比较波段组合
首先，您将使用 Landsat 8 影像初步查看火灾后迹地。 了解研究区域后，您可以更改影像的波段组合以便更好地查看燃烧区域。 然后，可创建自定义组合来突出火灾后迹地。
下载工程
在开始分析之前，您需要下载并打开包含任务数据的工程包。
- 下载 Montana Fires 工程包。
工程包中包含所有用于工程的地图、数据、文件夹及工具箱。
注：
开始下载前，根据 web 浏览器的不同，系统可能会提示您选择文件的位置。 大多数浏览器将默认下载到计算机的 Downloads 文件夹下，然后，您可以将包移动到所选位置。
根据您的设置，已下载的工程包可能会在 ArcGIS Pro 中自行打开。 否则，您现在需要将其打开。
- 双击该文件以在 ArcGIS Pro 中将其打开。
注：
如果您没有 ArcGIS Pro 的访问权限或者 ArcGIS 组织账户，请参阅软件访问权限选项。
工程随即打开，并在内容窗格中显示两个图层。
2014.tif 和 2015.tif 图层为影像图层，且处于关闭状态。 该地图以蒙大拿州的冰川国家公园为中心，其面积超过一百万英亩。 Topographic 图层是用于此工程的底图。
增强影像
访问工程数据后，您需要查看并增强影像。 2014.tif 和 2015.tif 图层是两个 Landsat 8 影像图层，已剪裁至两场特定火灾的研究区域：Thompson 火灾和 Reynolds Creek 火灾。 两张影像拍摄于不同年份的 8 月。
- 在内容窗格中，选中 2014.tif 图层旁边的框以将其打开。
- 右键单击图层，然后选择缩放至图层。
地图随即缩放至该图像位置。
图像很暗难以看清。 您可以调整亮度、对比度和 Gamma 以更好地查看图像。 亮度将决定图像整体显示得更亮还是更暗，而对比度会调整最深色与最浅色之间的色差。
Gamma 可决定图像的中间值（从深灰色到浅灰色）的分布方式。 人眼感知亮度水平的方式与数码相机不同。 Gamma 编码重新分配图像中的色调，使其更好地匹配人眼的感知。 特别是，较高的 Gamma 值可以提高人眼区分暗色调的能力。 当 Gamma 值较低时，图像中较暗的区域会呈现均匀的黑暗状态，并且其所包含的要素可能难以区分。 较高的 Gamma 值会在暗色调中引入更多变化，并使暗区中出现的要素更容易区分。
增加上述三个参数的值会提高图像的可见性。
- 如有必要，可在内容窗格中单击 2014.tif 图层以将其选中。
- 在功能区上，单击栅格图层选项卡。 在增强组中，更改以下参数：
- 将图层亮度更改为 20。
- 将图层对比度更改为 25。
- 将图层 Gamma 更改为 1.8。
注：
更改每个参数后，您可能需要按 Enter 键以应用更改。
将更新图像。
现在，环境显示得更加清晰。 山地标记了山谷与湖泊。 某些山峰被冰雪覆盖，而其他山峰被云雾环绕。 因为该影像拍摄于 8 月，山脉中可能有冰川或终年积雪。 山地貌似还有丰富的植被。 植被类型和山脉的坡度对火灾有所影响，尤其是火势蔓延的速度。 这是该区域 2014 年 Reynolds Creek 和 Thompson 火灾发生前的样子。 接下来，您将查看 2015 影像。
- 在内容窗格中，取消选中 2014.tif 图层以将其关闭。 选中 2015.tif 图层以将其打开。
随即显示 2015.tif 影像。
2015 年图像的默认外观要比 2014 年清晰一些，但还是需要对亮度、对比度和 Gamma 进行一定的修正。
- 在内容窗格中，单击 2015.tif 图层以将其选中。
- 在栅格图层选项卡的增强组中，更改以下参数：
- 将图层亮度更改为 10。
- 将图层对比度更改为 15。
- 将图层 Gamma 更改为 1.5。
将更新图像。
