IDRISI遙感圖像處理與地理信息系統(tǒng)教程

第1章 緒言 1
1．1 IDRISI簡介 1
1．2 關(guān)于軟件開發(fā) 1
1．3 IDRISI不是一個(gè)縮寫 2
1．4 IDRISI概述 2
第2章 GIS介紹 4
2．1 GIS的組成 4
2．1．1 空間與屬性數(shù)據(jù)庫 5
2．1．2 制圖顯示系統(tǒng) 5
2．1．3 地圖數(shù)字化系統(tǒng) 5
2．1．4 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 5
2．1．5 地理分析系統(tǒng) 6
2．1．6 圖像處理系統(tǒng) 7
2．1．7 統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng) 7
2．1．8 決策支持系統(tǒng) 7
2．2 地圖數(shù)據(jù)表達(dá) 7
2．2．1 矢量 7
2．2．2 柵格 8
2．2．3 柵格與矢量比較 8
2．3 地理數(shù)據(jù)庫概念 9
2．3．1 數(shù)據(jù)組織 9
2．3．2 地理參考坐標(biāo) 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 遙感與圖像處理概述 16
3．1 定義 16
3．2 基本概念 17
3．2．1 能源 17
3．2．2 波長 17
3．2．3 相互作用機(jī)理 18
3．2．4 光譜響應(yīng)模式 18
3．2．5 多光譜遙感 20
3．2．6 高光譜遙感 21
3．3 傳感器/遙感平臺(tái) 21
3．3．1 航空攝影 21
3．3．2 航空攝像 23
3．3．3 基于衛(wèi)星的掃描系統(tǒng) 23
3．4 數(shù)字圖像處理 26
3．4．1 概述 26
3．4．2 圖像修復(fù) 27
3．4．3 圖像增強(qiáng) 28
3．4．4 圖像分類 29
3．4．5 圖像變換 32
3．5 結(jié)論 34
第4章 IDRISI系統(tǒng)概述 35
4．1 系統(tǒng)操作 35
4．1．1 IDRISI應(yīng)用程序窗口 35
4．1．2 菜單系統(tǒng) 35
4．1．3 工具欄 36
4．1．4 狀態(tài)欄 36
4．1．5 IDRISI管理器 36
4．2 程序模塊 37
4．3 項(xiàng)目 37
4．3．1 項(xiàng)目運(yùn)行文件夾 37
4．3．2 項(xiàng)目資源文件夾 38
4．3．3 項(xiàng)目設(shè)置 38
4．4 操作IDRISI對話框 38
4．4．1 選取列表 38
4．4．2 輸出文件名 39
4．4．3 覆蓋寫保護(hù) 40
4．5 幫助 40
第5章 地圖圖層、柵格組文件、矢量集合與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 41
5．1 地圖圖層 41
5．1．1 圖層類型 41
5．1．2 圖層名稱 42
5．1．3 圖層數(shù)據(jù)文件 42
5．2 矢量圖層集 43
5．3 柵格圖層組 43
5．3．1 合集和組文件命名約定 44
5．3．2 組文件與合集顯示 44
5．4 屬性文件 44
5．4．1 數(shù)據(jù)庫表格 44
5．4．2 數(shù)值文件 44
5．5 圖層文件結(jié)構(gòu) 45
5．5．1 柵格層（．rst） 45
5．5．2 柵格文檔文件（．rdc） 47
5．5．3 矢量層（．vct） 49
5．5．4 矢量文檔文件（．vdc） 51
5．5．5 屬性文件（．mdb和．a(chǎn)vl） 52
5．5．6 屬性文檔文件（．a(chǎn)dc） 53
5．5．7 其他文件類型 54
第6章 顯示系統(tǒng) 56
6．1 介紹 56
6．2 顯示啟動(dòng)器 56
6．2．1 調(diào)色板和符號文件 57
6．2．2 高級調(diào)色板和符號選擇 57
6．2．3 自動(dòng)拉伸 58
6．2．4 自動(dòng)顯示 59
6．2．5 從IDRISI瀏覽器中調(diào)出地圖和圖層 59
6．2．6 地圖窗口和圖層框架 59
6．3 地圖合成器 60
6．3．1 添加圖層 61
