15.6. QGIS-GRASS图像处理示例¶
我们在下面说明了使用矢量文件提取图像子集以显示三个通道的颜色成分并计算经典植被指数（NDVI）的过程。 我们使用的是2011年4月11日的陆地卫星图像摘录。原始图像可以从USGS地球探索者或格洛维斯网站免费下载。对于每个TM通道， 在"UTM 31 North"地理投影中可以获得"GeoTIFF"格式的整个"Landsat"场景（路径197，行38）的图像，空间分辨率为30 m。 在这种情况下，我们使用原始数据进行数字计数（从0到255）。应该注意的是，可以根据USGS（更高级别数据）的要求提供反射更正数据， 并且建议使用这些类型的数据来获得接近树冠层地面测量获得的NDVI值。
我们还有一张里昂城市城市轮廓的矢量地图（文件类型：.shp）。我们使用ENVI软件提取了1，416条线x 953列的子图像， 涵盖了里昂大都市区的地理区域。在QGIS中，我们添加了这些图像的TM 2、TM 3和TM 4通道的栅格地图， 以及行政单位（“公社”）边界的载体文件。图3.21显示了行政单位矢量文件叠加的栅格图像（TM 4通道）在QGIS中的显示。
要仅选择与里昂城市（“大里昂”行政单位）地理范围相对应的图像部分，我们使用QGIS命令 Raster > Extraction > Clipper 。
该对话框允许我们指定输出文件的名称（tm4_dcp）、用于定义地理掩蔽的载体文件的名称以及签名给未被掩蔽选择的图像
部分的值（此处：值= 255）。此窗口还显示用于操作的 GDAL 命令。
图3.21.显示Landsat图像（TM4频道）的提取，并叠加里昂大都市行政单位的矢量文件
图3.22.使用矢量文件提取子图像
结果如图3.23所示。
图3.23.在里昂大都市圈外遮蔽区域后显示陆地卫星图像（TM4频道）
对TM 2和TM 3通道重复操作后，我们可以使用 i.group 模块将TM 4、TM 3、TM 2通道分组（图3.24），
并获得图3.25中所示的彩色合成图像，其中TM 4为红色，TM 3为绿色，TM 2为蓝色。
图3.24.从三幅陆地卫星图像（TM4、TM3、TM2）创建多波段图像
图3.25.多波段Landsat图像的颜色组成（红色=TM4，绿色=TM3，蓝色=TM2）
有关该图的彩色版本，请参阅 www.iste.co.uk/baghdadi/qgis1.zip
通过调整三个通道的对比度可以改善这种彩色成分的可视化。为此，请使用QGIS命令 Raster > Construction> Translate ，
该命令将显示带有GDAL 命令 gdal_translate 的对话框。由于该命令可以编辑，因此添加了“-scale 20 140 0 255”选项，
该选项允许通过将值20和140分配给新创建图像的值0和255来进行直方图拉伸。在计算和显示TM 4通道图像的矩形图后
选择了值20和140（例如使用 层 > 属性 > 矩形图 命令）（参见图3.26）。
图3.26.使用GDAL translate命令拉伸直方图
通过对TM 3和TM 2通道重复操作（阈值根据各自的矩形图调整），我们创建了三个修改通道TM 4_opp、TM 3_opp和TM 2_opp。
如上所述使用 i.group 模块可以获得图3.27中显示的改进的颜色合成图像。
图3.27.通道TM4的彩色合成图像（红色），对比度增强后的TM 3（绿色）、TM 2（蓝色）。 有关该图的颜色版本，请参阅 http://www.iste.co.uk/baghdadi/qgis1.zip
图3.28. NDVI植被指数的计算
为了计算NDVI植被指数（请参阅图3.28），我们使用 i.vi （请参阅Process Inbox中的GRASS地理信息系统7模块列表）模块，
指示红色通道的名称（TM 3）、近红外通道的名称（TM 4）、索引类型（NDVI）和输出处的通道名称（NDVI.tif）。
NDVI计算结果以灰度图像的形式显示在图3.29中。
图3.29.根据图3.27所示的LANDSAT图像提取计算出的NDVI灰度图像（黑色=低NDVI，白色=高NDVI）
QGIS和GRASS的结合可以改善结果的可视化。例如，如果我们以"NDVI"植被指数为例，我们可以使用指定的颜色表来查看它（图3.30）。
图3.30.使用颜色表对NDVI结果进行可视化。有关图形的彩色版本，请参阅 www.iste.co.uk/baghdadi/qgis1.zip
此外，我们可以计算每个行政单位（“公社”）的NDVI平均值。为此，我们使用Q地理处理工具 Rasters 工具> 分区统计数据 ，
这使我们能够按区域生成NSX的平均值，每个区域是一个行政单位，由像素定义。请注意，区域统计数据也可以通过
GRASS的 r.statistics 模块获得，但这适用于由栅格文件定义的区域。图3.31显示了每个公社的NDVI平均值的可视化。
图3.31.每个行政单位平均NDVI值的可视化。有关图形的彩色版本，请参阅 www.iste.co.uk/baghdadi/qgis1.zip
总之，值得强调QGIS和GRASS结合的价值，它允许复杂的空间处理和优化结果的呈现。在QGIS应用程序中 （见 https://www.qgis.org/en/site/about/case_studies/index.html#id1 ）， 在许多情况下，QGIS和GRASS的结合使用户能够从遥感数据中获取 专题地图 。