2015 年影像与 2014 年影像有两处明显区别。 首先，一大片灰云覆盖了图像的中南部。 这片云实际上是 Thompson 火灾的产生烟雾，影像拍摄时大火仍在燃烧。
其次，图像中北部湖泊的左上角有一道泛红的长条纹。 这道条纹是 Reynolds Creek 火灾留下的火灾后迹地，这场火灾在影像拍摄时已停止燃烧。
虽然两场火灾都可见，但其准确边界无法确定。 接下来，您将试验影像的各种波段组合，以找到最能突出火灾后迹地的组合。
查看各种波段组合
Landsat 影像可测量电磁光谱的波长范围，包括一些人眼不可见的波长。 这些范围叫做光谱波段。 波段将在下面的表格中进行介绍：
| 数字 | 名称 | 该波段的最佳显示 |
|---|---|---|
1 | 沿海气溶胶 | 浅水、粉尘颗粒 |
2 | 蓝色 | 深水、大气 |
3 | 绿色 | 植被 |
4 | 红色 | 人造物体、土壤、植被 |
5 | 近红外 | 海岸线、植被 |
6 | 短波红外 1 | 云层穿透度、土壤和植被湿度 |
7 | 短波红外 2 | 改善的云层穿透度、土壤和植被湿度 |
8 | 全色 | 黑白影像、更清晰的细节 |
9 | 卷云 | 卷云 |
10 | 热红外 1 | 热谱地图、预计土壤湿度 |
11 | 热红外 2 | 改善的热谱地图、预计土壤湿度 |
波段 2、3 和 4（蓝、绿和红）组成了人眼可见光的波段。 影像目前使用的“自然色”波段组合结合了三个波段来近似生成了人眼可见的影像。 接下来，更改波段组合来突出显示火灾并更好地查看其边界。
- 在内容窗格中，确认 2015.tif 图层处于选中状态。
图层名称下方为图像当前使用的波段：组成可见光的蓝色、绿色和红色波段。 红色和绿色波段突出显示了植被，这对于查看火灾很有帮助，因为未遭受火灾的茂密植被区域和植被已遭火灾摧毁的区域有着明显对比。 使用另一波段来突出显示植被，如近红外线（波段 5）可提高对比度。
- 在栅格图层选项卡的渲染组中，单击波段组合并选择彩色红外。
影像会变化来显示新的波段组合。
在内容窗格中，图层名称下方的波段也会变化，指示该影像组合了近红外、红色和绿色波段（3、4 和 5）。 由于近红外波段通常对人眼不可见，因此将通过红色通道来显示。 因此，将通过绿色和蓝色通道来显示红色和绿色波段。
注：
通过组合三个影像波段，并通过红色、绿色和蓝色通道显示这些波段而产生的图像称为 RGB 合成。 任何波段都可以用于三种 RGB 合成通道中的任意一种，这就是为什么可以通过绿色通道来显示红色波段的原因。 在图例中，符号的颜色和第一个单词将指示复合颜色（或通道），而第二个单词将指示所选波段。
在地图上，植被将显示为红色。 两个火灾区域显示为暗棕色。 与原始图像相比，火灾显示更加清晰，尤其是湖北侧的 Reynolds Creek 火灾。 但是，Thompson 火灾仍在一定程度上被烟雾所遮挡。 接下来，尝试使用可穿透云层的短波红外线波段（6 和 7）的波段组合。
- 在栅格图层选项卡上，单击波段组合并选择陆地/水体交界面。
波段将进行更新，并且影像将发生变化。
在内容窗格中，图层下方的波段会同时更改为短波红外波段和近红外波段，表明该图像组合了波段 5、6 和 7。 该组合的主要目的是为了描绘陆地和水域，同时穿透霾雾（或是本案例中的烟雾）。 Thompson 火灾周围几乎看不到烟雾，令边界变得更加清晰。 但是，燃烧区域显示为橙色而其周边山坡显示为黄色。 这使得已蔓延至山脉中的 Reynolds Creek 火灾变得更加难以分辨。
- 单击波段组合并选择植被分析。
波段将进行更新，并且影像将发生变化。
