這次呢，我們來做一做第七屆全國大學生GIS技能大賽試題A（上午），因為這次的大賽其實有蠻多套試題，所以我們可能會多寫一點類似的文章哦~~試題A告訴我們：土地利用每年都在發生變化，在統計一些大區域的土地利用情況時，我們可以使用遙感數據來進行粗略的估計。根據以下要求，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：數據處理（100分）
1.對遙感影像進行預處理：波段合成，去除黑邊，并提取出與2015年土地利用數據（class2015.tif）相同的影像區域。（15分）
2.使用最大似然法監督分類對影像分類，分為5種地物類別：林地，耕地，裸地，建筑物等不透水面，水（請使用提供的矢量數據“訓練樣本2010”作為訓練樣本）。（15分）
3.對分類后的結果的邊界進行一定的平滑處理，并消除如下圖所示像元個數小于5個像元的獨立區域，用周圍的像元值來代替。（15分）
4.使用GPS采集了一些點并生成了表格（點位置.txt），需要知道這些點對應于class2015.tif數據中的地物類別。（10分）
5.提取出2010年是林地/耕地，并且2015年變為建筑用地的區域。（10分）
6.計算2010年到2015年土地利用轉移矩陣。（15分）
7.在地圖上展現出2010年到2015年用地類型是如何變化的，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個步驟，下一篇我們完成生于3個步驟。
首先給我們的數據有：（文末有練習數據下載鏈接）
lt51190382010144bjc00文件夾：2010年的影像數據存放在此文件夾中。
class2015.tif：2015年的土地利用結果數據。
訓練樣本2010.shp：對2010年影像執行最大似然分類法所使用的訓練樣本數據。
點位置.txt：GPS采集的點生成的表格。
開始操作
01
首先我們把數據都丟進ArcGIS中查看，第一步，我們需要在ArcGIS中進行波段合成：
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便的——復制柵格：
得到去黑邊的影像之后，我們只需要提取出和class2015相同的區域即可完成第一步了，想必這一步大家都已經再熟悉不過了——按掩膜提取：
02
我們需要使用最大似然法進行分類，分為5種地物類別：林地，耕地，裸地，建筑物等不透水面，水（請使用提供的矢量數據“訓練樣本2010”作為訓練樣本），那么既然已經提供給我們訓練樣本，那真是再簡單不過了，由于最大似然法分類需要一個特征文件，這里的特征文件我們需要先創建，就在最大似然法分類工具的上面，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，因為我們的訓練樣本可觀察到是覆蓋原圖像區域的：
然后我們執行最大似然法分類，將我們按掩膜提取后的C2010和得到的D特征文件丟進去，其他選擇默認即可，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域，下一步我們需要對分類后的結果的邊界進行一定的平滑處理，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數小于5個像元的獨立區域，用周圍的像元值來代替，這里我們采用眾數濾波，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點來指導對應class2015.tif數據中的地物類別，那么很明顯我們首先需要進行XY轉點，那么我們就需要先知道轉出來的坐標系是什么，CGCS2000，還是BJ54，還是WGS84？那么我們就現需要查看class2015.tif的坐標系，觀察到是WGS84：
因此，我們首先進行轉點，然后我習慣導出為點shp文件：
很明顯的，我們的點已經有了，那么class2015.tif我們也是有的，這一步其實非常簡單，我們需要用到值提取到點工具！
然后我們打開得到的GPS點含義的屬性表，最后一列不正是我們需要的嗎？但是現在還只是數字，很簡單，我們只需要新建一列字段，然后賦上對應的含義不就好啦？：
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，如果錯誤請在評論區不吝指正！可能有的觀眾老爺最大的疑問就是：你每一步說的這么簡單，你怎么知道這一步就要用這個工具？？？你這個工具你怎么就知道是在那個工具欄下面？
這里就需要告訴觀眾老爺們，請善用ArcGIS中的搜索工具哦有時候即使說你不知道要用哪個工具，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，它同樣會跳出來具有此功能的工具，然后我們只需要一個個查看就可以了，別看出來的工具多，有的是針對矢量的，有的是針對柵格的，然后有的針對線，有的針對面，其實最后往往只剩下1個或者2個工具，而那個工具也往往就是你的真命工具~~~~~
05&0
6
下面是土地利用轉移矩陣的制作，那其實這個東西在我們做作業或者做科研中都是經常碰到的比較基礎的工作，這里呢我們就演示一下，也相當于跟大家探討一下土地利用轉移矩陣的制作了，其實這個有好幾種方法，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為矢量，因為矢量工具是針對矢量數據，我們做出來的class2010和初始給我們的class2015都是柵格數據：
依次將class2010和class2015都轉為矢量數據之后，我們就可以進行相交了，但是首先我們需要查看兩個矢量數據的屬性表，確保他們都有一個土地類型的字段，如果沒有，你用12345來代替土地類型也可以，但是一定要自己記清楚哦~
接著我們就來到了土地利用轉移矩陣的制作了，因為當土地利用轉移矩陣制作完成，我們自然可以快速地提取出2010年是林地/耕地，并且2015年變為建筑用地的區域了：
最終我們得到名為LUCC的土地利用轉移矩陣矢量圖層，我們打開屬性表觀察，位于前面的類型是2010類型，位于后面的類型是2015類型：
那么很簡單的，此時我們先提取出第五步要求的2010年是林地/耕地，并且2015年變為建筑用地的區域，按屬性選擇，然后導出為“耕林至建筑”：
如圖所示第五步我們的結果為：
接下來的第六步和第七步其實都是一個步驟，只不過第六步多出一步導出為EXCEL表格然后計算的過程，那么我們首先需要新建一個面積的字段，然后計算幾何：
接著我們就可以轉EXCEL進行計算了：
我們將無用的列刪掉，只剩下三列，然后插入透視表：
然后在右邊進行如下圖左的設置即可，最終就可以得到土地利用的轉移矩陣，由于研究區域較小，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年的土地利用轉移圖就可以了完成任務了：
我們先新建一個字段，然后在字段計算器中我們只需要按下圖右示范即可，這一步呢，是幫助我們在添加圖例的時候更加簡單和方便：
然后我們在符號系統設置里選擇這個字段，添加所有值：
然后我們調至布局試圖，進行出圖即可，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移矩陣圖就如下所示了如有錯誤請不吝指正
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