『規劃師的ArcGIS應用手冊』- 遙感影像的用地解譯

遙感技術範疇相當大，不是這篇文章能夠覆蓋的。在這裡月月小鳥只想從一個規劃師的角度，淺談遙感影像的如何為規劃師所用。使用低解析度的免費遙感影像作為較大尺度下城市基礎數據的來源之一，是數據獲取和數據更新的重要途徑。

1. 概念闡釋

1.1 遙感技術

從高空或外層空間接收來自地球表層各類地理的電磁波信息，並通過這些信息進行掃描、攝影、傳輸和處理，對地表各類地物和現象進行遠距離控測和識別的綜合技術。

1.2 遙感影像

遙感數據的獲取是太陽輻射經大氣層到達地面被地物反射後再次穿過大氣層被遙感感測器接收，根據遙感平台的高度可以分為航天遙感、衛星遙感和地面遙感三種。

2. 數據獲取

城市規劃主要使用的是衛星遙感數據，常見的數據來源有LANDSAT數據、SPOT數據、RADARSAT數據、ASTER數據以及高解析度衛星數據等，其中以LANDSAT數據最為普遍。目前國內較權威的衛星遙感數據均來自地理空間數據云共享，獲取方式分免費下載和商業購買兩種。

目前城市規劃中常用的遙感數據來自LANDSAT-7/LANDSAT-8衛星，數據信息如下：空間參考GCS_WGS_1984、基準面D_WGS_1984、解析度30米。

3. 軟體準備

推薦使用的軟體為「ENVI 5.1 版」，簡單介紹一下ENVI：它是一個完整的遙感圖像處理平台，應用彙集中的軟體處理技術覆蓋了圖像數據的輸入/輸出、圖像定標、圖像增強、糾正、正射校正、鑲嵌、數據融合以及各種變換、信息提取、圖像分類、基於知識的決策樹分類、與GIS的整合、DEM及地形信息提取、雷達數據處理、三維立體顯示分析。

ENVI處理遙感影像更加專業，鑒於此文歸屬《規劃師的ArcGIS應用手冊》且下文介紹的「監督分類」功能GIS軟體亦能勝任，故在此且不談ENVI軟體的處理，月月小鳥推薦給大家的軟體為：ArcGIS for Desktop 10.2 版。

4. 用地解譯

月月小鳥在此以馬鞍山市的遙感影像解譯為例，說明具體的操作步。首先要在地理空間數據云下載相關遙感影像，本次選用文件編號LC81200382016088LGN00，文件包含的內容如下圖所示：

4.1 波段合成

使用「Date Management Tools｜柵格｜柵格處理｜波段合成」命令對遙感波段進行波段合成，輸出並保存柵格數據集。

在此只需選擇B1至B7波段合成即可，其它波段暫且不管。使用「Spatial Analyst Tools｜提取分析｜按掩膜提取」 命令按照規劃範圍裁剪，輸出並保存柵格數據集。

4.2 波段顯示

在ArcMap中載入裁剪後影像，雙擊打開「圖層屬性｜符號系統」設置如下參數：紅色（Band_4）、綠色（Band_3）、藍色（Band_2）。

可視化效果如下圖所示：

寫到這裡，月月小鳥簡單介紹一下波段組合的可視化效果和常用組合模式：

【Band_543】標準假彩色合成，用於植被相關的監測，植被顯示為紅色、越健康越亮

【Band_764】假彩色合成，用於城市監測

【Band_564】假彩色合成，有效區分陸地和水體

【Band_753】假彩色合成，具有良好的大氣透射

【Band_652】假彩色合成，用於農作物監測，農作物顯示為高亮綠、裸地為品紅

【Band_632】假彩色合成，突出裸露地表的一些景觀

【Band_571】假彩色合成，有效監測植被和水體

選用的【Band_432】被稱為「真彩色合成」，寫到這裡就順便看一下練習數據八種模式的可視化差異，如下圖所示：

4.3 創建特徵文件

免費遙感影像解析度為30m*30m，精度相對較低。根據需求進行分類，月月小鳥在此預先設定「建設用地、河流湖泊、林綠地，裸土地」的分類需求。在ArcMap中新建一個空白的shp面文件，載入並進入編輯模式。按下圖所示參數繪製識別文件：

其中，欄位名為class，urban代表建設用地、water代表河流湖泊、green代表林綠地、luodi代表裸地。識別shp文件成果如下圖所示：

基於此識別文件，使用「Spatial Analyst Tools｜多源分析｜創建特徵文件」命令來創建識別特徵文件，命名「shibie2016.CSG」。

參數設置：輸入柵格波段「裁剪後tiff文件」，輸入柵格數據或要素樣本數據「識別2016shp文件」，樣本欄位「id或class」。

4.4 用地分類識別

使用「Spatial Analyst Tools｜多源分析｜最大似然法分類」命令，參數設置如下：

輸入柵格波段：「裁剪後tiff文件」，輸入特徵文件「shibie2016.CSG」，其餘默認。

輸出並保存柵格，調整可視化效果（添加圖例、比例尺）。

雙擊打開屬性表， 「COUNT」欄位代表此類柵格像元格的總數。每個像元格面積為900平方米，據此可進行面積統計：

建設用地，14234.67ha；河流湖泊，3311.10ha

林綠地 ，14256.54ha；裸土地 ，4232.43ha

遙感影像的用地解譯操作到此就結束，是不是覺得有點簡單粗暴？對的，規劃用遙感就是如此簡單粗暴，只為了反映問題，不求絕對精確。結論？就是出張用地現狀哈。希望這篇分享大家能喜歡，不足之處還請見諒。歡迎討論！

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