最新12遥感动态监测汇总Word格式.docx
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●采集日期和时间的差异:
●图像像元单位的差异:
●像素分辨率的差异:
●大气条件的差异:
●图像配准的精度:
2.变化信息检测
根据处理过程可分为以下三类:
(1)图像直接比较法
(2)分类后比较法
(3)直接分类法
3.变化信息提取
变化信息提取可以归纳为从图像上提取信息,有以下方法供选择:
●手工数字化法
●图像自动分类
●监督分类
●非监督分类
●基于专家知识的决策树分类
●面向对象的特征提取法
●图像分割
12.2图像直接比较法工具
ENVI中的图像直接比较法工具包括ComputeDifferentMap工具和ImageDifference工具。
12.2.1ComputeDifferentMap工具
ComputeDifferentMap工具对两个时相的图像作波段相减或者相除,设定的阈值对相减或相除的结果进行分类。
这个工具的详细操作过程如下:
在ENVI主菜单中,选择BasicTools→ChangeDetection-→ComputeDifferenceMap。
在SelecttheInitialStateImage文件选择对话框中,从前一时相图像中选择一个波段,单击OK按钮;
在SelecttheFinalStateImage文件选择对话框中,从后一时相图像中选择一个与前面相同的波段,单击OK按钮,打开ComputeDifferenceMapInputParameters对话框。
图12.1ComputeDifferenceMapInputParameters对话框
12.2.2ImageDifferent工具
ImageDifferent工具可以检测两个时相图像中增加和减少两种变化信息,适合获取地表绝对变化信息。
它集成在ENVIEX视图下,采用流程化操作方式。
首先通过以下方式启动ENVIZoom视图。
第一步启动ImageDifference
(1)在ENVIZoom中,选择File→Open打开july_00_quac.img和july_06_quac.img图像。
(2)在工具栏中,单击按钮,利用Portal功能浏览这两个图像相同区域地表变化情况。
(3)在Toolbox列表中,双击ImageDifference选项,打开FileSelection对话框,分别为Time1File选择july_00_quac.img和Time2File选择july_06_quac.img。
单击Next按钮,打开ImageDifference对话框。
图12.2ImageDifference对话框
第二步变化信息检测
在ImageDifference对话框中,设置变化信息检测方法。
提供两种方法:
(1)波段差值
(2)特征指数差
图12.3设置变化信息检测
图12.4
第三步变化信息提取
可以从变化信息检测结果中提取三种变化信息
图12.5
第四步输出变化信息
图12.6输出变化信息
12.3分类后比较法工具
12.3.1ChangeDetectioStatistics工具
(1)ENVI主菜单中,选择BasicTools→ChangeDetection→ChangeDetectionStatistics。
(2)在SelecttheInitialStateImage文件选择对话框中,从前一时相图像中选择一个波段,单击OK按钮;
在SelecttheFinalStateImage文件选择对话框中,从后一时相图像中选择一个与前面相同的波段,单击OK按钮,打开DefineEquivalentClasses对话框。
图12.7DefineEquivalentClasses对话框
(3)在DefineEquivalentClasses对话框,如果两个分类名称一致,系统自动将InitialStateClass和FinalStateClass对应;
否则,手动选择。
(4)在左边列表中选择一个分类类别,在右边选择对应分类名称,单击AddPair按钮。
(5)重复(4)步骤,直至所有需要分析的分类类别一一对应。
单击OK按钮,打开ChangeDetectionStatisticsOutput对话框。
(6)选择生成图像表示单位。
(7)单击OK按钮,执行计算。
图12.8ChangeDetectionStatisticsOutput对话框
12.3.2ThematicChange工具
(1)在ENVIEX中,选择File→Open打开两个分类图像。
(2)在Toolbox列表中,双击ThematicChange选项,打开FileSelection对话框,分别为Time1ClassificationImageFile选择前一时间的分类图像和Time2ClassificationImageFile选择后一时间的分类图像。
单击Next按钮,打开ThematicChange对话框。
图12.9ThematicChange对话框
(3)在ThematicChange对话框中,如果两个分类图像中分类数目和分类名称都一样,OnlyIncludeAreasthatHaveChange选项可选,当选择这个选项时,未发生变化的分类全班归为并命名为“noChange”。
单击Next按钮,进入ClearUp对话框。
