基于环境小卫星的草原荒漠化监测实验报告Word格式.docx
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3.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ENVI安装路径下的:
“ITT\IDL\IDL80\products\envi48\save_add”。
4.实验流程
1.数据预处理
(1).数据读取。
选择主菜单File>
OpenExternalFile>
HJ-1A/1BTools.在弹出的窗口中.选择CCD.点击“InputFiles”.选择要加载的数据.点确定.点击Apply。
图1加载数据
图2影像数据加载完成
(2).工程区裁剪
.选择主菜单BasicTools>
RegionofInterest>
ROITools,在弹出的窗口中选择File>
SubsetdataviaROIs,在弹出的窗口中选择要裁剪的数据;
.单击SpatialSubset按钮.选择Image.弹出Subsetbyimage对话框。
在该对话框中.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OK;
.选择裁剪影像的保存路径及名称.单击OK;
.选择主菜单File>
SaveFileAs>
ENVIStandard.将刚才裁剪好的影像保存为ENVI标准的格式。
图3影像裁剪
(3)图像配准
.加载已有坐标的地图“浑善达克2006年8月土地利用分类图”,使其作为基准图.右击该图.选择使其在新窗口显示;
.选择主菜单Map>
Registration>
SelectGCPs:
ImagetoImage,
在弹出的窗口中.BaseImage选择土地利用分类图.WarpImage选择影像地图.单击OK.弹出GroundControlPointsSelection
窗口;
.添加控制点。
在zoom窗口中.点击左下角的第三个按钮.打开击AddPoint,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File>
saveCoefficienttoASCII,保存控制点。
同样.这一步也可以用以下操作代替:
点击File>
restoreGCPsfromASCII,导入控制点坐标;
图5选择配准图与基图
图4添加控制点
.在GroundControlPiontsSelection窗口中.选择Options>
WarpFile(asimageMap).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OK。
图6设置校正参数
(4).大气校正
.制作波谱曲线。
1)选择主菜单Window>
StartNewPlotWindow,打开ENVIPlotWindow面板.在波普绘制窗口中.选择导入“681_HJ1ACCD2.txt”文本文件.单击OK;
2)在弹出的InputASCIIFile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)在绘制窗口出现了四条不同颜色的曲线.选择Edit>
DataParameters,编辑每条线的名字为b1,b2,b3,b4,便于区分;
图7波普曲线及编辑波普曲线名称
4)选择File>
SavePlotAs>
SpectralLibrary.在OutputPlotstoSpectralLibrary面板中.单击SelectAllItems.单击OK。
5)在OutputSpectralLibrary面板中.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.sli
图8选择要输出的波谱曲线
图9设置参数
.FLAASH大气校正
数据准备。
选择主菜单BasicTools>
ConvertData.选择已经过定标和配准的数据.在ConvertFileParameters中.转换后的格式选择“BIL”.单击OK。
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)点击InputRadinceImage.选择转换过格式的数据.在RadianceScaleFactor窗口中选择Usesinglescalefactoforallbands.在singlescalefacto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;
图10FLASSH参数设置
4)单击MultispectralSetting按钮.在FilterFunctionFile面板中导入之前做好的波普响应曲线.单击OK;
5)单击高级设置.设置TileSize为100MB.然后在大气校正模块中.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.得到校正前图像.校正后图像。
图12校正后
图11校正前
(5)
.裁剪浑善达克区
①在image窗口选择OverlayVectors,在打开的面板中添加hunshandake.evf文件。
图13叠加矢量边界
.在AvailableVectorslist面板中选择矢量文件.将其叠加在影像上;
.在AvailableVectorslist面板中.选择File>
ExportLayerstoROI.在SelectDataFiletoAssociatewithnewROI面板中,选择FLAASH校正过后的影像.单击OK。
在ExportLayerstoROI中.选择ConvertallrecordsofanEVFlayertooneROI,单击OK.将矢量转化为一个ROI;
.在图像窗口中.选择Overlay>
RegionofInterest,打开ROI面板.选择FileSubsetDataviaROIs,在该面板中选择FLAASH校正过后的影像.单击OK。
.在SpecialSubsetviaROIParameters中选择浑善达克地区的ROI.MaskPixelsoutsideofROI选择YES.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Transform>
NDVI.打开NDVI模块.选择上一步裁剪得到的结果图;
.在弹出的参数设置窗体中进行如下图设置.
图15参数设置
(2).计算植被覆盖度
.利用ENVI主菜单基本工具中的波段运算工具.输入公式:
(b1gt0.7)*1+(b1lt0.)*0+(b1ge0andb1le0.7)*((b1-0.0)/(0.7-0.0))。
图16BandMath
.在弹出的新窗口中.选择b1为NDVI图像.设置输出文件路径.点击OK。
图17植被覆盖度结果图
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BasicTool->
Bandmath.输入公式:
(b1le0.3)*0+(b1gt0.3)*1.设置b1为上一步的结果图.设置输出路径点击OK。
.2006年8月植被覆盖区提取。
(b1ge1andb1le3)*1+(b1lt1)*0+(b1gt3)*0.b1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OK。
图192006年植被覆盖区
图182009年植被覆盖区
(2).植被变化检测
利用ENVI主菜单中BasicTool->
b1-b2
b1:
选择2009_8_植被覆盖度区.img
b2:
2006_8_植被覆盖度区.img
选择文件保存名“浑善达克植被覆盖变化2006-2009.img”和路径.单击OK。
得到浑善达克2006年到2009年植被覆盖变化的区域图像。
图202006年至2009年植被变化图
4.后期处理
(1).植被变化区域图的背景值处理。
选择主菜单BasicTool>
Masking>
Applymask,选择2006_2009_植被变化.img,单击SelectMaskBand.选择掩膜图像.单击OK。
图21掩模
在ApplyMaskParameters面板.设置掩膜值为5.设置输出路径与文件名.单击OK。
图22设置掩模后的结果图
(2).植被变化区域制图
.对上一步得到的结果图像进行密度切分。
选择Image菜单栏Overlay>
DensitySlice,在弹出的窗口中选择上一步进行掩模处理过的结果图像.点击OK;
.在新弹出的窗口中按照下图进行设置.设置好后可点击Apply查看结果;
图23密度切分
.在DenstySlice,选择File>
OutputtoClassImage,将分割结果输出为ENVI分类格式。
图24分类结果图
.在ArcGIS中打开该分类图.并为其添加标题、指北针和图例.合理布局.并将其导出为pdf格式的文件。
图25成图
5.实验总结
本实验从原始的环境小卫星CCD-1B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.并通过密度切分为其制作分类图。
实验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。