《遙感數(shù)據(jù)處理與地理信息系統(tǒng)》課件

《遙感數(shù)據(jù)處理與地理信息系統(tǒng)》本課程介紹遙感數(shù)據(jù)處理和地理信息系統(tǒng)（GIS）的基本原理、技術(shù)和應(yīng)用。課程簡(jiǎn)介課程目標(biāo)了解遙感技術(shù)和GIS的基本原理和應(yīng)用。掌握遙感數(shù)據(jù)處理和GIS的基本操作。能夠運(yùn)用遙感和GIS技術(shù)解決實(shí)際問(wèn)題。課程內(nèi)容遙感技術(shù)概述遙感數(shù)據(jù)處理地理信息系統(tǒng)概述遙感與GIS的集成應(yīng)用遙感技術(shù)概述定義遙感是指通過(guò)傳感器獲取目標(biāo)物體的電磁輻射信息，并進(jìn)行分析解釋的技術(shù)。特點(diǎn)覆蓋范圍廣、獲取信息快、可重復(fù)性強(qiáng)、非接觸式。應(yīng)用領(lǐng)域資源調(diào)查、環(huán)境監(jiān)測(cè)、災(zāi)害預(yù)警、城市規(guī)劃、農(nóng)業(yè)管理、軍事偵察等。遙感影像獲取傳感器主動(dòng)傳感器：主動(dòng)發(fā)射電磁波，如雷達(dá)。被動(dòng)傳感器：接收目標(biāo)物體的反射或發(fā)射的電磁波，如航空相機(jī)。平臺(tái)衛(wèi)星平臺(tái)：如Landsat、Sentinel-2。航空平臺(tái)：如飛機(jī)、無(wú)人機(jī)。地面平臺(tái)：如地面測(cè)量?jī)x器。遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理噪聲去除消除遙感數(shù)據(jù)中噪聲的影響，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量。幾何校正校正遙感圖像的幾何失真，使其與地理坐標(biāo)系一致。輻射校正校正遙感圖像的輻射誤差，使其能夠反映真實(shí)地物的輻射特性。大氣校正消除大氣對(duì)遙感圖像的影響，使圖像更準(zhǔn)確地反映地表信息。幾何校正目標(biāo)將遙感圖像配準(zhǔn)到已知的地理坐標(biāo)系。方法控制點(diǎn)法、多項(xiàng)式法、正射校正。工具ENVI、ArcGIS、ERDASIMAGINE等。輻射校正1輻射誤差傳感器、大氣、地形等因素造成的輻射誤差。2校正方法黑體校正、亮度校正、大氣校正。3校正目的消除輻射誤差，使圖像更準(zhǔn)確地反映地物真實(shí)輻射特性。大氣校正大氣散射大氣中的氣體分子和氣溶膠對(duì)電磁波的散射。大氣吸收大氣中的氣體分子和氣溶膠對(duì)電磁波的吸收。校正方法暗像元法、輻射傳輸模型法、經(jīng)驗(yàn)法。校正目的消除大氣影響，使圖像更準(zhǔn)確地反映地表反射率。遙感圖像增強(qiáng)1對(duì)比度增強(qiáng)2色彩增強(qiáng)3空間增強(qiáng)4邊緣增強(qiáng)5圖像融合提高圖像的可視性和信息提取能力。遙感圖像分類(lèi)1監(jiān)督分類(lèi)利用已知地物樣本進(jìn)行分類(lèi)。2無(wú)監(jiān)督分類(lèi)根據(jù)圖像的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行分類(lèi)。3分類(lèi)結(jié)果將圖像中的像素劃分到不同的類(lèi)別，如土地利用類(lèi)型、植被類(lèi)型等。監(jiān)督分類(lèi)1樣本選擇選擇代表不同地物的訓(xùn)練樣本。2訓(xùn)練分類(lèi)器根據(jù)訓(xùn)練樣本訓(xùn)練分類(lèi)器。3圖像分類(lèi)利用分類(lèi)器對(duì)圖像進(jìn)行分類(lèi)。4結(jié)果評(píng)估評(píng)估分類(lèi)結(jié)果的精度。無(wú)監(jiān)督分類(lèi)基于聚類(lèi)分析根據(jù)像素的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行聚類(lèi)。分類(lèi)結(jié)果將圖像中的像素劃分到不同的類(lèi)別。地理信息系統(tǒng)概述地理信息系統(tǒng)（GIS）是用來(lái)存儲(chǔ)、管理、分析和顯示地理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型矢量模型將地理空間數(shù)據(jù)表示為點(diǎn)、線、面等幾何圖形。柵格模型將地理空間數(shù)據(jù)表示為矩陣形式，每個(gè)像素代表一個(gè)空間單元。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集GPS全球定位系統(tǒng)，用于獲取地理坐標(biāo)。遙感通過(guò)傳感器獲取遙感數(shù)據(jù)。地圖數(shù)字化將紙質(zhì)地圖數(shù)字化，轉(zhuǎn)換為GIS數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)1數(shù)據(jù)庫(kù)將GIS數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，方便管理和檢索。2數(shù)據(jù)格式矢量數(shù)據(jù)格式：Shapefile、GeoJSON。柵格數(shù)據(jù)格式：GeoTIFF、柵格數(shù)據(jù)庫(kù)。3數(shù)據(jù)管理對(duì)GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、維護(hù)和更新。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理數(shù)據(jù)錄入將采集的GIS數(shù)據(jù)錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。