ENVI中计算植被覆盖指数

       新的评价方法中的植被覆盖指数:评价区域(市、县)单位面积归一化植被指数( NDVI),采用MODIS卫星的 MOD13 的 NDVI 数据,详见2015年版生态环境状况评价技术规范(HJ 192-2015)

       新标准要求利用5-9月份MODIS的MOD13的NDVI数据计算植被覆盖指数,MODIS传感器搭载在AQUA和TERRA两颗卫星上。

       MODIS数据产品分级系统:MODIS标准数据产品分级系统由5级数据构成,它们分别是:0级、1级、2级、3级和4级。

  • 0级数据:卫星地面站直接接收到的、未经处理的、包括全部数据信息在内的原始数据为0级数据。
  • 1级数据:对没有经过处理的、完全分辨率的仪器数据进行重建,数据时间配准,使用辅助数据注解,计算和增补到0级数据之后为1级数据。
  • 2级数据:在1级数据基础上开发出的、具有相同空间分辨率和覆盖相同地理区域的数据为2级数据。
  • 3级数据:3级数据是以统一的时间-空间栅格表达的变量,通常具有一定的完整性和一致性。在3级水平上,将可以集中进行科学研究,如:定点时间序列,来自单一技术的观测方程和通用模型等。
  • 4级数据:通过分析模型和综合分析3级以下数据得出的结果数据为4级数据。

     MOD13——陆地 3 级标准数据产品,内容为栅格的归一化植被指数和增强型植被指数( NDVI/EVI ),空间分辨率 250m 。

 

      下面是用ENVI软件操作一步步计算,得到植被覆盖指数的步骤,。数据处理流程为:

图 植被覆盖指数处理流程

第一步:打开数据

      为了节省数据打开时间,先把建金字塔的功能关掉。File->Preferences,Pyramids选项卡中的Greate Pyramid if None Exists项目改为No,点击OK。

关闭数据打开时建金字塔的功能

注:打开所有之后,做后续处理的时候,可以打开建金字塔的功能。

       以A2014129这景数据打开为例,File->Open As->EOS->MODIS,选择MOD13Q1.A2014129.h28v06.005.2014147204659.hdf文件, 打开,数据分为三个数据集:NDVI(归一化植被指数)、EVI(增强型植被指数)、4波段反射率数据(绿波段、红波段、两个近红外波段)。NDVI的数据有效范围为-2000~10000之间的浮点型数据。无效值用-3000填充。(见NDVI数据产品说明)。

       注:NDVI产品波段存储的DN值是扩大了10000倍的,ENVI打开自动读取的是真实的NDVI值,即-0.2~1之间的数值,无效值是-0.3。

同样的方法,打开5月的另外三景数据。

第二步:求月NDVI最大值

        利用Bandmath工具,求取月NDVI最大值,并把小于0的值赋值为0。打开工具/Band Algebra/Band Math,输入表达式:0>b1>b2>b3>b4,点击OK。

图 求每月NDVI最大值并将小于0的赋值为0

b1:选择5月第1景NDVI数据

b2:选择5月第2景NDVI数据

b3:选择5月第3景NDVI数据

b4:选择5月第4景NDVI数据

得到5月NDVI最大值的图像。

图 求取5月NDVI最大值

同样的方法,分别求6-9月的每月NDVI最大值。

第三步:求月NDVI最大值的均值

打开工具/Band Algebra/Band Math,输入表达式:(b1+b2+b3+b4+b5)/5。

b1:5月NDVI最大值

b2:6月NDVI最大值

b3:7月NDVI最大值

b4:8月NDVI最大值

b5:9月NDVI最大值

图 计算月均值

第四步:投影转换

       通过Viewer Metadat工具查看计算出的NDVI月均值图的投影信息,是正弦投影,下面将其转换为Albers投影。

图 NDVI月均值数据的投影信息

    (1)在Toolbox中,选择/Raster Management/Reproject Raster,在弹出的Reproject Raster面板中,在Dataset To Reproject区域设置输入文件。单击Browse按钮,在弹出的对话框中选择NDVI月均值数据,单击OK。看到下方显示了投影坐标系的名称(Name)、基准面(Datum)和投影类型(Type)。

    (2)单击Select Output Coordinate System按钮,在弹出的Select Coordinate System面板中,选择Favorite Projected->WGS_1984_Albers,点击OK。

ENVI中计算植被覆盖指数
图 投影转换

    (3)设置重采样算法为Bilinear;设置重投影方法为Triangulation。其他按照默认即可,设置输出路径和文件名。

图 投影转换面板

得到NDVI月最大值的月均值,即公式中的Pi。

第五步:归一化处理

     正常的NDVI是0-1之间,为了便于和其他生态因子一起进行评价,将求出来的NDVI月最大值的月均值归一化到0-100之间,需要乘以一个归一化系数,即公式中的Aveg,这个系数的参考值是:0.0121165124(前提是NDVI扩大了10000倍)。下面用波段运算将NDVI的月均值进行归一化。

      打开工具/Band Algebra/Band Math,输入表达式:b1*10000*0.0121165124,点击OK。b1:5-9月NDVI月最大值的平均值-albers.dat

      得到的结果就是归一化后的NDVI月最大值的月均值。在ArcMap中进行分区域统计区域的像元均值,得到区域的植被覆盖指数。

第六步:统计各个县的植被覆盖指数

         在ArcMap中统计各个县的植被覆盖指数。启动ArcMap,分别加载处理好的NDVI最大值月均值结果,以及gd-xian.shp数据,工具为:ArcToolbox->Spatial Analyst->区域分析->以表格显示分区统计,设置如下图所示:

图 统计区域均值

       在图层中,找到该统计结果,右键->打开,即可看到统计表格,MEAN这一列,即为各个区域的植被覆盖指数。

注:为了避免地名显示为乱码的情况,用区域代码(PAC)统计。

图 ArcGIS中统计结果

注:ENVI统计结果和ArcGIS统计结果稍有差别,原因可能是两个软件对边界像元的处理方式不同。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/u010666165/article/details/81155815