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 号指导教师实验背3二实验目的三实验准备3实验流程数据预处理(1)数据读取(2) 工程区裁剪4(3) 图像配准5(4) 大气校正6(5) 裁剪浑善达克区102植被覆盖度反演模型建立11(1) 计算归一化植被指数11(2) 计算植被覆盖度113植被变化监测12(1) 植被覆盖度提取12(2) 植被变化检测13植被变化区域的背景值处理。(2)植被变化区域制1415五实验总结164. 后期处理14一. 实验背景浑善达克地区位于内蒙古草原锡林郭勒高原中部，是亚洲草原荒 漠化东部边缘地区的重要组成部分。该地区退化土地多为沙地，梢被 稀少，特别是春季地表

2、冋暖解冻，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%的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，梢 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envt安装路径i的：“ittidlidl80productsenvi48save_add” 。实验流

3、程1. 数据预处理(1) .数据读取选择主菜单 file>0pen external filehj- 1a/1b tools,在弹出的窗口中，选择ccd，点击“input files”，选择要加载的数据， 点确定，点击apply。file helphj-1a/1b tools v3.0this toolkit is specifically designed to work with hj一1a and hj1b level 2 hdf5 or geotiff files.the default output is a ewvi standard format file optional

4、 processing choices vary by input format.sensor type： o«si ®ccd qlsinput filesc:vsersweiyi 0nedr ivedocum ents ewvidatal 9-基于 5;output pathc:usersweiyidocumentsenviexercisetempzoom." #1 (r:band 3，g:band 2,b:band 1 ):hj 1 -file overlay enhance tools windowtransformcalibration view meta

5、data tool v layer stackingapply cancel图1加载数据图2影像数据加载完成(2) .工程区裁剪h.选择主菜单 basic tools>region of interest>roi tools,在弹 出的窗口中选择filesubset data via rois,在弹出的窗口中选择 要裁剪的数据；s.单击 spatial subset 按钮，选择 image,弹出 subset by image 对话框。在该对诏框中，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0k;<q.选择裁剪影像的保存路径及名称，单

6、击0k;仰.选择主菜单file>save file asenvi standard,将刚才裁剪好 的影像保存为envi标准的格式。select input file：resize data input filepile infornation：select spatial subsetfile: hj1a-ccd2-2-64-20090 dims： 1g407 x 14033 （byt«）-20090811-l200001547s a v> vloow«ntsehviex«roi 4 esq"24 bytes, xd&rd :tl）i

7、 50 mortkto 16407ns16407to 14033 hl14033full siz« : 230,239,431 byt«s subset size: 230,239? 431 bytes0.83? dat group j009-08-11 jd = hj1a. .evation = ation i:49:18 2016图lp影像裁剪scrollresetpreviousopenf0kctnctlsubset using map file roi/evfsubset by image display #1 v(3) 图像配准h.加载已有坐标的地图“浑善达克20

8、06年8月土地利用分类图”， 使其作为基准图，右击该團，选择使其在新窗口显示；s.选择主菜单 mapregistrationselect gcps: image to image, 在弹岀的窗口中，base image选择土地利用分类阁，warp image选 择影像地图，单击 0k,弹出 ground control points selection 窗口；添加控制点。在zoom窗u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

9、。同样，这一步也可以用以下操作代替：点击 file>restore gcps from ascii，导入控制点坐标;® #1 scroll (0.0248. - 口add point humber of selected points: 10 predictshow list rms error： 0. 812024 delete last point5 ground control points selfile options helpb«e x 4116.005733.00-warp x 5477.00 i 3256.00-degree 1image to ima

10、ge regis.select displays containing images：displayttlidisplay #1display #2selected item：selected item：display #2display #1okcancelbase imagewarp image图5选择配准图与基图阁4添加控制点kj).在 ground control pionts selection 窗口中，选择 options warp 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0k。阁6设置校正参数(4) .大气校正

11、i.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_hjlaccd2.txt” 文本文件，单击0k;2）在弹出的input asctt file中，自动将第一列作为x轴，后 四列作为y轴，波长选择nanometers，单击ok;3）在绘制窗口出现了叫条不同颜色的曲线，选择editdata parameters,编辑每条线的名字为bl, b2, b3, b4,便于区分；o' data parametersavailable data plots：1.0cls0,60,40