该组合使用了红色、近红外和短波红外 1 波段（4、5、6）。 可将彩色红外组合的植被突出显示与陆地/水域交界面组合的霾雾穿透度结合起来。 虽然 Thompson 火灾周围的烟雾仍然可见，而 Reynolds Creek 火灾的一部分已混进山坡中，但这些问题已不像之前的组合那么严重。
如果霾雾能够再减少一点点，此图像就可能为数字化火灾后迹地提供最佳效果。 但是，其余默认波段组合都无法改善您所查看的三个图像。 要根据您的需要自定义影像，则需要创建自定义波段组合。
创建自定义波段组合
目前为止，您已使用预配置的波段组合。 接下来，需要选择您自己的波段来创建自定义波段组合，可通过进一步减少霾雾来改进“植被分析”波段组合。
“植被分析”波段组合使用短波红外 1 波段来减少霾雾，并使用近红外和红色波段来突出显示植被。 从短波红外 1 波段切换至短波红外 2 波段可改善霾雾（或云层）穿透度。
- 在内容窗格中，右键单击 ShortWaveInfrared_1 波段并选择 ShortWaveInfrared_2。
注：
全色波段（波段 8）和两个热红外波段（波段 10 和 11）已从本教程包中提供的数据中移除，这就是它们未出现在波段列表中的原因。
波段自动变化的同时，地图上的图像也会随之变化。 地图上的差异很小，但火灾后迹地显示的清晰度略有提高。 下一步，用蓝色波段替换红色波段。
- 右键单击 Blue 颜色，然后选择 Blue。
地图上的图像发生轻微变化。 虽然霾雾仍可见，但已减少。
要想以后能够访问此波段组合，您可以将其保存为栅格图层选项卡中的默认组合。
- 在栅格图层选项卡中，单击波段组合并选择自定义。
随即显示自定义波段组合窗口。
- 设置以下波段：
- 对于红色，选择 ShortWaveInfrared_2。
- 对于绿色，选择 NearInfrared。
- 对于蓝色，选择 Blue。
- 对于名称，键入 Burn Scar Analysis。 单击保存。
自定义波段组合将添加至波段组合菜单，以便快速将其应用于其他影像（或者，再一次更改波段组合后可重新将其应用至此影像）。
注：
仅在启动新的 ArcGIS Pro 会话后，才能将自定义波段组合从列表中移除。
- 在快速访问工具栏中，单击保存工程按钮。
注：
如果保存工程窗口随即出现，其中说明了该工程是使用之前版本的 ArcGIS Pro 创建的，并询问您是否要将其保存在当前版本中，请单击是。
工程已保存。
您显示了冰川国家公园的两次火灾的影像，首先以自然色影像查看，然后使用其他更能突出显示燃烧区域的波段组合进行查看。 最后，您创建了专门用来突出显示火灾后迹地的自定义波段组合。 尽管该自定义组合更适合生成准确的火伤痕迹边界，但还需要对其进行一些目视解释以确定哪些区域已燃烧，哪些区域未燃烧。 接下来，您将使用名为燃烧指数的数学公式来量化计算燃烧面积，此公式可提供火灾肆虐区域的更准确测量。
计算燃烧指数
之前，您已查看了通过不同光谱波段组合的影像，对火灾后迹地进行了目测识别。 接下来，您将使用一个指数以量化形式来确定燃烧面积。 此指数称为归一化燃烧比率 (NBR)，其将利用数学方式对图像的近红外波段和短波红外 2 波段（分别为波段 5 与波段 7）进行比较，以确定火伤严重性。
您需要将 NBR 应用于 2014.tif 和 2015.tif 影像。 然后，您将计算这两个图像之间的差异以确定火前和火后的变化量。 结果将为以数学方式计算的火灾后迹地。
计算 NBR
首先，您将计算 2014 年影像的 NBR。
- 在内容窗格中，选择 2014.tif 图层。
- 单击功能区上的影像选项卡。 在工具组中，单击指数。
- 在景观部分中，单击 NBR。
- 在 NBR 窗口中，对于近红外波段指数，确认选择 5 - Nearinfrared。 对于短波红外波段指数，选择 7 - ShortWaveInfrared_2。
- 单击确定。
