IDRISI遥感图像处理与地理信息系统教程

第1章 绪言 1

1．1 IDRISI简介 1

1．2 关于软件开发 1

1．3 IDRISI不是一个缩写 2

1．4 IDRISI概述 2

第2章 GIS介绍 4

2．1 GIS的组成 4

2．1．1 空间与属性数据库 5

2．1．2 制图显示系统 5

2．1．3 地图数字化系统 5

2．1．4 数据库管理系统 5

2．1．5 地理分析系统 6

2．1．6 图像处理系统 7

2．1．7 统计分析系统 7

2．1．8 决策支持系统 7

2．2 地图数据表达 7

2．2．1 矢量 7

2．2．2 栅格 8

2．2．3 栅格与矢量比较 8

2．3 地理数据库概念 9

2．3．1 数据组织 9

2．3．2 地理参考坐标 10

2．4 GIS分析 10

2．4．1 分析工具 10

2．4．2 分析操作 13

2．5 GIS的理念 15

第3章 遥感与图像处理概述 16

3．1 定义 16

3．2 基本概念 17

3．2．1 能源 17

3．2．2 波长 17

3．2．3 相互作用机理 18

3．2．4 光谱响应模式 18

3．2．5 多光谱遥感 20

3．2．6 高光谱遥感 21

3．3 传感器/遥感平台 21

3．3．1 航空摄影 21

3．3．2 航空摄像 23

3．3．3 基于卫星的扫描系统 23

3．4 数字图像处理 26

3．4．1 概述 26

3．4．2 图像修复 27

3．4．3 图像增强 28

3．4．4 图像分类 29

3．4．5 图像变换 32

3．5 结论 34

第4章 IDRISI系统概述 35

4．1 系统操作 35

4．1．1 IDRISI应用程序窗口 35

4．1．2 菜单系统 35

4．1．3 工具栏 36

4．1．4 状态栏 36

4．1．5 IDRISI管理器 36

4．2 程序模块 37

4．3 项目 37

4．3．1 项目运行文件夹 37

4．3．2 项目资源文件夹 38

4．3．3 项目设置 38

4．4 操作IDRISI对话框 38

4．4．1 选取列表 38

4．4．2 输出文件名 39

4．4．3 覆盖写保护 40

4．5 帮助 40

第5章 地图图层、栅格组文件、矢量集合与数据结构 41

5．1 地图图层 41

5．1．1 图层类型 41

5．1．2 图层名称 42

5．1．3 图层数据文件 42

5．2 矢量图层集 43

5．3 栅格图层组 43

5．3．1 合集和组文件命名约定 44

5．3．2 组文件与合集显示 44

5．4 属性文件 44

5．4．1 数据库表格 44

5．4．2 数值文件 44

5．5 图层文件结构 45

5．5．1 栅格层（．rst） 45

5．5．2 栅格文档文件（．rdc） 47

5．5．3 矢量层（．vct） 49

5．5．4 矢量文档文件（．vdc） 51

5．5．5 属性文件（．mdb和．avl） 52

5．5．6 属性文档文件（．adc） 53

5．5．7 其他文件类型 54

第6章 显示系统 56

6．1 介绍 56

6．2 显示启动器 56

6．2．1 调色板和符号文件 57

6．2．2 高级调色板和符号选择 57

6．2．3 自动拉伸 58

6．2．4 自动显示 59

6．2．5 从IDRISI浏览器中调出地图和图层 59

6．2．6 地图窗口和图层框架 59

6．3 地图合成器 60

6．3．1 添加图层 61

6．3．2 层交互按钮 61

6．3．3 移除图层 62

6．3．4 图层名、类型和可见性 62

6．3．5 图层特性 63

6．3．6 改变显示最小/最大饱和点 64

6．3．7 地图属性 64

6．3．8 特征属性 66

6．3．9 保存地图合成工程 66

6．3．10 打印合成地图 67

6．3．11 拉伸显示 67

6．4 符号工具栏 67

6．5 多媒体浏览器 68

6．6 交互式显示特征 69

6．6．1 移动和调整大小 69

6．6．2 光标查询模式 69

6．6．3 特征属性 69

6．6．4 缩小和放大 70

6．6．5 组链接 70

