基于环境小卫星的草原荒漠化监测实验报告

1、基于环境小卫星的草原荒漠化监测实验报告姓名班级学号指导教师一 实验背景 1二 实验目的 1三 实验准备 1四 实验流程 11 数据预处理 1(1) 数据读取。 1(2) 工程区裁剪 2(3) 图像配准 3(4) 大气校正 4(5) 裁剪浑善达克区 62 植被覆盖度反演模型建立 7(1) 计算归一化植被指数 7(2) 计算植被覆盖度 83 植被变化监测 9(1)植被覆盖度提取 9(2)植被变化检测 94. 后期处理 14(1) 植被变化区域图的背景值处理。 14(2) 植被变化区域制图 15五 实验总结 16一. 实验背景浑善达克地区位于内家古草原锡林郭勒咼原中部，是亚洲草原荒漠化东部边缘地区的

2、重要组成部分。该地区退化土地多为沙地，植被稀少，特别是春季 地表回暖解冻，地表裸露，多细沙土，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%勺沙源来自于这个区域。二. 实验目的利用环境小卫星CCD图像，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。三. 实验准备工具：ENVI5.0，环境小卫星的读取补丁。数据：浑善达克地区环境小卫星 CCD数据，带精确坐标的2006年该地区 土地利用分类图，环境小卫星数据波谱响应函数。实验开始前，将环境小卫星的读取补丁安装在ENVI安装路径下的：“ ITTIDL

3、IDL80productse nvi48save_add ”。四. 实验流程1.数据预处理(1).数据读取。选择主菜单 FileOpe n Exter nal FileHJ-1A/1B Tools，在弹出的窗口中,选择CCD点击“ In put Files，选择要加载的数据，点确定，点击ApplyrTools V3.0File HelpTki e toollci t i s: spec:de el sued to worlc withHJ-1A and HJ-1B Levt： 2 KDF5 or GeoTIFF il.Tht dtfauLt cutput: is a. IJN1Q standa

4、rd form it f iOpti 4FkRegio n of In terestROI Tools, 在弹出的窗口中选择 FileSubsetdata via ROIs,在弹出的窗口中选择要裁剪的数据;.单击 Spatial Subset 按钮，选择 Image,弹出 Subset by image 对话框在该对话框中，按鼠标左键拖动图像中的红色矩形框确定裁剪区域，裁剪出包括浑善达克区域的部分图，单击 OK.选择裁剪影像的保存路径及名称，单击OK.选择主菜单FileSave File AsENVI Standard，将刚才裁剪好的影像保存为ENVI标准的格式z diFils -it十AFu

5、ll 飯翻：口亠2鶯 4)1 Ulm-冒”；23CU旳 431 U&4E“1. KJJ nK-2 -C4 -soc : J -L2QO30154 A liras lt4D 江 J40I33 Bytt)*Rfsiie Dita Input FileSelcLt |jdli.iijl Subiet人1W33 皿 1W33Uiti: cu ear il|EliVIEKtiito :-l:vte SHRegistrationSelect GCPs:lmage to Image,在弹出的窗口中，Base Image选择土地利用分类图， Warp Image选择影像地图，单击 OK 弹出 Ground C

6、ontrol Points Selection窗口；.添加控制点。在zoom窗口中，点击左下角的第三个按钮，打开击Add Point, 将其添加至控制点列表，这样满幅均匀选取一些点，并查看其残差，若残差小 于1个像素，点击Filesave Coefficient to ASCII,保存控制点。同样，这一步也可以用以下操作代替：点击 Filerestore GCPs from ASCII, 导入控制 点坐标；sGrourd utiUol ruinb Sfl.D*J!jreMi! f olnt&r o &ctd Faints ID Tr*dlLtESk,vf Lit 轆血0.133-t Dtl-t

7、is- l4：t半$ 5m.的 卷Q*1 Scroll (0,024ft. - c._ TV 恒用WHH图4添加控制点图5选择配准图与基图窗口中，选择 Options在 Ground Control Pionts SelectionWarp File(as image Map)，选择校正文件。在校正参数面板中，设置如图6,选择输出路径与文件名，单击 OK(4).大气校正图6设置校正参数.制作波谱曲线1) 选择主菜单 WindowStart New Plot Window,打开 ENVI Plot Window面板，在波普绘制窗口中，选择导入“681_HJ1ACCD2.txt”文本文件，单击OK

8、2）在弹出的In put ASCII File中，自动将第一列作为 X轴，后四列作为丫轴，波长选择 Nano meters,单击OK3）在绘制窗口出现了四条不同颜色的曲线，选择EditData Parameters,编辑每条线的名字为b1,b2,b3,b4,便于区分；图7波普曲线及编辑波普曲线名称4）选择 FileSave Plot AsSpectral Library ，在 Output Plots to Spectral Library 面板中，单击 Select All Items ，单击 OK5）在 Output Spectral Library面板中，输出曲线相关参数设置如图10,选

