[荒漠化信息提取.docx

ENVI支持下的遥感荒漠化地信息提取? (2012-04-17 08:25:23)转载▼标签：?遥感荒漠化?反照率(albedo)?albedo-ndvi?荒漠化差值指数?杂谈分类：?遥感解决方案背景土地荒漠化是指包括气候变异和人类活动在内的种种因素造成的干旱半干旱和亚湿润干地区的土地退化。及时准确地掌握土地荒漠化发生发展情况是有效防止和治理土地荒漠化的基本前提。目前遥感技术在土地荒漠化监测中起到了不可替代的作用。使用遥感影像数据可以提取土地荒漠化信息，通过遥感影像所表现的不同信息，可以判断土地荒漠化的发生与否以及发展程度等。在进行土地荒漠化信息提取时，常用的方法有人工目视解译方法、监督分类方法、非监督分类方法、决策树分层分类方法、神经网络自动提取方法等。在实际应用中，通常选择其中的一种或结合几种方法进行分类提取。目前，一种比较新的方法是通过构造“植被指数(NDVI)——反照率(Albedo)特征空间”来进行荒漠化信息遥感提取。荒漠化过程及其地表特性的变化能在?Albedo-NDVI特征空间中得到明显直观的反映。在Albedo-NDVI特征空间中，可以利用植被指数和地表反照率的组合信息，通过选择反映荒漠化程度的合理指数，就可以将不同荒漠化土地有效地加以区分，从而实现荒漠化时空分布与动态变化的定量监测与研究。而这个问题的合理解决，实际上就是如何根据需要采用一定的综合指标来划分Albedo-NDVI特征空间。根据Verstraete and Pinty的研究结论，如果在代表荒漠化变化趋势的垂直方向上划分Albedo-NDVI特征空间，可以将不同的荒漠化土地有效地区分开来。而垂线方向在?Albedo-NDVI特征空间的位置可以用特征空间中简单的二元线性多项式加以表达，即DDI=k*NDVI - Albedo，其中: DDI可称为荒漠化分级指数，k由特征空间中拟合的曲线斜率确定。本文主要介绍在ENVI下实现Albedo-NDVI特征空间遥感荒漠化信息提取的操作流程。2．处理流程介绍流程说明：（1）数据获取（2）数据预处理包括数据定标处理、大气校正、几何配准、研究区域的裁剪。（3）信息提取根据前人研究的公式计算NDVI和Albedo。然后将结果进行归一化处理，保证数据的一致性。（4）计算NDVI和Albedo的定量关系这一步利用excel工具找到NDVI和Albedo数据间的量化关系。得到表达式Albedo=a*NDVI+b中a的值。（5）荒漠化差值指数的计算利用bandmath工具实现表达式：DDI=(-1/a)*NDVI-Albedo，得到荒漠化差值植被指数。（6）荒漠化分级信息的提取根据荒漠化差值植被指数就能进行荒漠化分级信息提取。有两种方法：一是通过设置分级阈值进行分级；另一是通过利用“自然间断点分级法”将DDI值进行分级。（7）制图输出将结果图输出。3．详细处理过程以下有部分基础内容没有详细描述，在阅读这些内容时，假设您已经具备了基本的ENVI操作知识。3.1?数据预处理第一步：数据读取和定标主菜单-File-Open External File-Landsat-Geo TIFF with Metadata，打开TM数据03820020902_MTL.txt第二步：数据定标主菜单-Basic Tools-Preprocesssing-Calibration Utilities-Landsat Calibration，选择多波段文件，弹出ENVI Landsat Calibration对话框，自动读取元数据中的信息并加载（如图），定标类型选择Radiance，指定保存路径，点击OK。?第三步：几何校正和裁剪这一步是对环境数据进行几何校正，使其具有精确的地理信息，基准影像可以是地形图，也可以是已经过校正的其他中高分辨率影像，本实验中用到的是已经过校正的TM数据作为基准影像。由于整景数据范围非常大，而我们的工程区只是其中一小部分，所以在进行几何配准之前，将研究区域裁剪出来。第四步：大气校正（一）FLAASH对图像文件有以下几个要求：1)??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）。2)??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）。3)??数据类型支持四种数据类型：浮点型（floating）、长整型(long integer )、整型（integer）和无符号整型(unsignedint)。数据存储类型：?ENVI标准栅格格式文件，且是BIP或者BIL。4)??波谱范围：0.4－2500μm。本次用的TM数据经过以上处理，如已经定标为W*m^(-2)*sr^(-1)*