6．6．6 地点标志 70

6．6．7 长度测量 71

6．6．8 区域测量 71

6．6．9 GPS支持 71

6．7 人机交互屏幕数字化 72

第7章 IDRISI模块 75

7．1 文件菜单 75

7．1．1 通用转换工具 76

7．1．2 官方或数据提供者的数据格式 76

7．1．3 桌面出版系统工具 77

7．1．4 特定软件格式 77

7．2 显示菜单 77

7．3 GIS分析菜单 78

7．3．1 数据库查询子菜单 78

7．3．2 数学计算子菜单 79

7．3．3 距离运算器子菜单 79

7．3．4 邻域运算器子菜单 80

7．3．5 统计子菜单 80

7．3．6 决策支持子菜单 81

7．3．7 变化/时间序列子菜单 82

7．3．8 表面分析菜单 83

7．4 建模菜单 85

7．5 图像处理菜单 86

7．5．1 图像纠正子菜单 86

7．5．2 图像增强子菜单 86

7．5．3 变换子菜单 87

7．5．4 傅里叶分析子菜单 87

7．5．5 特征值计算子菜单 87

7．5．6 硬分类子菜单 88

7．5．7 软分类器/混合分析子菜单 88

7．5．8 分割分类子菜单 89

7．5．9 高光谱图像分析子菜单 89

7．5．10 精度评估子菜单 90

7．6 图像定位菜单 90

7．7 数据进入菜单 90

7．8 窗口列表 91

7．9 帮助菜单 91

7．9．1 快速启动ESRI子菜单 91

第8章 数据库管理器 92

8．1 操作链接表集合 92

8．1．1 启动数据库管理器 92

8．1．2 显示来自数据库管理器的图层 93

8．1．3 使用SQL过滤器进行数据库查询 93

8．2 对过滤后的记录制图 94

8．2．1 移除滤波器 94

8．2．2 通过位置查询 94

8．3 其他数据库操作 94

8．3．1 字段值计算 94

8．3．2 高级交叉相关数据表查询 94

8．3．3 查找特殊记录 95

8．3．4 排序 95

8．3．5 输入或修改数据 95

8．3．6 修改数据表结构 95

8．3．7 指派数据到栅格图层以及从栅格图层提取数据 95

8．3．8 指派数据到矢量图层以及从矢量图层导入数据 96

8．3．9 导入和导出 96

第9章 数据库查询 97

9．1 属性查询 97

9．2 位置查询 99

第10章 IDRISI建模工具 100

10．1 IDRISI宏建模器 100

10．1．1 模型构建 101

10．1．2 动态组 102

10．1．3 动态链接 103

10．1．4 共同应用动态组、动态链接和子模型 103

10．2 图像计算器 104

10．3 宏命令行 104

10．3．1 宏文件结构 105

10．4 应用程序编程接口 106

第11章 数据库开发 107

11．1 简介 107

11．2 数据收集 107

11．2．1 查找数字格式的数据并将其导入 108

11．2．2 查找硬拷贝格式的数据并数字化 109

11．2．3 在野外收集数据并将其输入 110

11．2．4 用已有数据作为替代 110

11．2．5 从已有数据派生新数据 111

11．2．6 考虑因素 111

11．3 导入提示 112

11．3．1 导入工具 112

11．3．2 导入卫星图像 112

11．3．3 导入GIS数据 115

第12章 地理参考坐标 116

12．1 大地测量学 116

12．1．1 大地基准面 117

12．1．2 参考椭球体 117

12．2 大地测量基准 118

12．2．1 基准 118

12．2．2 基准和大地坐标 118

12．3 制图转换 118

12．3．1 投影 119

12．3．2 网格坐标系统 119

12．4 IDRISI中的地理参考坐标 120

12．4．1 地理坐标系统参数文件 121

12．5 投影和基准转换 124

12．6 PROJECT所使用的算法 125

参考文献/延伸阅读 125

第13章 决策支持：决策策略分析 126

13．1 引言 127

13．2 相关定义 127

13．2．1 决策 127

13．2．2 决策准则 128