數(shù)據(jù)編輯對(duì)GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行修改和更新。數(shù)據(jù)分析對(duì)GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析和統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)可視化將GIS數(shù)據(jù)可視化為地圖、圖表等。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析1空間分析2緩沖區(qū)分析3疊加分析4網(wǎng)絡(luò)分析5空間統(tǒng)計(jì)對(duì)GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析和統(tǒng)計(jì)分析，提取有價(jià)值的信息。地圖制圖技術(shù)1地圖投影將地球表面上的地理坐標(biāo)投影到平面坐標(biāo)系。2地圖符號(hào)化使用不同的符號(hào)表示地圖上的不同地物。3地圖布局設(shè)計(jì)地圖的布局，使地圖信息清晰易懂。遙感與地理信息系統(tǒng)的集成1數(shù)據(jù)融合將遙感數(shù)據(jù)和GIS數(shù)據(jù)整合在一起。2信息提取從遙感數(shù)據(jù)中提取地物信息，并與GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。3空間分析對(duì)整合后的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，解決實(shí)際問(wèn)題。遙感與GIS在城市規(guī)劃中的應(yīng)用土地利用規(guī)劃利用遙感數(shù)據(jù)分析城市土地利用現(xiàn)狀，為城市規(guī)劃提供依據(jù)。城市環(huán)境監(jiān)測(cè)利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)城市環(huán)境質(zhì)量，如大氣污染、水體污染等。交通規(guī)劃利用遙感數(shù)據(jù)分析城市交通流量，為交通規(guī)劃提供依據(jù)。遙感與GIS在農(nóng)林業(yè)中的應(yīng)用作物估產(chǎn)利用遙感數(shù)據(jù)估算作物產(chǎn)量，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物病蟲(chóng)害，及時(shí)采取防治措施。林業(yè)資源調(diào)查利用遙感數(shù)據(jù)調(diào)查森林資源，如森林面積、森林類(lèi)型等。遙感與GIS在資源環(huán)境中的應(yīng)用水資源監(jiān)測(cè)利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)水資源狀況，如水體面積、水質(zhì)變化等。土壤侵蝕監(jiān)測(cè)利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)土壤侵蝕狀況，為水土保持提供依據(jù)。環(huán)境污染監(jiān)測(cè)利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)環(huán)境污染狀況，如大氣污染、水體污染等。自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)自然災(zāi)害，如洪水、地震、火山爆發(fā)等。遙感與GIS在災(zāi)害管理中的應(yīng)用災(zāi)害預(yù)警利用遙感數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)災(zāi)害發(fā)生，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息。災(zāi)情評(píng)估利用遙感數(shù)據(jù)評(píng)估災(zāi)害損失，為救災(zāi)工作提供依據(jù)。災(zāi)后重建利用遙感數(shù)據(jù)規(guī)劃災(zāi)后重建，幫助災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建。遙感與GIS在交通管理中的應(yīng)用1交通流量監(jiān)測(cè)利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)交通流量，為交通管理提供決策支持。2交通事故分析利用遙感數(shù)據(jù)分析交通事故發(fā)生原因，為交通安全管理提供依據(jù)。3交通規(guī)劃利用遙感數(shù)據(jù)規(guī)劃交通路線，提高交通效率。遙感與GIS在旅游管理中的應(yīng)用景區(qū)資源調(diào)查利用遙感數(shù)據(jù)調(diào)查景區(qū)資源，如森林、河流、景觀等。旅游線路規(guī)劃利用遙感數(shù)據(jù)規(guī)劃旅游路線，優(yōu)化旅游體驗(yàn)。游客流量監(jiān)測(cè)利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)景區(qū)游客流量，為旅游管理提供依據(jù)。遙感與GIS在社會(huì)經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用1人口統(tǒng)計(jì)2經(jīng)濟(jì)發(fā)展分析3社會(huì)發(fā)展分析4城市規(guī)劃5土地利用規(guī)劃利用遙感和GIS數(shù)據(jù)分析社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供決策支持。遙感與GIS的發(fā)展趨勢(shì)1高分辨率遙感遙感圖像分辨率不斷提高，獲取更精細(xì)的地物信息。2多源數(shù)據(jù)融合融合不同類(lèi)型的遙感數(shù)據(jù)，提高信息提取精度。3人工智