6-专题：基于象元二分模型的植被覆盖度反演
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ENVI/IDL
1.3 图像镶嵌
• 两景相邻的TM数据，镶嵌得到包含北京市区的完
整范围
- Mosaicking/Georeferenced
Mosaicking
ENVI/IDL
1.4 图像裁剪
• 图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除，常用
的裁剪是按照行政区划边界或自然区划边界进行 图像的分幅裁剪。
2.4 植被覆盖度估算
• 波段运算的过程
- 表达式为：
(b2 ne 0.0)*(b1-b2)/(b3-b2)
b1-NDVI(去除异常值)
b2-NDVIsoil
b3-NDVIveg
植被覆盖度常用于植被变化、 生态环境研究、水土保持、沙 漠化、气候变化等方面
ENVI/IDL
2.5 植被覆盖度的验证和分类
2.3 模型参数求解——合成NDVIsoil和NDVIveg
• 根据上一步得到的NDVI阈值分别生成NDVIsoil和
NDVIveg参数文件
- b1:林地掩膜文件 - b2：农业用地掩膜文件
- b3：城市用地掩膜文件
- b4：水体掩膜文件 - b5：其他用地掩膜文件
NDVIsoil参数图
NDVIveg参数图 ENVI/IDL
• •
当区域内可以近似取VFCmax=100%，VFCmin=0% VFC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin)
•
当区域内不可以近似取VFCmax=100%，VFCmin=0%
-
当有实测数据的情况下，取实测数据中的植被覆盖度的最大值和最小值 ； 当没有实测数据的情况下植被覆盖度的最大值和最小值根据经验估算
• FLAASH对图像文件有以下几个要求：
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
- 支持四种数据类型：浮点型（floating）、长整型
• 根据结果可分为
- 规则裁剪 - 不规则裁剪
ENVI/IDL
1.4 研究区裁剪
• 利用北京市行政区划矢量边界对上一练习中镶嵌
的结果进行矢量裁剪，得到北京市区的数据
ENVI/IDL
植被覆盖度反演
ENVI/IDL
2.1 NDVI计算
• Spectral/Vegetation/NDVI
ENVI/IDL
• Toolbox/Radiometric
ENVI/IDL
1.2 大气校正——概述
• 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。
ENVI/IDL
1.2 大气校正——FLAASH大气校正
•
数据准备
- 数据是经过定标后的辐射亮度（辐射率）数据，单
ENVI/IDL
处理流程图
ENVI/IDL
进入专题
• 数据：
- “9-专题：基于像元二分模型的植被覆盖度反演”
监督 分类
专题变 化监测
结果 输出
ENVI/IDL
图像预处理
ENVI/IDL
1.1数据Hale Waihona Puke Baidu取与定标
• File->
Open As-> Landsat-> GeoTIFF with Metadata，打开_MTL.txt Correction/ Radiometric Calibration，选择可见光-红外组（6个波段）， 打开Landsat定标工具
(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
ENVI/IDL
1.2 FLAASH大气校正
• /Radiometric
Correction/FLAASH Atmospheric
专题：基于象元二分模型的植被 覆盖度反演
ENVI/IDL
专题概述
• 植被覆盖度是指植被（包括叶、茎、枝）在地面的垂
直投影面积占统计区总面积的百分比。
• 植被覆盖度常用于植被变化、生态环境研究、水土保
持、气候等方面。
ENVI/IDL
象元二分法模型
• 像元二分模型是一种简单实用的遥感估算模型，
它假设一个像元的地表由有植被覆盖部分地表与 无植被覆盖部分地表组成，而遥感传感器观测到 的光谱信息也由这2个组分因子线性加权合成，各 因子的权重是各自的面积在像元中所占的比率， 如其中植被覆盖度可以看作是植被的权重。
VFC = (S - Ssoil)/ ( Sveg - Ssoil) S为遥感信息
ENVI/IDL
改进的像元二分法模型（李苗苗等，2004）
•
改进的像元二分法——遥感信息选择为NDVI VFC = (NDVI - NDVIsoil)/ ( NDVIveg - NDVIsoil)
两个参数的求解公式 NDVIsoil=(VFCmax*NDVImin- VFCmin*NDVImax）/( VFCmax- VFCmin) NDVIveg=((1-VFCmin)*NDVImax- (1-VFCmax)*NDVImin）/( VFCmax- VFCmin)
Correction
ENVI/IDL
1.3 图像镶嵌
• 当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时，通
常需要将两幅或多幅图像拼接起来形成一幅或一 系列覆盖全区的较大的图像。
• ENVI的镶嵌功能
- 基于像素镶嵌和基于地理坐标镶嵌 - 自动颜色平衡，边缘直方图匹配 - 接边线、接边羽化 - 虚拟镶嵌 - 运算速度快 - 占用非常少的虚拟内存空间
2.2 掩膜文件制作——模型参数求解
• 既使同一景影像
,对于NDVIsoil 和NDVIveg 不能取 固定值，两个值会随土壤类型和土地利用类型的变化 而变化。 值和最小值
• 利用土地利用类型生成不同土地覆盖类型对应的最大
利用土地利用类型生成的林地掩膜文件
对林地类型的NDVI进行统计， 选择像元数量增加到5位数字作 为置信度，得到 NDVImax=0.9216 ENVI/IDL
ENVI/IDL
专题总结
• 在ENVI下及灵活应用Bandmath工具，以NDVI值为