13．2．3 决策规则 128

13．2．4 决策目标 129

13．2．5 决策评价 129

13．2．6 不确定性和风险 131

13．3 决策分类 132

13．4 GIS中的多准则决策过程 133

13．4．1 评分标准 133

13．4．2 标准权重 134

13．4．3 评价 136

13．4．4 有序加权平均法的使用 139

13．4．5 完成评估 139

13．5 GIS中的多目标决策过程 140

13．5．1 互补目标 140

13．5．2 冲突目标 140

13．6 应用实例 141

13．6．1 利用多准则决策方法解决单目标问题 142

13．6．2 解决多目标的土地分配问题 144

13．7 多准则/多目标决策支持向导 145

参考文献/延伸阅读 145

第14章 决策支持：不确定性管理 147

14．1 不确定性分类 147

14．1．1 证据的不确定性 148

14．1．2 关系的不确定性 148

14．1．3 决策集的不确定性 149

14．2 数据库的不确定性和决策风险 149

14．2．1 误差评估 149

14．2．2 误差传播 151

14．2．3 蒙特卡洛模拟法 151

14．3 数据库的不确定性和决策风险 152

14．4 决策规则不确定性 153

14．4．1 模糊集 155

14．4．2 贝叶斯概率论 157

14．4．3 登普斯特-谢弗（Dempster-Shafer）理论 158

14．4．4 决策规则不确定性和决策风险 162

14．5 结语 162

参考文献/延伸阅读 162

第15章 图像修复 165

15．1 辐射修复 165

15．1．1 传感器校正 165

15．1．2 波段去条纹 166

15．1．3 拼接 168

15．1．4 大气校正 168

15．1．5 地形效应 169

15．1．6 噪声 171

15．2 几何修复 171

第16章 傅里叶分析 173

16．1 傅里叶分析的逻辑 173

16．2 如何进行傅里叶分析 175

16．3 在IDRISI中使用傅里叶分析 177

16．3．1 解译频率域图像 177

16．3．2 频率域过滤器设计 178

参考文献/延伸阅读 179

第17章 遥感图像分类 180

17．1 概述 180

17．1．1 监督分类与非监督分类 180

17．1．2 光谱响应模式与特征 180

17．1．3 硬分类与软分类 181

17．1．4 多光谱与高光谱分类 182

17．1．5 本章方法概述 182

17．2 监督分类 182

17．2．1 一般逻辑 182

17．2．2 硬分类 185

17．2．3 软分类 189

17．3 在监督分类中调整模糊特征（FUZSIG） 195

17．3．1 固化程序 197

17．4 非监督分类 198

17．4．1 一般逻辑 198

17．4．2 聚类 198

17．4．3 自组织聚类 200

17．4．4 最大隶属度分类 201

17．5 分割分类 201

17．6 高光谱遥感 202

17．6．1 输入高光谱数据 202

17．6．2 高光谱特征值建立 202

17．6．3 高光谱图像分类 204

参考文献/延伸阅读 206

第18章 植被指数 208

18．1 概述 208

18．2 植被指数分类 208

18．3 基于斜率的植被指数 209

18．4 基于距离的植被指数 211

18．5 正交变换 216

18．6 小结 218

参考资料/延伸阅读 218

第19章 雷达成像和分析 221

19．1 雷达数据的本质：优点与缺点 221

19．2 在IDRISI里使用RADAR数据 222

参考文献/延伸阅读 223

第20章 变化分析 224

20．1 成对比较 225

20．1．1 定量数据 225

20．1．2 定性数据 226

20．2 变化预测模型 227

20．2．1 GEOMOD 227

20．2．2 马尔科夫链分析 227

20．2．3 元胞自动机 228

20．2．4 模型验证 229

参考文献/延伸阅读 230

第21章 生态可持续土地变化模型 231