NBR_2014.tif 图层将显示在内容窗格和地图上。
NBR 图层值的最大变化范围是 -1 到 1 之间，尽管特定图层中可能不存在所有值。 接下来，您将计算 2015 年影像的 NBR。
- 在内容窗格中，选择 2015.tif 图层。
- 在功能区的工具组中，单击指数，然后选择 NBR。
- 在 NBR 窗口中，对于近红外波段指数，确认选择 5 - Nearinfrared。 对于短波红外波段指数，选择 7 - ShortWaveInfrared_2。
- 单击确定。
NBR_2015.tif 图层将显示在内容窗格和地图上。
确定 NBR 的更改
接下来，您将使用差异工具来计算两个图像之间 NBR 的变化。 在此过程中，您将标识 2014 年至 2015 年间 NBR 值显著增加的区域。 这些区域将对应于火灾后迹地。
您希望计算的差异为 NBR_2014.tif - NBR_2015.tif。 差异工具将按照在内容窗格中选择栅格的顺序来获取栅格。
- 在内容窗格中，单击 NBR_2014.tif 以将其选中。 按住 Ctrl 键并单击 NBR_2015.tif 以同时将其选中。
注：
确保首先选择 NBR_2014.tif，然后选择 NBR_2015.tif。 首先选择 NBR_2015.tif 会导致找到 NBR_2015.tif - NBR_2014.tif 之间的差异，由此提供不同的结果。
- 在功能区影像选项卡的工具组中，单击处理下拉箭头，然后选择差异。
随即将差异栅格 Difference_NBR_2014.tif_NBR_2015.tif 添加至内容窗格和地图。
火灾位置现在看起来几乎为纯白色，与灰色和黑色区域形成明显对比。 仅存的其他白色区域为冰雪覆盖的山区，通常与火灾区域不相连。 您可以将图像符号化来增强对比。 首先，您将更改图层的名称。
- 在内容窗格中，单击 Difference_NBR_2014.tif_NBR_2015.tif 以使其名称可编辑。 键入 change_nbr 并按 Enter 键。
- 在 change_nbr 下，单击色带。
随即显示符号系统窗格。 change_nbr 的图层符号系统由色带而不是 RGB 合成确定，因为与其他 NBR 图层一样，该图层仅含有一个波段。
- 在符号系统窗格中，单击配色方案，然后选中显示名称。
- 在色带列表中，选择条件编号色带。
- 对于拉伸类型，选择标准差。
符号系统随即更新。
现在，两场火灾已经在地图中以亮红色明显地区分开来。
- 关闭符号系统窗格。
您不再需要原始 NBR 图层，因此可以将其移除。
- 在内容窗格中，右键单击 NBR_2015.tif 图层并选择移除。
- 移除 NBR_2014.tif 图层。
- 保存工程。
您现在拥有足够清晰的火灾范围图像，可以将其数字化为面要素，以便与蒙大拿州森林管理服务部的同事共享。
数字化火灾区域
接下来，您将创建一个要素类以存储新面。 然后，您将使用编辑工具，沿两场火灾的大致边界绘制面要素。 最后，您将计算每个火灾后迹地的面积，以英亩为单位。
创建要素类
首先，您将创建一个要素类，稍后将使用该要素类以包含数字化火灾区域面。
- 单击功能区上的视图选项卡。 在窗口组中，选择目录窗格。
- 在目录窗格中，展开数据库文件夹。
该文件夹包含工程的默认地理数据库 montana_fires.gdb，您将在其中创建新要素类。
- 右键单击 montana_fires.gdb，指向新建，然后选择要素类。
创建要素类窗格随即显示。
- 对于名称，键入 Fires。
- 保留其他参数不变。 在该窗格的底部，单击完成。
随即将新的空 Fires 要素类添加至您的地图和内容窗格。 由于新要素类的默认符号系统具有实心填充，精确追踪地图要素将具有挑战性，因此您需要更新符号系统。