6．3．2 層交互按鈕 61
6．3．3 移除圖層 62
6．3．4 圖層名、類型和可見性 62
6．3．5 圖層特性 63
6．3．6 改變顯示最小/最大飽和點(diǎn) 64
6．3．7 地圖屬性 64
6．3．8 特征屬性 66
6．3．9 保存地圖合成工程 66
6．3．10 打印合成地圖 67
6．3．11 拉伸顯示 67
6．4 符號工具欄 67
6．5 多媒體瀏覽器 68
6．6 交互式顯示特征 69
6．6．1 移動(dòng)和調(diào)整大小 69
6．6．2 光標(biāo)查詢模式 69
6．6．3 特征屬性 69
6．6．4 縮小和放大 70
6．6．5 組鏈接 70
6．6．6 地點(diǎn)標(biāo)志 70
6．6．7 長度測量 71
6．6．8 區(qū)域測量 71
6．6．9 GPS支持 71
6．7 人機(jī)交互屏幕數(shù)字化 72
第7章 IDRISI模塊 75
7．1 文件菜單 75
7．1．1 通用轉(zhuǎn)換工具 76
7．1．2 官方或數(shù)據(jù)提供者的數(shù)據(jù)格式 76
7．1．3 桌面出版系統(tǒng)工具 77
7．1．4 特定軟件格式 77
7．2 顯示菜單 77
7．3 GIS分析菜單 78
7．3．1 數(shù)據(jù)庫查詢子菜單 78
7．3．2 數(shù)學(xué)計(jì)算子菜單 79
7．3．3 距離運(yùn)算器子菜單 79
7．3．4 鄰域運(yùn)算器子菜單 80
7．3．5 統(tǒng)計(jì)子菜單 80
7．3．6 決策支持子菜單 81
7．3．7 變化/時(shí)間序列子菜單 82
7．3．8 表面分析菜單 83
7．4 建模菜單 85
7．5 圖像處理菜單 86
7．5．1 圖像糾正子菜單 86
7．5．2 圖像增強(qiáng)子菜單 86
7．5．3 變換子菜單 87
7．5．4 傅里葉分析子菜單 87
7．5．5 特征值計(jì)算子菜單 87
7．5．6 硬分類子菜單 88
7．5．7 軟分類器/混合分析子菜單 88
7．5．8 分割分類子菜單 89
7．5．9 高光譜圖像分析子菜單 89
7．5．10 精度評估子菜單 90
7．6 圖像定位菜單 90
7．7 數(shù)據(jù)進(jìn)入菜單 90
7．8 窗口列表 91
7．9 幫助菜單 91
7．9．1 快速啟動(dòng)ESRI子菜單 91
第8章 數(shù)據(jù)庫管理器 92
8．1 操作鏈接表集合 92
8．1．1 啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫管理器 92
8．1．2 顯示來自數(shù)據(jù)庫管理器的圖層 93
8．1．3 使用SQL過濾器進(jìn)行數(shù)據(jù)庫查詢 93
8．2 對過濾后的記錄制圖 94
8．2．1 移除濾波器 94
8．2．2 通過位置查詢 94
8．3 其他數(shù)據(jù)庫操作 94
8．3．1 字段值計(jì)算 94
8．3．2 高級交叉相關(guān)數(shù)據(jù)表查詢 94
8．3．3 查找特殊記錄 95
8．3．4 排序 95
8．3．5 輸入或修改數(shù)據(jù) 95
8．3．6 修改數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu) 95
8．3．7 指派數(shù)據(jù)到柵格圖層以及從柵格圖層提取數(shù)據(jù) 95
8．3．8 指派數(shù)據(jù)到矢量圖層以及從矢量圖層導(dǎo)入數(shù)據(jù) 96
8．3．9 導(dǎo)入和導(dǎo)出 96
第9章 數(shù)據(jù)庫查詢 97
9．1 屬性查詢 97
9．2 位置查詢 99
第10章 IDRISI建模工具 100
10．1 IDRISI宏建模器 100
10．1．1 模型構(gòu)建 101
10．1．2 動(dòng)態(tài)組 102
10．1．3 動(dòng)態(tài)鏈接 103
10．1．4 共同應(yīng)用動(dòng)態(tài)組、動(dòng)態(tài)鏈接和子模型 103
10．2 圖像計(jì)算器 104
10．3 宏命令行 104
10．3．1 宏文件結(jié)構(gòu) 105
