204-专题基于遥感的草原与沙漠化监测

专题：基于遥感的草原与沙漠化监测技术支持邮箱：[e-mail]技术支持热线：400-819-2881-7官方技术博客：官方技术qq群：1485648001、专题背景浑善达克地区位于内蒙古草原锡林郭勒高原中部。近年来频频发生在京津地区的沙尘暴与该地区生态环境恶化相关。据统计，京津地区沙尘暴70%的沙源来自于这个区域。专题背景•通过对该区域植被覆盖度的定量反演，植被覆盖的变化检测，可以实现草原植被的高频率、大范围、高实时的变化监测。本专题将介绍利用环境小卫星CCD-1A图像反演植被覆盖图的完整流程。专题涉及内容：环境小卫星的数据读取辐射定标、图像配准、大气校正植被反演、植被覆盖变化监测使用模块和工具：ENVI主模块FLAASH大气校正扩展模块IDL开发的环境小卫星数据读取补丁波段运算模块专题概述处理流程数据预处理植被覆盖度反演植被覆盖变化监测流程说明根据环境小卫星CCD数据特点及草原植被变化监测的要求，采用以下处理流程：一、数据预处理：1.CCD数据读取2.辐射定标3.大气校正4.研究区裁剪二、反演模型建立1.归一化植被指数2.植被覆盖度三、植被变化监测1.植被覆盖区提取2.植被变化检测四、后期处理与应用环境小卫星CCD-1B数据，在环保部卫星环境应用中心免费下载获取，环境小卫星CCD数据下载地址：TM数据下载地址为：大气校正用到的环境小卫星数据波谱响应函数下载地址：数据获取说明数据：“10-专题：基于遥感的草原与沙漠化监测”进入专题数据预处理建立反演模型植被变化监测后期处理及应用2、数据预处理图像预处理流程HJ1A-CCD2原始数据数据读取辐射定标几何校正大气校正浑善达克区裁剪环境小卫星数据处理补丁基准影像波谱响应函数浑善达克矢量数据浑善达克HJ1A-CCD2数据安装环境小卫星数据读取和定标补丁ENVI_HJ1A1B_Tools.sav文件放在Home\ProgramFiles\Exelis\ENVI52\extensions目录下数据读取和定标主菜单-File-OpenAs-HJ-1A1B2.1数据读取和定标由于整景数据范围比较大，所以在做大气校正前，先将浑善达克以及周边区域裁剪出来。2.2工程区裁剪做变化监测，两个时相的数据必须互相配准2.3图像配准获得地物真实的光谱信息是遥感反演的前提，大气校正可消除大气影响，还原地物的真实信息，是定量遥感数据预处理中必不可少的环节。2.4大气校正——概述数据准备FLAASH对图像文件有以下几个要求：数据是经过定标后的辐射亮度（辐射率）数据，单位是：（μW）/（cm2*nm*sr）。数据带有中心波长（wavelenth）值，如果是高光谱还必须有波段宽度（FWHM）,这两个参数都可以通过编辑头文件信息输入（EditHeader）。数据类型•支持四种数据类型：浮点型（floating）、长整型(longinteger)、整型（integer）和无符号整型(unsignedint)。数据存储类型：ENVI标准栅格格式文件，且是BIP或者BIL。波谱范围：400－2500nm2.4大气校正——FLAASH大气校正基本参数设置2.4大气校正——FLAASH大气校正多光谱参数设置单击MultispectralSetting按钮，在FilterFunctionFile导入光谱响应曲线“环境1A星CCD2光谱响应.sli”，单击OK；2.4大气校正——FLAASH大气校正高级参数设置2.4大气校正——FLAASH大气校正结果检验大气校正前后典型地物（植被）光谱曲线对比2.4大气校正——结果检验预处理的最后一步是用浑善达克区矢量数据对已经做过辐射定标、大气校正的HJ-CCD数据进行不规则裁剪矢量数据：“\4-研究区裁剪\浑善达克矢量数据”2.5裁剪浑善达克地区3、植被覆盖度反演归一化植被指数计算应用被植被强吸收的红光波段（环境星第3波段）和被植被强反射的近红外波段（环境星第四波段）计算归一化植被指数。植被覆盖度计算FC=[(NDVI-NDVISoil)／(NDVIVeg-NDVISoil)]植被覆盖度反演归一化植被指数植被覆盖度打开ENVI5工具箱/BandRatio/BandMath工具3.1归一化植被指数计算波段运算打开ENVI5工具箱/BandRatio/BandMath工具运算表达式：(b1gt0.7)*1+(b1lt0.)*0+(b1ge0andb1le0.7)*((b1-0.0)/(0.7-0.0))3.2植被覆盖度计算4、植被变化监测植被覆盖度反演2006土地利用分类图2006植被覆盖区2009植被覆盖数据2009植被覆盖区波段运算植被荒漠化监测环境小卫星数据2009年植被覆盖度大于0.3的为植被覆盖区2006年土地利用分类图DN值=1、2、3为植被覆盖区4.1两图像植被覆盖区域提取土地利用分类类型影像DN值耕地1林地2草地3水域4城市、工矿、居民用地5未利用地6沙地612009年8月植被覆盖区(b1le0.3)*0+(b1gt0.3)*1b1为20090811植被覆盖度图像，0.3为经验值2006年8月植被覆盖区(b1ge1andb1le3)*1+(b1lt1)*0+(b1gt3)*0b1为浑善达克2006年8月土地利用分类图4.1两图像植被覆盖区域提取波段运算工具箱/BandRatio/BandMath工具运算表达式：b1-b2b1:2009年8月的植被覆盖区图像b2:2006年8月的植被覆盖区图像4.2变化区域计算5、成果后处理及应用变化图像：0——未发生变化的区域-1——植被荒漠化区域1——植被增加区域将背景值掩膜为非0、-1、1的值（如：2）5.1植被变化区域图的背景值处理对-1、0、1值以及背景值分别进行密度分割5.2植被变化区域制图本专题从原始的环境小卫星CCD-1A图像开始，反演植被覆盖图、并与前一时相的土地利用图进行差值比较，提取植被发生变化的区域，专题涉及环境小卫星的数据读取、辐射定标、图像配准、大气校正、植被覆盖遥感反演过程、植被覆盖变化监测等内容。掌握知识：国产卫星数据的处理多时相数据变化监测的条件数据处理各个环节在ENVI下的操作及参数选择专题总结