- 在内容窗格中，单击 Fires 的符号。
注：
图层的符号系统颜色将随机生成，可能与示例图像不同。
随即显示符号系统窗格。 您将选择具有轮廓但没有填充的符号。
- 在符号系统窗格的图库选项卡上，单击黑色轮廓（2 磅）。
提示：
指向符号以查看其全名。
随即在内容窗格中更新此图层符号。 图层已配置，可随时进行编辑。
- 关闭符号系统窗格。
绘制边界面
接下来，您将使用编辑工具来追踪 Reynolds 和 Thompson 火灾的边缘，从而对火灾后迹地进行数字化。
- 在地图上，缩放至 Reynolds Creek 火灾（最北端的火灾）。
- 单击功能区上的编辑选项卡。 在要素组中，单击创建。
创建要素窗格随即显示。 窗格中包含可创建要素的图层。
- 在创建要素窗格中，单击 Fires。 如有必要，请单击面按钮。
当您在地图上移动时，指针将变为十字光标。
- 单击 Reynolds Creek 火灾区域边缘上的任何位置以开始绘制面要素。
- 单击沿火灾迹地边界的多个其他点。
注：
如有必要，请进行放大。
每次单击时，都会放置另一个折点。
提示：
如果您对折点的位置不满意，请按 Ctrl+Z 将其删除。 要在添加折点的同时导航地图，请按住 C 键以暂时激活常规导航。
- 一直沿着火灾区域边缘添加折点。
注：
所添加的折点越多，要素就越精确。 由于您只是在完成教程练习，不用担心所创建的要素不完美。 您的要素无需与示例图像中的要素同样详细或精确。
- 完成折点的放置后，双击最终折点以完成创建要素。
- 在编辑选项卡的管理编辑内容组中，单击保存。
- 在保存编辑窗口中，单击是以保存所有编辑。
提示：
如果要在保存面后更正折点的位置，请在编辑选项卡的工具组中单击编辑折点。 在地图上，单击折点并将其拖动到新位置。 完成后，单击浮动工具栏上的完成按钮。 在编辑选项卡中，单击保存。
或者，可以删除整个要素并重新开始。 为此，请选择面。 在编辑选项卡的要素组中，单击删除。
接下来，您将数字化 Thompson 火灾区域。
- 按 Esc 键以返回到地图导航模式。
- 导航至 Thompson 火灾。
- 在创建要素窗格中，单击 Fires 下的面按钮。
- 数字化 Thompson 火灾。
- 当您对要素满意时，请保存编辑内容。
- 关闭创建要素窗格。 在内容窗格中，右键单击 change_nbr 并选择缩放至图层。
注：
如您刚才所做的那样，手动数字化要素在具有少量要素时效果很好。 在分析较大的区域时，您可能希望探索更多自动矢量化方法，例如栅格转面工具。
添加属性信息
您已为两场火灾创建了要素，但它们目前还没有属性信息。 可编辑属性表来识别每场火灾并计算出每场火灾的面积。
- 在内容窗格中，右键单击 Fires 并选择属性表。
属性表有两个要素，按照其数字化的顺序排列。 您最后创建的要素（Thompson 火灾）可能仍处于选中状态。
- 在属性表功能区上，单击清除所选内容按钮。
火灾的周长和面积已在 Shape_Length 和 Shape_Area 属性中计算得出，但这些计算均以平方米为单位。 而面积的更标准计量单位是英亩。 您将创建一个新属性，并使用该信息对其进行填充。
- 单击属性表功能区上的添加字段按钮。
将打开字段视图，底部显示一个空字段。 您需要添加两个字段：一个为火灾名称，另一个为火灾面积。
- 对于新字段，将字段名更改为 Name。 双击数据类型单元格并选择文本。
- 在功能区字段选项卡的管理编辑内容组中，单击保存。
注：
数字化火灾要素时如果有未保存的编辑内容，则无法将更改保存到属性表中。 如果无法保存，请在不保存的情况下关闭属性表，在编辑选项卡中保存要素的编辑内容，然后再一次添加新字段。
- 单击字段列表底部以添加另一个字段。