9、择保存曲线为波普库文件：HJ_1A_CCD光谱响应.sli图8选择要输岀的波谱曲线图9设置参数.FLAASH大气校正数据准备。选择主菜单 Basic ToolsCo nvert Data ，选择已经过定标和 配准的数据，在 Convert File Parameters 中，转换后的格式选择“ BIL”， 单击OK设置参数进行FLAASH气校正：1）主菜单SpectralFLAASH,打开FLAASH气校正模块；2）点击In put Radi nee Image,选择转换过格式的数据，在Radia nee Scale Factor 窗口中选择 Use si ngle scale facto f

10、or all ban ds, 在 si ngle scale facto处填写10,点击OK3）设置输出文件及路径设置，气模型设置，文件名路径及参数设置如图10;File Edit Optic ns P ojFunctirn HelpFile Edit Options Plot Function Help70EQ克区Spectral PrcfileI 11 Ilr/oe Wovd&igth00msc处dn-r-lm0 一0.5(5).裁剪浑善达校名 pxtul Profile* T “叫 *1 Scroll (0,0245. - 4) 单击Multispe ctralSett ing按钮，在F

11、ilterFun cti onFile面板中导入之前做好的波普响应曲线，单击OK5）单击高级设置，设置 Tile Size 为100MB然后在大气校正模块中，单击 Apply ；6）大气校正完成后，对比校正前后图像中植被光谱曲线，得到校正前图像，校正后图像。在image窗口选择OverlayVectors,在打开的面板中添加 hunshandake.evf文件.在Available Vectors list面板中选择矢量文件，将其叠加在影像上； .在 Available Vectors list面板中，选择 FileExport Layers to ROI ,在 Select Data Fil

12、e to Associate with new RQ 13 叠加矢量面板中,选择 FLAASH校正 过后的影像，单击 OK 在 Export Layers to ROI 中，选择 Con vert all records of an EVF layer to one ROI, 单击 OK 将矢量转化为一个 ROI; .在图像窗口中，选择 OverlayRegion of Interest,打开ROI面板，选择File Subset Data via ROIs , 在该面板中选择FLAASH校正过后的影像，单击区的ROI, 择YESOKOK .在 Special Subset via ROIPa

13、rameters中选择浑善达克地Mask Pixels outside of ROI 选设置输出路径及文件名，单击2.植被覆盖度反演模型建立 (1).计算归一化植被指数.选择主菜单Transform NDVI，打开NDVI模块，选择上一步裁剪得到的结果图;.在弹出的参数设置窗体中进行如下图设置,(5 NDV1 匚alculation ParametersOK Queue Cancel图15(2).计算植被覆盖度 利用ENVI主菜单基本工具中的波段运算工具，输入公式:(b1 gt 0.7)*1+(b1 It 0.)*0+(b1 ge 0 and bl le 0.7)*(b1-0.0)/(0.7-

14、0.0)图16 Band Math 在弹出的新窗口中，选择b1为NDVI图像，设置输出文件路径，点击 OK3.植被变化监测仃植被覆盖度结果图(1).植被覆盖度提取 .2009年8月植被覆盖区提取利用 ENVI主菜单中 Basic Tool-Bandmath，输入公式:(b1 le 0.3)*0+(b1 gt 0.3)*1 ，设置b1为上一步的结果图，设置输出路径点击 OK .2006年8月植被覆盖区提取。利用ENVI主菜单中Basic Tool-Bandmath，输入公式：(b1 ge 1 and b1 le 3)*1+(b1 lt 1)*0+(b1 gt 3)*0，b1 选择“浑善达克 20

15、06年8月土地利用分类图.img ”，设置输出文件路径，单击 OK(2).被变化检年植被覆盖区图19 2006年植被覆盖区利用ENVI主菜单中Basic Tool-Bandmath，输入公式：b1-b2b1:选择2009_8_植被覆盖度区.imgb2: 2006_8_植被覆盖度区.img选择文件保存名“浑善达克植被覆盖变化2006-2009.img ”和路径，单击OK得到浑善达克2006年到2009年植被覆盖变化的区域图像。Scroll (0.0266. - 口20 2C年至9OO2年植被变化图064.后期处理 (1).植被变化区域图的背景值处理选择主菜单 Basic ToolMaskingA

16、pply mask,选择 2006_2009_植被变化.img,单击Select Mask Ba nd，选择掩膜图像，单击 0KApply Mask Input File图21掩 模在Apply Mask Parameters面板，设置掩膜值为5,设置输出路径与文件名，单击0K图22设置掩模后的结果图(2).植被变化区域制图.对上一步得到的结果图像进行密度切分。选择Image菜单栏 OverlayDe nsity Slice,在弹出的窗口中选择上一步进行掩模处理过的结果图像，点击OK.在新弹出的窗口中按照下图进行设置，设置好后可点击Apply查看结果；File Options HelpData Kan匡色 Resettin 7Haji Edefined Deji5ity Slice Kanyes_1_1 Std0 to 0 Y til ft* 2 1 tt 1 7*帅SarollEditD电.电t色 Jsne Clear .在 Densty Slice, 选择 FileOut