12、.20.0ipbl1>2b3marneb4color line style solidthicknswn 0 今 symsize 12 令symbol卜 v|卜。1 * u叫网envi plot windowedit options plot.function help40050060070080090010nra-xknapplycancelft4）选择 filesave plot as>spectral library,在 output plots to spectral library 面板中，单击 select all items,单击 ok。5）在output spect

13、ral library面板屮，输出曲线相关参数设 置如图10,选择保存曲线为波普库文件：hj_1a_ccd2光谱响应.slioutput plots to spectral li.阁8选择要输出的波谱曲线xoutput spectral library图9设置参数s. flaash人气校正数据准备。选择主菜单basic toolsconvert data,选择已经 过定标和配准的数掘，在convert file parameters中，转换后*的格 式选择“bil”，单击0k。设置参数进行flaash大气校正：1）主菜单spectral >flaash,打开flaash大气校正模块；2）

14、点击input radince image,选择转换过格式的数据，在 radiance scale factor 窗口 中选择 use single scale facto for all bands，在 single scale facto 处填写 10，点击 ok;3）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;input radiance image c:usersweiyidocumentsehviexercisetempyanhj_laroigcp. imgoutput reflectance file c: usersweiyidocu»tntse

15、nviexercise0utputhj，_la5?jshj-la-r0i-gcp_flassk imjoutput directory for flaash files c: usersweiyidocumentsehviexerci se0utputw_1rootname for flaash filesscene center location dd <-> iks sensor type nknown-m!lat42312.631154810.94lonflight dateaug v 11 v2009sensor altitude (km) 650.000ground el

16、«v«ition (km) i 100pixel size (m)30. 000plight time gmt (hh mh ss)water column multiplier 100 尝40.00atmospheric model kid"lttitud* 胃inter v| aerosol lodtl rural water retrieval mo itaerosol retrieval honeapplycancelkelpinitial visibility (kn)multispectral settingsadvanced settings. sa

17、ve. -. restore.图10flassh参数设置4）单击 multispectral setting 按钮，在 filter function file 面板屮导入之前做好的波普响应曲线，单击0k;5）单击高级设置，设置tile size为100mb，然后在大气校正模 块屮，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 正前阁像，校正后图像。file edit options plot-function helpfile edit options plot.function helpspectral profile9nld>0.50.60.70.8w

18、avelengthwavelength图11校正前图12校正后(5).裁剪浑善达克区ii在 image 窗口选择overlayvectors,在打开的面板屮添加 hunshandake. evf 文件。在八vailable vectors list面板中选择矢量文件，将其叠加#1 scroll (0.0245.图13叠加矢景边界在影像上;在 available vectors list 面板中，选择 file>export layers tor0i,在 select data file to associate with new roi 面板屮，选择flaash校正过/fj的影像，单出0

19、k。在export layers to rot中，选择 convert all records of an evf layer to one roi，单击 0k，将矢量转化为一个roi;在图像窗口中，选择overlay>region of interest，打幵r0i面板，选择file subset data via rois，在该面板屮选择flaash校正过f的彩像，单出 ok。q scroll (0.0266. - °在 special subset via roiparameters中选择浑善达克地区的 roi, mask pixels outsideof roi选择ye

20、s,设置输出路径及文件名，单击ok。图14裁剪结果图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transformndvi，打开ndvi模块，选择上一步裁 剪得到的结果图；ndvi calculation parameters .在弹出的参数设置窗体中进行如不图设置，x图c:参数设置(2).计算梢被覆盖度 .利用envi主菜单基本工具中的波段运算工具，输入公式： (blgt 0.7)*l+(bl it o.)*o+(bl ge 0 and bl le 0.7)*(bl-0.0)/(0.7-0.0)oband math16 band math.在弹出的新窗u中，选择bl为

21、ndvi图像，设置输出文件路径， 点击0k。r sjon yu.ozbb.3. 植被变化监测(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：(bl le 0. 3)*0 +(bl gt 0. 3)*1,设置bl为上一步的结果图，设置输出路径 点击0k。 .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：(bl ge 1 and bl le 3)*l+(bl it 1)*0+(bl gt 3)*0, bl 选择“浑 善达克2006年8月土地利用分类图.img”，设置输出文件路径，单 击0ko图18 2009年桢被覆盖kn#2 scroll (0.0266.-阁19 2006年植被覆盖区(2).植被变化检测利用envi主菜单中basic tool-bandmath，输入公式:bl-b2 bl:选择2009 _8_植被覆盖度区.img b2: 2006_8_植被覆