- 将新字段的名称更改为 Acres，并将数据类型更改为浮点型。
- 在功能区，单击保存。
- 关闭字段视图以返回至属性表。
新字段已添加至表。 其值为 Null。
可以直接编辑名称字段，但如果要计算面积，则需运行地理处理工具。
- 双击第一个要素的名称字段对其进行编辑。 输入 Reynolds Creek 并按 Enter 键。
- 将第二个要素的名称更改为 Thompson。
- 单击功能区上的编辑选项卡。 在管理编辑内容组中，单击保存。
- 在确认窗口中，单击是以保存所有编辑内容。
- 在属性表中，右键单击 Acres 字段标头并选择计算字段。
计算字段工具随即打开。 此工具可用来创建确定字段值的表达式。 Fires 要素类已有面积字段，但计量单位是平方米，而不是英亩。 一英亩等于 4,046.86 平方米，因此您将使用此转换因子来计算英亩数。
- 在表达式下的字段列中，双击 Shape_Area 将其添加到表达式框中。 单击除法运算符并在其后面键入 4046.86。
- 单击确定。
将计算英亩字段。
Reynolds Creek 火灾约为 4,400 英亩，而 Thompson 火灾约为 12,000 英亩。 您的值会与之有所出入，因为您的要素数字化的方式不同。
- 关闭 Fires 属性表。
- 保存工程。
共享结果
最后，您需要将 Fires 要素类共享至 ArcGIS Online。
- 在内容窗格中，右键单击 Fires 图层，指向共享并选择共享为 Web 图层。
随即显示共享为 web 图层窗格。 在共享图层之前，必须先输入元数据以使得可对图层进行搜索和分类。
- 在共享 Web 图层窗格中，输入以下信息：
- 对于名称，将现有文本替换为 Glacier National Park Fires。 将您的名字或缩写添加至名称末尾，使文件名称唯一。
- 对于摘要，复制粘贴文本2015 年 8 月冰川国家公园 Reynolds Creek 火灾和 Thompson 火灾的周长定义。 根据归一化燃烧比率定义周长。
- 对于标签，输入火灾、Reynolds Creek、Thompson、冰川国家公园，然后按 Enter 键。
- 对于共享级别，选择共享至所有人或“您的组织”，取决于您想要展示 Web 图层的对象。
- 单击分析。
分析该图层以查找错误。 如果缺少元数据或数据有问题，将会分类并描述出错误以便修复。
随即显示错误：未分配唯一数值 ID。 您将解决此错误。
- 双击错误。
随即出现地图属性窗口。
- 在常规选项卡上，选中允许向共享 Web 图层分配唯一数字 ID 旁的复选框。
- 单击确定。
- 在共享为 Web 图层窗格中，单击分析。
错误已解决，并且分析器结果中没有进一步的错误。
- 单击发布。
该图层随即发布到 ArcGIS Online。
- 在窗格底部，单击管理 web 图层。
随即显示新的浏览器窗口。
- 如果出现提示，请登录您的 ArcGIS 账户（与登录 ArcGIS Pro 使用的账户相同）。
随即显示 Glacier_National_Park_Fires 要素图层的项目页面。
- 单击在 Map Viewer 中打开。
您已共享的包含数字化火灾边界的图层随即显示在地图中。
现在可以将图层添加到任意数量的新地图中，并且可以自定义其符号化。
在本教程中，您使用 Landsat 影像确定了两场火灾的范围。 首先，通过各种光谱波段组合查看影像来目测评估火灾位置。 然后，计算归一化燃烧比率来特别突出显示燃烧区域。 最后，将两场火灾数字化并共享至 ArcGIS Online。 在现实情景中，蒙大拿州林业和资源管理部门之后可将您的图层用于植被演替研究或该区域未来火灾应对规划。
您可以在影像和遥感简介页面上找到更多此类教程。
您可以在教程库中找到更多教程。