(4)Clearup对话框的作用是移除椒盐噪声和去除小面积斑块。
(5)单击Next按钮,打开Export对话框。
单击Finish按钮,输出结果。
12.4林冠状态遥感动态监测实例
林冠是森林与大气相互作用的关键界面,林冠状态主要包括林隙、绿叶生物量、林木树叶量等方面的内容,它反映了森林的健康状况。
林冠状态变化包括了自然因子引起的如病虫害、林火、干旱等引起的较大面积的林冠变化、由大风等灾害引起的林隙变化以及树冠和林冠的正常变化等内容。
主要技术路线:
对不同实相的同一种植被指数作差值运算得到植被指数差,这些植被指数差能反映两个时间段森林林冠变化状况;
确定一定的阈值范围,阈值范围反映监测区森林健康状态情况,即林冠状态的变化,从而提取虫害受灾区域。
技术流程如图所示。
ENVI提供SPEAR流程化图像处理工具,它将现有的一些图像处理功能集成在一个界面下,采用流程化的向导式操作方式,包含16个流程化图像处理模块:
●异常检测
●变化检测
●GoogleEarth连接工具
●图像对地图(Image-map)几何校正
●独立主成分分析
●道路信息提取
●水体信息提取
●元数据浏览
●基于地形正射校正
●PanSharpening图像融合
●水相对深度分析
●波谱相似地物提取
●图像分类工具
●植被覆盖分析
●图像垂直条纹去除
●船只提取
12.4.1林区提取
这一步是通过植被指数阈值分割的方法将林区从图上提取出来,生成感兴趣区并应用于后面的步骤,提高检测精度和减少计算量。
(1)在ENVI主菜单中,选择Transform→NDVI,在文件选择对话框中选择oct_07_2002.img文件,单击OK按钮。
(2)在NDVICalculationParameters对话框中,在InputFileType选项中选择LandsatTM,选择输出路径及文件名QB_NDVI.img,单击OK按钮,执行NDVI计算。
(3)在ENVI主菜单中,选择BasicTools→RegionofInterest→BandThresholdtoROI,在文件对话框中选择QB_NDVI.img,单击OK按钮,在打开的对话框中设置参数:
MinThreshValue:
0.3
MaxThreshValue:
1
单击OK按钮,执行操作。
(4)在Display中显示oct_07_2002.img,选择Tools→RegionofInterest,可以看到森林的感兴趣区。
在ROITools对话框中,选择File→SubsetDataviaROIs,选择Oct_07_2002.img,用ROI将图像中的森林裁剪输出(oct_07_2002_subset.img)。
(5)用同样的方法将aug_25_2007.img中的森林裁剪输出(aug_25_2007_subset.img)
12.4.2林冠变化检测
数据预处理和林冠变化检测在SPEAR工具中完成,操作过程如下:
(1)在ENVI主菜单中,选择Spectral→SPEARTools→ChangeDetection,打开ChangeDetection对话框进行以下操作:
(2)在Co-registratioParameters对话框中,完成两幅图像精确配准。
进行以下操作:
(3)在ReviewTiePoints对话框中,设置MaximumallowedRMSpeiGCP为1,单击Apply按钮。
其他按照默认,单击Next按钮,进入CheckCo-Registration对话框。
(4)单击按钮,对配准的两幅图像进行目视对比。
单击Next按钮,进入ChangeDetectionMethods对话框。
(5)在ChangeDetectionMethods对话框中,提供四大类变化监测方法:
(6)在ExamineResults对话框中,提供以下浏览变化检测结果的工具。
(7)单击Next按钮进入最后一步。
(8)单击Finish按钮完成此流程的操作。
12.4.3提取森林健康变化信息
此步骤是从第二个步骤中得到的NDVI差值结果中提取森林健康变化信息,采用阈值分割的方法。
阈值法是一种简单有效的图像分割方法,它将图像的灰度级分为几个部分,选用若干个阈值来确定图像的区域。
阈值分割一步分为两个步骤:
首先,确定图像的分割阈值;
然后,分割图像。
一般利用图像的直方图寻找分割阈值。
若图像由多个特征区域构成,则其直方图呈现多峰现象,每个峰值对应一个区域,以谷值点位或凸值点位阈值划分相邻峰值。
本例提取的是森林受灾区,将受灾区分为严重区和一般区。
(1)在Display窗口中显示Diff波段,即NDVI
(2)在主图像窗口中,选择Enhance→InteractiveStretching,打开显示图像的直方图,滑动其中的一条垂直虚线靠近0值去,从左下角获取一个阈值;
继续移动虚线滑到左边凸值点位,从左下角获取第二个阈值
(3)在主图像窗口中,选择Overlay→DensitySlice
(4)在DensitySlice对话框中,进行以下操作
(5)为了得到更好的结果,用分类后处理工具优化监测结果。
12.5农业用地变化监测实例
整个过程包括LandsatTM农业用地分类和农业用地变化信息提取两部分。
详细操作过程如下所述。
第一步LandsatTM农业用地分类
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