参数，运用基于像元二分模型设计的植被覆盖度 遥感估算方法技术路线简单、可操作性强，也适 用于不同分辨率的遥感数据，如环境小卫星等
•
ENVI/IDL
1.3 图像镶嵌
• 两景相邻的TM数据，镶嵌得到包含北京市区的完
整范围
- Mosaicking/Georeferenced
Mosaicking
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1.4 图像裁剪
• 图像裁剪的目的是将研究之外的区域去除，常用
的裁剪是按照行政区划边界或自然区划边界进行 图像的分幅裁剪。
2.4 植被覆盖度估算
• 波段运算的过程
- 表达式为：
(b2 ne 0.0)*(b1-b2)/(b3-b2)
b1-NDVI(去除异常值)
b2-NDVIsoil
b3-NDVIveg
植被覆盖度常用于植被变化、 生态环境研究、水土保持、沙 漠化、气候变化等方面
ENVI/IDL
2.5 植被覆盖度的验证和分类
2.3 模型参数求解——合成NDVIsoil和NDVIveg
• 根据上一步得到的NDVI阈值分别生成NDVIsoil和
NDVIveg参数文件
- b1:林地掩膜文件 - b2：农业用地掩膜文件
- b3：城市用地掩膜文件
- b4：水体掩膜文件 - b5：其他用地掩膜文件
NDVIsoil参数图
NDVIveg参数图 ENVI/IDL
• •
当区域内可以近似取VFCmax=100%，VFCmin=0% VFC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin)
•
当区域内不可以近似取VFCmax=100%，VFCmin=0%
-
当有实测数据的情况下，取实测数据中的植被覆盖度的最大值和最小值 ； 当没有实测数据的情况下植被覆盖度的最大值和最小值根据经验估算
• FLAASH对图像文件有以下几个要求：
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
- 支持四种数据类型：浮点型（floating）、长整型
• 根据结果可分为
- 规则裁剪 - 不规则裁剪
ENVI/IDL
1.4 研究区裁剪
• 利用北京市行政区划矢量边界对上一练习中镶嵌
的结果进行矢量裁剪，得到北京市区的数据
ENVI/IDL
植被覆盖度反演
ENVI/IDL
2.1 NDVI计算
• Spectral/Vegetation/NDVI
ENVI/IDL
• Toolbox/Radiometric
ENVI/IDL
1.2 大气校正——概述
• 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。
ENVI/IDL
1.2 大气校正——FLAASH大气校正
•
数据准备
- 数据是经过定标后的辐射亮度（辐射率）数据，单
ENVI/IDL
处理流程图
ENVI/IDL
进入专题
• 数据：
- “9-专题：基于像元二分模型的植被覆盖度反演”
监督 分类
专题变 化监测
结果 输出
ENVI/IDL
图像预处理
ENVI/IDL
1.1数据Hale Waihona Puke Baidu取与定标
• File->
Open As-> Landsat-> GeoTIFF with Metadata，打开_MTL.txt Correction/ Radiometric Calibration，选择可见光-红外组（6个波段）， 打开Landsat定标工具
(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
ENVI/IDL
1.2 FLAASH大气校正
• /Radiometric
Correction/FLAASH Atmospheric
专题：基于象元二分模型的植被 覆盖度反演
ENVI/IDL
专题概述
• 植被覆盖度是指植被（包括叶、茎、枝）在地面的垂
直投影面积占统计区总面积的百分比。
• 植被覆盖度常用于植被变化、生态环境研究、水土保
持、气候等方面。
ENVI/IDL
象元二分法模型
• 像元二分模型是一种简单实用的遥感估算模型，
它假设一个像元的地表由有植被覆盖部分地表与 无植被覆盖部分地表组成，而遥感传感器观测到 的光谱信息也由这2个组分因子线性加权合成，各 因子的权重是各自的面积在像元中所占的比率， 如其中植被覆盖度可以看作是植被的权重。
VFC = (S - Ssoil)/ ( Sveg - Ssoil) S为遥感信息
ENVI/IDL
改进的像元二分法模型（李苗苗等，2004）
•
改进的像元二分法——遥感信息选择为NDVI VFC = (NDVI - NDVIsoil)/ ( NDVIveg - NDVIsoil)
两个参数的求解公式 NDVIsoil=(VFCmax*NDVImin- VFCmin*NDVImax）/( VFCmax- VFCmin) NDVIveg=((1-VFCmin)*NDVImax- (1-VFCmax)*NDVImin）/( VFCmax- VFCmin)
Correction
ENVI/IDL
1.3 图像镶嵌
• 当研究区超出单幅遥感图像所覆盖的范围时，通
常需要将两幅或多幅图像拼接起来形成一幅或一 系列覆盖全区的较大的图像。
• ENVI的镶嵌功能
- 基于像素镶嵌和基于地理坐标镶嵌 - 自动颜色平衡，边缘直方图匹配 - 接边线、接边羽化 - 虚拟镶嵌 - 运算速度快 - 占用非常少的虚拟内存空间
2.2 掩膜文件制作——模型参数求解
• 既使同一景影像
,对于NDVIsoil 和NDVIveg 不能取 固定值，两个值会随土壤类型和土地利用类型的变化 而变化。 值和最小值
• 利用土地利用类型生成不同土地覆盖类型对应的最大
利用土地利用类型生成的林地掩膜文件
对林地类型的NDVI进行统计， 选择像元数量增加到5位数字作 为置信度，得到 NDVImax=0.9216 ENVI/IDL
ENVI/IDL
专题总结
• 在ENVI下及灵活应用Bandmath工具，以NDVI值为
参数，运用基于像元二分模型设计的植被覆盖度 遥感估算方法技术路线简单、可操作性强，也适 用于不同分辨率的遥感数据，如环境小卫星等
•
ENVI/IDL