ格式是按波段顺序依次排列的数据格式。
（2）BIP（band interleaved by pixel）数据格式。在BIP格式中，每个像元按波段顺序交叉排序。数据排序遵循以下规律：第*波段第*行第*个像素位居第*，第二波段第*行第*个像素位居第二，以此类推，第n波段第*行第*个像素位居第n位；然后第*波段第*行第二个像素位居第n+1位；第二波段第*行第二个像素位居第n+2位；其余数据排列依次类推。
（3）BIL（band interleaved line）数据格式。BIL格式是逐行按波段顺序排列，数据排列遵循以下规律：第*波段第*行第*个像素位居第*，第*波段第*行第二个像素位居第二，以此类推，第*波段第*行第n个像素位居第n位；然后第二波段第*行第*个像素位居第n+1位，第二波段第*行第二个像素位居n+2位；其余数据排列位置依次类推。
三种格式适用于不同的情况，可以相互转换。BSQ格式*适合于对单个波谱波段中任何部分的空间（x，y）存取，便于图像的浏览和显示；BIP格式为图像数据波谱的存取提供*佳性能。BIL格式提供了空间和波谱处理之间的一种折中方式。ENVI大气辐射校正处理中，必须使用BIL或者BIP格式。
遥感数据一般由数据文件和元数据文件构成。数据文件记录地物的特性，有tiff格式、HDF、raw格式等。元数据就是描述数据的数据，如Landsat系列卫星的元数据文件扩展名有*.wo、*_MTL.txt等，Spot的元数据文件扩展名为*.DIM。
四、实习仪器与数据
（1）ENVI5.0 Classic。
（2）Landsat OLI数据（Path/Row=119/34，时间为2015年4月20）。
五、实验步骤
1. 安装ENVI5.0
根据计算机操作系统（Win7分为32位和64位），选择合适的安装版本，按照提示完成安装。
2. 启动ENVI5.0 Classic
ENVI有三种启动方式，一种是启动ENVI；二种是启动ENVI+IDL；第三种是先启动IDL，在IDL下启动ENVI。
ENVI启动：程序→ENVI5.0→Tools→ENVI Classic。
ENVI启动后，显示ENVI主菜单界面（图1-1），表1-1描述了ENVI的主菜单功能。
图1-1 ENVI Classic主菜单
表1-1 ENVI主菜单操作功能说明
3. ENVI目录文件结构
ENVI在默认安装路径“C：\Program Files\Exelis\ENVI50”目录下安装了相应的文件，其中主要文件目录如下所述。
Bin：ENVI运行目录。
Data：遥感数据目录，存放示例遥感数据。
Filt_func：传感器光谱库响应函数文件目录。常见的传感器光谱响应函数有Aster、Modis、Spot、LandsatTM/ETM+，ENVI5.0增加了Landsat8 OLI传感器光谱响应函数。
Help：ENVI的帮助文档。
Lib：IDL生成的可编译程序，用于二次开发。
Map_proj：投影信息目录。投影信息多为文本格式，客户可以进行定制。
Menu：ENVI菜单文件目录，多为文本文件，用户可以修改。
Save：IDL可视化语言编译好的、可执行的ENVI程序目录。
Save_add：用户自主研发的各种补丁程序目录。补丁程序一般为IDL研发，经编译运行导出，文件名为*.sav，也可以是经过编译后的过程或函数文件*.PRO。
Spec_lib：地物波谱库目录。存放一些科研机构/大学在实验室和野外测量的不同地物及矿物的光谱数据，用户也可以在野外或者实验室环境下采集地物光谱，构建光谱库。
4. ENVI数据输入
输入就是将待处理的遥感数据导入ENVI中，常称之为打开数据。遥感数据格式多样，其打开的方式也不尽相同，一般有通用格式数据打开和特定格式数据打开两种。一些传感器数据，需要安装单独的补丁程序才能打开。总之，遥感数据格式的多样性及快速发展，需要用户及时补充数据、读取补丁程序或者更新软件版本。
1）指定格式数据打开
点击ENVI Classic→File→OpenExternal File→Landsat→GeoTIFF with Metadata，选择元数据文件LC81190342015110LGN00_MTL.txt，即可打开Landsat8 OLI数据（图1-2）。
图1-2 ENVI Classic图像显示窗口
a. 图像窗口；b. 滚动窗口；c. 放大窗口
2）一般格式数据打开
点击ENVI Classic→File→OpenImage File，选择一般格式数据文件即可。
5. ENVI数据显示
ENVI用三个窗口显示数据，用波段列表来显示打开数据的波段。数据显示有灰度显示和RGB彩色显示两种方式。
点击图1-3所示波段列表中的RGB Color，在R、G、B选项框中分别选择SWIR2、NIR、Green三个通道，之后点击Load RGB，在视窗中打开要显示的图像。
图1-3 ENVI Classic波段列表
图像窗口：显示原始分辨率遥感图像。
滚动窗口：完整显示一整幅图像，用于快速移动显示图像位置。
放大窗口：放大图像窗口，默认为4倍。
三个窗口组合使用，可以快速定位、浏览图像。
波段列表：显示打开图像的波段名称、中心波长等信息。
6. 数据输出
点击ENVI Classic→File→Save File As，选择不同的数据格式，如ENVI Standard、ArcView Raster、ERDAS IMAGINE、PCI及TIFF/GeoTIFF等。
六、撰写实验报告
按照实习报告格式要求撰写，重点内容包括：ENVI目录结构、图像打开方式、图像窗口构成、波段列表、图像输出方式等。
实验二 波段运算和光谱运算
一、实验目的
掌握ENVI波段运算（Band Math）和光谱运算（Spectral Math）的语法规则，学会使用波段运算和光谱运算设计满足遥感信息提取计算方法。
二、实验内容
（1）波段运算和光谱运算语法规则。
（2）计算一幅Landsat遥感影像的NDVI。
（3）计算Landsat遥感影像典型地物平均光谱曲线。
三、原理与方法
遥感图像处理和信息提取依赖于算法来实现。遥感图像处理和应用中，往往需要编写算法满足用户功能需求。遥感图像软件（如ENVI等）的功能模块是封装完备的，操作简便，易于上手，但难以满足个性化的需求，可以使用专门的编程软件来实现，但编程软件构成复杂。本实验讲解ENVI的波段运算和光谱运算，介绍NDVI波段计算和光谱均值计算功能。
1. 波段运算
波段运算是ENVI中一个灵活的遥感图像处理工具，本质就是对一个或者多个波段按照公式逐像元进行计算的过程。
图2-1描述了三个波段求和的处理过程。表达式框中有三个变量b1、b2和b3，每一个变量都代表图像的一个波段，求和的结果是生成一个新的图像。如将一个文件赋值给b1，而b2和b3则被赋值为单个波段，结果则是文件与b2和b3的和图像。需要注意的是，参与运算的文件和波段，必须满足空间坐标系相同和空间大小完全一致等两个条件。
图2-1 波段运算表达式示意