基于遥感的自然生态环境监测

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1、ENVI/IDL专题专题一一：基于遥感基于遥感的自然的自然生态环境监测生态环境监测ENVI/IDL随着社会的不断发展，人们对自然生态环境质量随着社会的不断发展，人们对自然生态环境质量的重视程度逐渐提高。本专题介绍应用遥感技术的重视程度逐渐提高。本专题介绍应用遥感技术进行自然生态环境的评价。进行自然生态环境的评价。ENVI/IDL专题中应用专题中应用1010米的米的spotspot和和TMTM融合影像，提取相关融合影像，提取相关生态因子，应用较成熟的自然生态环境评价模型生态因子，应用较成熟的自然生态环境评价模型完成整个自然生态环境评价流程完成整个自然生态环境评价流程。专题专题涉及植被覆盖度计算、

2、地形因子提取等涉及植被覆盖度计算、地形因子提取等内容内容所用功能模块所用功能模块-除了使用ENVI主模块功能外-还需要用到大气校正扩展模块中的快速大气校正工具（QUAC）说明：本专题由于数据的原因，最终结果精度不一定很高。旨在学习生态环境监测的流程及ENVI相关工具的应用。ENVI/IDLENVI/IDL专题数据专题数据-已经过基本预处理的TM-SPOT融合影像和DEM数据生态因子选取生态因子选取-对经过基本预处理的数据进行快速大气校正-本专题选取植被、土壤、地形三个最基本的要素作为评价区域自然生态环境的生态因子-以“植被盖度”和“土壤指数”作为植被和土壤的生态因子，“坡度”作为地形因子。统一

3、将这些生态因子进行归一化处理自然自然生态环境生态环境评价方法评价方法-本专题选择的是指数法与综合指数法ENVI/IDL数据：数据：-15-自然生态环境监测大气校大气校正正生态因生态因子生成子生成生态环生态环境评价境评价ENVI/IDLENVI/IDL这个过程使用这个过程使用ENVIENVI中的快速大气校正工具完成，中的快速大气校正工具完成，这个工具的大气校正结果一般是基于物理模型精这个工具的大气校正结果一般是基于物理模型精度的度的15%15%。数据：数据：9-9-监督分类监督分类 sub-TM-Spot-GS.img sub-TM-Spot-GS.imgENVI/IDLENVI/IDL植被覆盖

4、度是根据前人研究的植被覆盖度是根据前人研究的NDVINDVI估算模型：估算模型：-FC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin) -其中NDVI是归一化指标指数，NDVImax表示区域最大NDVI值，NDVImin表示区域最小的NDVI值。-由于图像中不可避免的存在着噪声，NDVImax和NDVImin并不一定是最大NDVI值和最小的NDVI值，可以根据直方图分别取两头“拐点处”的值。结果存放在：15-自然生态环境监测中间结果植被覆盖度.imgENVI/IDL土壤指数同样采用前人研究的模型裸土植被指数土壤指数同样采用前人研究的模型裸土植被指数（GRABS）（杨存建，刘纪

5、远，2002）：-GRABS = VI-0. 09178 BI+ 5. 58959。 -VI和BI分别为穗帽变换的绿度指数和土壤亮度指数。BI和VI指数可分别用来评价裸土和植被的行为，VI指数与不同植被覆盖有较大的相关性，土壤亮度对植被指数有相当大的影响，裸土信息变化的主要部分是由它们的亮度造成的，故由 BI和 VI线性组合形成的裸土植被指数能很好地反映土壤的裸露情况结果存放在：15-自然生态环境监测中间结果土壤指数.imgENVI/IDL地形模型计算地形模型计算结果存放在：15-自然生态环境监测中间结果坡度.imgENVI/IDL评价因子生成之后，直接用它们去进行评价是比评价因子生成之后，直

6、接用它们去进行评价是比较困难的，因为各指标项的量纲不一致，较困难的，因为各指标项的量纲不一致， 所以没所以没有可比性有可比性。各各指标的量化分值依其对生态环境质量的贡献程指标的量化分值依其对生态环境质量的贡献程度，度， 采用统一顺序原则，采用统一顺序原则， 即按照它们对生态环即按照它们对生态环境正向影响的大小境正向影响的大小，从，从高到低分为若干级高到低分为若干级，对，对环环境质量贡献越大境质量贡献越大，编码，编码值越大，反之则编码值越值越大，反之则编码值越小小。各个各个参评因子数据经过归一化化后是一组反映其参评因子数据经过归一化化后是一组反映其属性特征的数值，其值介于属性特征的数值，其值介于

