這次呢，我們來(lái)做一做第七屆全國(guó)大學(xué)生GIS技能大賽試題A（上午），因?yàn)檫@次的大賽其實(shí)有蠻多套試題，所以我們可能會(huì)多寫(xiě)一點(diǎn)類(lèi)似的文章哦~~試題A告訴我們：土地利用每年都在發(fā)生變化，在統(tǒng)計(jì)一些大區(qū)域的土地利用情況時(shí)，我們可以使用遙感數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行粗略的估計(jì)。根據(jù)以下要求，研究2010年到2015年土地利用的變化情況。
首先我們看到題目要求：數(shù)據(jù)處理（100分）
1.對(duì)遙感影像進(jìn)行預(yù)處理：波段合成，去除黑邊，并提取出與2015年土地利用數(shù)據(jù)（class2015.tif）相同的影像區(qū)域。（15分）
2.使用最大似然法監(jiān)督分類(lèi)對(duì)影像分類(lèi)，分為5種地物類(lèi)別：林地，耕地，裸地，建筑物等不透水面，水（請(qǐng)使用提供的矢量數(shù)據(jù)“訓(xùn)練樣本2010”作為訓(xùn)練樣本）。（15分）
3.對(duì)分類(lèi)后的結(jié)果的邊界進(jìn)行一定的平滑處理，并消除如下圖所示像元個(gè)數(shù)小于5個(gè)像元的獨(dú)立區(qū)域，用周?chē)南裨祦?lái)代替。（15分）
4.使用GPS采集了一些點(diǎn)并生成了表格（點(diǎn)位置.txt），需要知道這些點(diǎn)對(duì)應(yīng)于class2015.tif數(shù)據(jù)中的地物類(lèi)別。（10分）
5.提取出2010年是林地/耕地，并且2015年變?yōu)榻ㄖ玫氐膮^(qū)域。（10分）
6.計(jì)算2010年到2015年土地利用轉(zhuǎn)移矩陣。（15分）
7.在地圖上展現(xiàn)出2010年到2015年用地類(lèi)型是如何變化的，制圖并保存為jpg格式。（20分）
那么由于步驟較多，這次我們先完成前4個(gè)步驟，下一篇我們完成生于3個(gè)步驟。
首先給我們的數(shù)據(jù)有：（文末有練習(xí)數(shù)據(jù)下載鏈接）
lt51190382010144bjc00文件夾：2010年的影像數(shù)據(jù)存放在此文件夾中。
class2015.tif：2015年的土地利用結(jié)果數(shù)據(jù)。
訓(xùn)練樣本2010.shp：對(duì)2010年影像執(zhí)行最大似然分類(lèi)法所使用的訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)。
點(diǎn)位置.txt：GPS采集的點(diǎn)生成的表格。
開(kāi)始操作
01
首先我們把數(shù)據(jù)都丟進(jìn)ArcGIS中查看，第一步，我們需要在ArcGIS中進(jìn)行波段合成：
合成之后我們需要去除黑邊，左下圖是未去除黑邊的影像圖，ArcGIS中去除黑邊有太多種方法了，觀眾老爺們可以自行百度~這里我們采取一種比較簡(jiǎn)便的——復(fù)制柵格：
得到去黑邊的影像之后，我們只需要提取出和class2015相同的區(qū)域即可完成第一步了，想必這一步大家都已經(jīng)再熟悉不過(guò)了——按掩膜提?。?img src="https://file.tuyuangis.com/uploads/20211225/d8aa68f508b0ec139ea46cf31ebbed2e.jpg" />
02
我們需要使用最大似然法進(jìn)行分類(lèi)，分為5種地物類(lèi)別：林地，耕地，裸地，建筑物等不透水面，水（請(qǐng)使用提供的矢量數(shù)據(jù)“訓(xùn)練樣本2010”作為訓(xùn)練樣本），那么既然已經(jīng)提供給我們訓(xùn)練樣本，那真是再簡(jiǎn)單不過(guò)了，由于最大似然法分類(lèi)需要一個(gè)特征文件，這里的特征文件我們需要先創(chuàng)建，就在最大似然法分類(lèi)工具的上面，在這里需要注意的是，我們的特征文件輸入的柵格圖像需要是B2010，也就是未按掩膜提取之前的柵格圖像，因?yàn)槲覀兊挠?xùn)練樣本可觀察到是覆蓋原圖像區(qū)域的：
然后我們執(zhí)行最大似然法分類(lèi)，將我們按掩膜提取后的C2010和得到的D特征文件丟進(jìn)去，其他選擇默認(rèn)即可，得到class2010：
03
我們得到class2010之后，也可以將其的圖例顏色選擇和class2015相同，方便我們觀察變化的區(qū)域，下一步我們需要對(duì)分類(lèi)后的結(jié)果的邊界進(jìn)行一定的平滑處理，這里我們使用到的是柵格綜合的邊界清理工具： 
然后消除集聚像元個(gè)數(shù)小于5個(gè)像元的獨(dú)立區(qū)域，用周?chē)南裨祦?lái)代替，這里我們采用眾數(shù)濾波，并且在相鄰要素那里選擇8，替換閾值選擇Majority，這樣可以保證至少八分之五的連接像元必須具有相同值：
04