21．1 简介 231

21．1．1 LCM的组织 231

21．1．2 LCM中的变化预测程序 232

21．2 变化分析表 233

21．2．1 LCM项目参数面板 233

21．2．2 变化分析面板 233

21．2．3 变化地图面板 233

21．2．4 变化空间趋势面板 233

21．3 转变潜力表 234

21．3．1 转变子模型：状态面板 234

21．3．2 变量变换通用面板 234

21．3．3 位置和驱动变量测试与选择面板 235

21．3．4 转换子模型结构面板 235

21．3．5 运行转变子模型面板 235

21．4 变化预测表 237

21．4．1 变化需求建模面板 237

21．4．2 动态道路开发面板 237

21．4．3 变化分配面板 238

21．4．4 验证面板 240

21．5 影响表 240

21．5．1 栖息地评估面板 240

21．5．2 栖息地变化/间隙分析面板 242

21．5．3 景观模式及变化进程分析面板 242

21．5．4 物种范围多边形细化面板 244

21．5．5 栖息地适应性/物种分布面板 245

21．5．6 生物多样性分析面板 247

21．6 规划表 249

21．6．1 约束和激励面板 249

21．6．2 廊道规划面板 249

21．6．3 Marxan面板 249

21．7 REDD项目表 250

21．7．1 计算CO2排放面板 250

21．7．2 计算非CO2排放面板 250

21．7．3 计算温室气体净排放面板 250

参考文献/延伸阅读 251

第22章 全球趋势模型 252

22．1 引言 252

22．1．1 有关启动ETM及其功能/显示操作的建议 253

22．1．2 ETM常见步骤 253

22．1．3 表和面板 254

22．2 探索表 255

22．2．1 关键须知 255

22．2．2 项目面板 255

22．2．3 空间/时间动态分析面板 256

22．2．4 开发PCA/EOT/傅里叶PCA/小波变换面板 257

22．2．5 时间轮廓面板 260

22．2．6 序列关系面板 260

22．2．7 趋势面板 261

22．3 分析表 261

22．3．1 关键须知 261

22．3．2 序列趋势分析面板 262

22．3．3 主成分分析PCA/ EOF面板 263

22．3．4 经验正交遥相关对比面板（EOT） 266

22．3．5 傅里叶PCA光谱分析面板 268

22．3．6 典型相关分析（CCA）面板 269

22．3．7 线性建模面板 270

22．4 预处理表 270

22．4．1 缺失数据插值面板 270

22．4．2 降噪面板 272

22．4．3 消除季节性面板 273

22．4．4 生成/编辑序列面板 273

第23章 各向异性成本分析 277

23．1 各向同性成本 277

23．2 各向异性成本 277

23．3 IDRISI里的各向异性成本模块 278

23．4 推动力和摩擦力 278

23．5 各向异性函数 279

23．6 VARCOST和DISPERSE模块的应用 281

第24章 面插值 282

24．1 简介 282

24．2 面插值 283

24．2．1 点数据的插值 283

24．2．2 等值线数据插值 286

24．2．3 选择一个面模型 287

参考文献/延伸阅读 287

第25章 不规则三角网及面生成 288

25．1 简介 288

25．2 TIN输入数据的准备 289

25．2．1 点Points 289

25．2．2 线Lines 290

25．2．3 指令汇总 290

25．3 无约束及受约束不规则三角网 290

25．4 移除TIN“桥”和“隧道”的边 291

25．4．1 B/T边的排除及TIN调整 292

25．5 TIN的输出 295

25．6 从TIN生成栅格面 295

25．7 栅格面的优化 296

参考文献/延伸阅读 296

第26章 地统计学 297

26．1 简介 297

26．2 空间连续性 298

26．3 Kriging及条件模拟 302

26．4 小结 303