7、11 0 11 0 之间。之间。ENVI/IDL植被覆盖度植被覆盖度根据根据实际情况，实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为，依据植被的覆盖度分为1010级，覆盖度越大编码级，覆盖度越大编码值越大。值越大。根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为10级，覆盖度越大编码值越大。覆盖率覆盖率% %0-100-1010-2010-20 20-3020-30 30-4030-40 40-5040-50 50-6050-60 60-7060-70 70-8070-80 80-9080-90 9 0 -9 0 -100100编码

8、值编码值 12345678910ENVI/IDL土壤指数土壤指数土壤土壤的组成与土壤侵蚀等现象息息相关，这里采的组成与土壤侵蚀等现象息息相关，这里采用的是裸土植被指数作为土壤因子，同样将裸土用的是裸土植被指数作为土壤因子，同样将裸土植被指数值划分为植被指数值划分为1010级，如果质量越好编码值越级，如果质量越好编码值越大。大。根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为10级，覆盖度越大编码值越大。指指数数值值-3325-3325 - -18001800-1800-1800- -900900-900-900 - -500500-500-500 - -300300-300-

9、300 - -100100-1000-1000010001001003001003003005003005005 0 0 -5 0 0 -13231323编编码码值值12345678910ENVI/IDL地形因子地形因子坡度对水土流失影响最大。一般情况下，侵蚀量坡度对水土流失影响最大。一般情况下，侵蚀量和坡度成正相关，将工程区划分和坡度成正相关，将工程区划分1010级坡度类型，级坡度类型，按坡度越低越有利于土地资源利用的原则，较低按坡度越低越有利于土地资源利用的原则，较低的坡度区赋予较高分值。的坡度区赋予较高分值。根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为10级，覆盖度

10、越大编码值越大。坡度值坡度值（度）（度）34343编码值编码值10987654321ENVI/IDL确定好归一化对照表后，利确定好归一化对照表后，利用用ENVIENVI下的密度分割工具进下的密度分割工具进行归一化处理行归一化处理根据实际情况， 植被对生态环境质量的贡献程度，依据植被的覆盖度分为10级，覆盖度越大编码值越大。分割区间文件存放在：15-自然生态环境监测中间结果*.dsr结果文件存放在：15-自然生态环境监测*-10.imgENVI/IDLENVI/IDL本专题选择的评价模型是指数法与综合指数法：本专题选择的评价模型是指数法与综合指数法：-E=W1 *Sv+W2 *Ss +W3 *S

11、t-W1=0.7，W2=0.2，W3=0.1评价等级评价等级 综合评价综合评价指数指数说明说明优优910自然生态环境基本未受到破坏，生态结构合理、稳定、生态系统自身功能和自我恢复能力很强。良良69自然生态环境基本未受到破坏，生态结构比较合理、稳定、生态系统自身功能和自我恢复能力较强。中中46自然生态环境基本受到破坏，生态结构基本合理、稳定、生态系统自身功能和自我恢复能力较弱。差差14自然生态环境破坏严重，生态结构不合理，生态系统自身功能和自我恢复能力很弱。ENVI/IDL密度分割密度分割分类分类图输出图输出矢量裁剪矢量裁剪结果统计结果统计制图制图ENVI/IDL该专题利用与该专题利用与SpotSpot数据融合后的数据融合后的1010米米TMTM数据与数据与DEMDEM，通过各评价因子的计算，用指数法和综合指数，通过各评价因子的计算，用指数法和综合指数法进行襄樊区部分区域的生态环境评价法进行襄樊区部分区域的生态环境评价了解了生态环境评价的流程了解了生态环境评价的流程学会用学会用ENVIENVI进行生态环境评价的数据处理工具：进行生态环境评价的数据处理工具：-快速大气校正-缨帽变换-DEM坡度计算-波段运算-密度分割-图像统计ENVI/IDL谢谢您的聆听ENVI/IDL2020