最后我們需要使用GPS點(diǎn)來(lái)指導(dǎo)對(duì)應(yīng)class2015.tif數(shù)據(jù)中的地物類(lèi)別，那么很明顯我們首先需要進(jìn)行XY轉(zhuǎn)點(diǎn)，那么我們就需要先知道轉(zhuǎn)出來(lái)的坐標(biāo)系是什么，CGCS2000，還是BJ54，還是WGS84？那么我們就現(xiàn)需要查看class2015.tif的坐標(biāo)系，觀察到是WGS84：
因此，我們首先進(jìn)行轉(zhuǎn)點(diǎn)，然后我習(xí)慣導(dǎo)出為點(diǎn)shp文件：
很明顯的，我們的點(diǎn)已經(jīng)有了，那么class2015.tif我們也是有的，這一步其實(shí)非常簡(jiǎn)單，我們需要用到值提取到點(diǎn)工具！
然后我們打開(kāi)得到的GPS點(diǎn)含義的屬性表，最后一列不正是我們需要的嗎？但是現(xiàn)在還只是數(shù)字，很簡(jiǎn)單，我們只需要新建一列字段，然后賦上對(duì)應(yīng)的含義不就好啦？：
那這樣最終前面4步我們就算做完啦，這完全是小編摸索的，如果錯(cuò)誤請(qǐng)?jiān)谠u(píng)論區(qū)不吝指正！可能有的觀眾老爺最大的疑問(wèn)就是：你每一步說(shuō)的這么簡(jiǎn)單，你怎么知道這一步就要用這個(gè)工具？？？你這個(gè)工具你怎么就知道是在那個(gè)工具欄下面？
這里就需要告訴觀眾老爺們，請(qǐng)善用ArcGIS中的搜索工具哦有時(shí)候即使說(shuō)你不知道要用哪個(gè)工具，但比如第三步中的平滑，雖然我不知道要用到邊界清理工具，但是我只要搜索“平滑”二字，它同樣會(huì)跳出來(lái)具有此功能的工具，然后我們只需要一個(gè)個(gè)查看就可以了，別看出來(lái)的工具多，有的是針對(duì)矢量的，有的是針對(duì)柵格的，然后有的針對(duì)線(xiàn)，有的針對(duì)面，其實(shí)最后往往只剩下1個(gè)或者2個(gè)工具，而那個(gè)工具也往往就是你的真命工具~~~~~
05&0
6
下面是土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的制作，那其實(shí)這個(gè)東西在我們做作業(yè)或者做科研中都是經(jīng)常碰到的比較基礎(chǔ)的工作，這里呢我們就演示一下，也相當(dāng)于跟大家探討一下土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的制作了，其實(shí)這個(gè)有好幾種方法，我們先講第一種，那就是在ArcGIS中使用相交工具：
使用相交前，我們首先需要將柵格轉(zhuǎn)為矢量，因?yàn)槭噶抗ぞ呤轻槍?duì)矢量數(shù)據(jù)，我們做出來(lái)的class2010和初始給我們的class2015都是柵格數(shù)據(jù)：
依次將class2010和class2015都轉(zhuǎn)為矢量數(shù)據(jù)之后，我們就可以進(jìn)行相交了，但是首先我們需要查看兩個(gè)矢量數(shù)據(jù)的屬性表，確保他們都有一個(gè)土地類(lèi)型的字段，如果沒(méi)有，你用12345來(lái)代替土地類(lèi)型也可以，但是一定要自己記清楚哦~
接著我們就來(lái)到了土地利用轉(zhuǎn)移矩陣的制作了，因?yàn)楫?dāng)土地利用轉(zhuǎn)移矩陣制作完成，我們自然可以快速地提取出2010年是林地/耕地，并且2015年變?yōu)榻ㄖ玫氐膮^(qū)域了：
最終我們得到名為L(zhǎng)UCC的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣矢量圖層，我們打開(kāi)屬性表觀察，位于前面的類(lèi)型是2010類(lèi)型，位于后面的類(lèi)型是2015類(lèi)型：
那么很簡(jiǎn)單的，此時(shí)我們先提取出第五步要求的2010年是林地/耕地，并且2015年變?yōu)榻ㄖ玫氐膮^(qū)域，按屬性選擇，然后導(dǎo)出為“耕林至建筑”：
如圖所示第五步我們的結(jié)果為：
接下來(lái)的第六步和第七步其實(shí)都是一個(gè)步驟，只不過(guò)第六步多出一步導(dǎo)出為EXCEL表格然后計(jì)算的過(guò)程，那么我們首先需要新建一個(gè)面積的字段，然后計(jì)算幾何：
接著我們就可以轉(zhuǎn)EXCEL進(jìn)行計(jì)算了：
我們將無(wú)用的列刪掉，只剩下三列，然后插入透視表：
然后在右邊進(jìn)行如下圖左的設(shè)置即可，最終就可以得到土地利用的轉(zhuǎn)移矩陣，由于研究區(qū)域較小，所以這里是以畝為單位的哦~~：
07
我們只要制作出一張2010至2015年的土地利用轉(zhuǎn)移圖就可以了完成任務(wù)了：
我們先新建一個(gè)字段，然后在字段計(jì)算器中我們只需要按下圖右示范即可，這一步呢，是幫助我們?cè)谔砑訄D例的時(shí)候更加簡(jiǎn)單和方便：
然后我們?cè)诜?hào)系統(tǒng)設(shè)置里選擇這個(gè)字段，添加所有值：
然后我們調(diào)至布局試圖，進(jìn)行出圖即可，不要忘記添加地圖三要素圖例、指北針和比例尺哦~~
最終，我們得到的土地利用轉(zhuǎn)移矩陣圖就如下所示了如有錯(cuò)誤請(qǐng)不吝指正
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