10．4 應(yīng)用程序編程接口 106
第11章 數(shù)據(jù)庫開發(fā) 107
11．1 簡介 107
11．2 數(shù)據(jù)收集 107
11．2．1 查找數(shù)字格式的數(shù)據(jù)并將其導(dǎo)入 108
11．2．2 查找硬拷貝格式的數(shù)據(jù)并數(shù)字化 109
11．2．3 在野外收集數(shù)據(jù)并將其輸入 110
11．2．4 用已有數(shù)據(jù)作為替代 110
11．2．5 從已有數(shù)據(jù)派生新數(shù)據(jù) 111
11．2．6 考慮因素 111
11．3 導(dǎo)入提示 112
11．3．1 導(dǎo)入工具 112
11．3．2 導(dǎo)入衛(wèi)星圖像 112
11．3．3 導(dǎo)入GIS數(shù)據(jù) 115
第12章 地理參考坐標(biāo) 116
12．1 大地測量學(xué) 116
12．1．1 大地基準(zhǔn)面 117
12．1．2 參考橢球體 117
12．2 大地測量基準(zhǔn) 118
12．2．1 基準(zhǔn) 118
12．2．2 基準(zhǔn)和大地坐標(biāo) 118
12．3 制圖轉(zhuǎn)換 118
12．3．1 投影 119
12．3．2 網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng) 119
12．4 IDRISI中的地理參考坐標(biāo) 120
12．4．1 地理坐標(biāo)系統(tǒng)參數(shù)文件 121
12．5 投影和基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換 124
12．6 PROJECT所使用的算法 125
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 125
第13章 決策支持：決策策略分析 126
13．1 引言 127
13．2 相關(guān)定義 127
13．2．1 決策 127
13．2．2 決策準(zhǔn)則 128
13．2．3 決策規(guī)則 128
13．2．4 決策目標(biāo) 129
13．2．5 決策評價(jià) 129
13．2．6 不確定性和風(fēng)險(xiǎn) 131
13．3 決策分類 132
13．4 GIS中的多準(zhǔn)則決策過程 133
13．4．1 評分標(biāo)準(zhǔn) 133
13．4．2 標(biāo)準(zhǔn)權(quán)重 134
13．4．3 評價(jià) 136
13．4．4 有序加權(quán)平均法的使用 139
13．4．5 完成評估 139
13．5 GIS中的多目標(biāo)決策過程 140
13．5．1 互補(bǔ)目標(biāo) 140
13．5．2 沖突目標(biāo) 140
13．6 應(yīng)用實(shí)例 141
13．6．1 利用多準(zhǔn)則決策方法解決單目標(biāo)問題 142
13．6．2 解決多目標(biāo)的土地分配問題 144
13．7 多準(zhǔn)則/多目標(biāo)決策支持向?qū)?145
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 145
第14章 決策支持：不確定性管理 147
14．1 不確定性分類 147
14．1．1 證據(jù)的不確定性 148
14．1．2 關(guān)系的不確定性 148
14．1．3 決策集的不確定性 149
14．2 數(shù)據(jù)庫的不確定性和決策風(fēng)險(xiǎn) 149
14．2．1 誤差評估 149
14．2．2 誤差傳播 151
14．2．3 蒙特卡洛模擬法 151
14．3 數(shù)據(jù)庫的不確定性和決策風(fēng)險(xiǎn) 152
14．4 決策規(guī)則不確定性 153
14．4．1 模糊集 155
14．4．2 貝葉斯概率論 157
14．4．3 登普斯特-謝弗（Dempster-Shafer）理論 158
14．4．4 決策規(guī)則不確定性和決策風(fēng)險(xiǎn) 162
14．5 結(jié)語 162
