6-专题：基于遥感的草原与沙漠化监测
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• 支持四种数据类型：浮点型（floating）、长整型(long integer )、 整型（integer）和无符号整型 (unsigned int)。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：400－2500nm
2.4 大气校正——FLAASH大气校正
基本参数设置
4.1 两图像植被覆盖区域提取
2009年8月植被覆盖区
(b1 le 0.3)*0 +(b1 gt 0.3)*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
(b1 ge 1 and b1 le 3)*1+(b1 lt 1)*0+(b1 gt 3)*0
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：基于遥感的草原与沙漠化监 测
技术支持邮箱：ENVI-IDL@esrichina.com.cn 技术支持热线：400-819-2881-7 官方技术博客：http://blog.sina.com.cn/enviidl 官方技术qq群：148564800
1、专题背景
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。
• 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。
专题概述
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
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：5）
5.2植被变化区域制图
对-1、0、1值以及背景值分别进行密度分割
专题总结
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：
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——FLAASH大气校正
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：（μ W） /（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 （Edit Header）。 数据类型
环境小卫星数据
2006土地利用分类图
2009植被覆盖数据 2009植被覆盖区
2006植被覆Baidu Nhomakorabea区
波段运算
植被荒漠化监测
4.1 两图像植被覆盖区域提取
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
土地利用分类类型 耕地 林地 草地 水域 城市、工矿、居民用地 未利用地 沙地 影像DN值 1 2 3 4 5 6 61
二、反演模型建立 1.归一化植被指数 三、植被变化监测 1.植被覆盖区提取
四、后期处理与应用
2.植被覆盖度
2.植被变化检测
数据获取说明
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： www.secmep.cn TM数据下载地址为：
http://datamirror.csdb.cn/index.jsp
结果检验 大气校正前后典型地物（植被）光谱曲线对比
2.5 裁剪浑善达克地区
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”
3、植被覆盖度反演
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。
归一化植被指数
植被覆盖度计算
FC = [(NDVI- NDVISoil)／(NDVIVeg -
植被覆盖度
NDVISoil)]
3.1 归一化植被指数计算
打开ENVI 5工具箱/Band Ratio/Band Math工具
图像预处理流程
HJ1A-CCD2原始数据
数据读取
辐射定标
环境小卫星数据处理补 丁
几何校正
基准影像
大气校正
波谱响应函数
浑善达克区裁剪
浑善达克矢量数据
浑善达克HJ1A-CCD2数据
2.1 数据读取和定标
安装环境小卫星数据读取和定标补丁
ENVI_HJ1A1B_Tools.sav文件放在 X:\Program Files\Exelis\ENVI51\classic\save_add目 录下
b1为浑善达克2006年8月土地利用分类图
4.2 变化区域计算
波段运算
工具箱/Band Ratio/Band Math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
5、成果后处理及应用
5.1植被变化区域图的背景值处理
2.4 大气校正——FLAASH大气校正
多光谱参数设置
单击Multispectral Setting按钮，在Filter Function File 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——结果检验
大气校正用到的环境小卫星数据波谱响应函数下载地址： http://www.cresda.com/n16/n1115/n1522/n2118/in
dex.html
进入专题
数据：
“10-专题：基于遥感的草原与沙漠化监测”
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
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
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
数据读取和定标
主菜单->File->Open External File>HJ-1A/1B Tools
2.2 工程区裁剪
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。
2.3 图像配准
做变化监测，两个时相的数据必须互相配准
2.4 大气校正——概述
3.2 植被覆盖度计算
波段运算
打开ENVI 5工具箱/Band Ratio/Band Math工具
运算表达式： (b1 gt 0.7)*1+(b1 lt 0.)*0+(b1 ge 0 and b1 le 0.7)*((b1-
0.0)/(0.7-0.0))
4、植被变化监测
植被覆盖度反演
波谱范围：400－2500nm
2.4 大气校正——FLAASH大气校正
基本参数设置
4.1 两图像植被覆盖区域提取
2009年8月植被覆盖区
(b1 le 0.3)*0 +(b1 gt 0.3)*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
(b1 ge 1 and b1 le 3)*1+(b1 lt 1)*0+(b1 gt 3)*0
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：基于遥感的草原与沙漠化监 测
技术支持邮箱：ENVI-IDL@esrichina.com.cn 技术支持热线：400-819-2881-7 官方技术博客：http://blog.sina.com.cn/enviidl 官方技术qq群：148564800
1、专题背景
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。
• 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。
专题概述
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
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：5）
5.2植被变化区域制图
对-1、0、1值以及背景值分别进行密度分割
专题总结
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：
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——FLAASH大气校正
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：（μ W） /（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 （Edit Header）。 数据类型
环境小卫星数据
2006土地利用分类图
2009植被覆盖数据 2009植被覆盖区
2006植被覆Baidu Nhomakorabea区
波段运算
植被荒漠化监测
4.1 两图像植被覆盖区域提取
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
土地利用分类类型 耕地 林地 草地 水域 城市、工矿、居民用地 未利用地 沙地 影像DN值 1 2 3 4 5 6 61
二、反演模型建立 1.归一化植被指数 三、植被变化监测 1.植被覆盖区提取
四、后期处理与应用
2.植被覆盖度
2.植被变化检测
数据获取说明
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： www.secmep.cn TM数据下载地址为：
http://datamirror.csdb.cn/index.jsp
结果检验 大气校正前后典型地物（植被）光谱曲线对比
2.5 裁剪浑善达克地区
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”
3、植被覆盖度反演
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。
归一化植被指数
植被覆盖度计算
FC = [(NDVI- NDVISoil)／(NDVIVeg -
植被覆盖度
NDVISoil)]
3.1 归一化植被指数计算
打开ENVI 5工具箱/Band Ratio/Band Math工具
图像预处理流程
HJ1A-CCD2原始数据
数据读取
辐射定标
环境小卫星数据处理补 丁
几何校正
基准影像
大气校正
波谱响应函数
浑善达克区裁剪
浑善达克矢量数据
浑善达克HJ1A-CCD2数据
2.1 数据读取和定标
安装环境小卫星数据读取和定标补丁
ENVI_HJ1A1B_Tools.sav文件放在 X:\Program Files\Exelis\ENVI51\classic\save_add目 录下
b1为浑善达克2006年8月土地利用分类图
4.2 变化区域计算
波段运算
工具箱/Band Ratio/Band Math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
5、成果后处理及应用
5.1植被变化区域图的背景值处理
2.4 大气校正——FLAASH大气校正
多光谱参数设置
单击Multispectral Setting按钮，在Filter Function File 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——结果检验
大气校正用到的环境小卫星数据波谱响应函数下载地址： http://www.cresda.com/n16/n1115/n1522/n2118/in
dex.html
进入专题
数据：
“10-专题：基于遥感的草原与沙漠化监测”
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
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
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
数据读取和定标
主菜单->File->Open External File>HJ-1A/1B Tools
2.2 工程区裁剪
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。
2.3 图像配准
做变化监测，两个时相的数据必须互相配准
2.4 大气校正——概述
3.2 植被覆盖度计算
波段运算
打开ENVI 5工具箱/Band Ratio/Band Math工具
运算表达式： (b1 gt 0.7)*1+(b1 lt 0.)*0+(b1 ge 0 and b1 le 0.7)*((b1-
0.0)/(0.7-0.0))
4、植被变化监测
植被覆盖度反演