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 162
第15章 圖像修復(fù) 165
15．1 輻射修復(fù) 165
15．1．1 傳感器校正 165
15．1．2 波段去條紋 166
15．1．3 拼接 168
15．1．4 大氣校正 168
15．1．5 地形效應(yīng) 169
15．1．6 噪聲 171
15．2 幾何修復(fù) 171
第16章 傅里葉分析 173
16．1 傅里葉分析的邏輯 173
16．2 如何進(jìn)行傅里葉分析 175
16．3 在IDRISI中使用傅里葉分析 177
16．3．1 解譯頻率域圖像 177
16．3．2 頻率域過濾器設(shè)計(jì) 178
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 179
第17章 遙感圖像分類 180
17．1 概述 180
17．1．1 監(jiān)督分類與非監(jiān)督分類 180
17．1．2 光譜響應(yīng)模式與特征 180
17．1．3 硬分類與軟分類 181
17．1．4 多光譜與高光譜分類 182
17．1．5 本章方法概述 182
17．2 監(jiān)督分類 182
17．2．1 一般邏輯 182
17．2．2 硬分類 185
17．2．3 軟分類 189
17．3 在監(jiān)督分類中調(diào)整模糊特征（FUZSIG） 195
17．3．1 固化程序 197
17．4 非監(jiān)督分類 198
17．4．1 一般邏輯 198
17．4．2 聚類 198
17．4．3 自組織聚類 200
17．4．4 最大隸屬度分類 201
17．5 分割分類 201
17．6 高光譜遙感 202
17．6．1 輸入高光譜數(shù)據(jù) 202
17．6．2 高光譜特征值建立 202
17．6．3 高光譜圖像分類 204
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 206
第18章 植被指數(shù) 208
18．1 概述 208
18．2 植被指數(shù)分類 208
18．3 基于斜率的植被指數(shù) 209
18．4 基于距離的植被指數(shù) 211
18．5 正交變換 216
18．6 小結(jié) 218
參考資料/延伸閱讀 218
第19章 雷達(dá)成像和分析 221
19．1 雷達(dá)數(shù)據(jù)的本質(zhì)：優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 221
19．2 在IDRISI里使用RADAR數(shù)據(jù) 222
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 223
第20章 變化分析 224
20．1 成對比較 225
20．1．1 定量數(shù)據(jù) 225
20．1．2 定性數(shù)據(jù) 226
20．2 變化預(yù)測模型 227
20．2．1 GEOMOD 227
20．2．2 馬爾科夫鏈分析 227
20．2．3 元胞自動(dòng)機(jī) 228
20．2．4 模型驗(yàn)證 229
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 230
第21章 生態(tài)可持續(xù)土地變化模型 231
21．1 簡介 231
21．1．1 LCM的組織 231
21．1．2 LCM中的變化預(yù)測程序 232
21．2 變化分析表 233
21．2．1 LCM項(xiàng)目參數(shù)面板 233
21．2．2 變化分析面板 233
21．2．3 變化地圖面板 233
21．2．4 變化空間趨勢面板 233
21．3 轉(zhuǎn)變潛力表 234
21．3．1 轉(zhuǎn)變子模型：狀態(tài)面板 234
21．3．2 變量變換通用面板 234
21．3．3 位置和驅(qū)動(dòng)變量測試與選擇面板 235
21．3．4 轉(zhuǎn)換子模型結(jié)構(gòu)面板 235
21．3．5 運(yùn)行轉(zhuǎn)變子模型面板 235
21．4 變化預(yù)測表 237
21．4．1 變化需求建模面板 237
21．4．2 動(dòng)態(tài)道路開發(fā)面板 237
21．4．3 變化分配面板 238
21．4．4 驗(yàn)證面板 240
21．5 影響表 240
21．5．1 棲息地評估面板 240
21．5．2 棲息地變化/間隙分析面板 242
21．5．3 景觀模式及變化進(jìn)程分析面板 242
21．5．4 物種范圍多邊形細(xì)化面板 244
21．5．5 棲息地適應(yīng)性/物種分布面板 245
21．5．6 生物多樣性分析面板 247
21．6 規(guī)劃表 249
21．6．1 約束和激勵(lì)面板 249
21．6．2 廊道規(guī)劃面板 249
21．6．3 Marxan面板 249
21．7 REDD項(xiàng)目表 250
21．7．1 計(jì)算CO2排放面板 250
21．7．2 計(jì)算非CO2排放面板 250
21．7．3 計(jì)算溫室氣體凈排放面板 250
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 251
第22章 全球趨勢模型 252
22．1 引言 252
22．1．1 有關(guān)啟動(dòng)ETM及其功能/顯示操作的建議 253
22．1．2 ETM常見步驟 253
22．1．3 表和面板 254
22．2 探索表 255
22．2．1 關(guān)鍵須知 255
22．2．2 項(xiàng)目面板 255
22．2．3 空間/時(shí)間動(dòng)態(tài)分析面板 256
22．2．4 開發(fā)PCA/EOT/傅里葉PCA/小波變換面板 257
22．2．5 時(shí)間輪廓面板 260
22．2．6 序列關(guān)系面板 260
22．2．7 趨勢面板 261
22．3 分析表 261
22．3．1 關(guān)鍵須知 261
22．3．2 序列趨勢分析面板 262
22．3．3 主成分分析PCA/ EOF面板 263
22．3．4 經(jīng)驗(yàn)正交遙相關(guān)對比面板（EOT） 266
22．3．5 傅里葉PCA光譜分析面板 268
22．3．6 典型相關(guān)分析（CCA）面板 269
22．3．7 線性建模面板 270
22．4 預(yù)處理表 270
22．4．1 缺失數(shù)據(jù)插值面板 270
22．4．2 降噪面板 272
22．4．3 消除季節(jié)性面板 273
22．4．4 生成/編輯序列面板 273
第23章 各向異性成本分析 277
23．1 各向同性成本 277
23．2 各向異性成本 277
23．3 IDRISI里的各向異性成本模塊 278
23．4 推動(dòng)力和摩擦力 278
23．5 各向異性函數(shù) 279
23．6 VARCOST和DISPERSE模塊的應(yīng)用 281
第24章 面插值 282
24．1 簡介 282
24．2 面插值 283
24．2．1 點(diǎn)數(shù)據(jù)的插值 283
24．2．2 等值線數(shù)據(jù)插值 286
24．2．3 選擇一個(gè)面模型 287
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 287
第25章 不規(guī)則三角網(wǎng)及面生成 288
25．1 簡介 288
25．2 TIN輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備 289
25．2．1 點(diǎn)Points 289
25．2．2 線Lines 290
25．2．3 指令匯總 290
25．3 無約束及受約束不規(guī)則三角網(wǎng) 290
25．4 移除TIN“橋”和“隧道”的邊 291
25．4．1 B/T邊的排除及TIN調(diào)整 292
25．5 TIN的輸出 295
25．6 從TIN生成柵格面 295
25．7 柵格面的優(yōu)化 296
參考文獻(xiàn)/延伸閱讀 296
第26章 地統(tǒng)計(jì)學(xué) 297
26．1 簡介 297
26．2 空間連續(xù)性 298
26．3 Kriging及條件模擬 302
26．4 小結(jié) 303