遥感的自然生态监测 专题

一、专题流程：
             spot和TM融合影像——提取生态因子——根据环境评价模型进行评价

二、处理流程：

1、正射纠正 ：在ENVI Classic中进行：

定义北京54坐标----利用 SPOT PAN L1数据 / DEM数据 / DRG数据进行校正 一般由RPC或者DIM文件提供数据。也可以通过地面控制点自定义RPC。

步骤：

(1)     启动Toolbox/Geometric Correction/Orthorectification/RPC Orthorectification Workflow。

(2)     第一步骤：选择多光谱图像文件和dem文件

(3)     第二步骤：正射校正参数设置，包括控制点选择、输出像元大小、重采样方法、输出路径等。

 

2、图像融合：多光谱与全色融合得到高分辨率多光谱图像

(1)     图像配准

以正射校正后的SPOT PAN图像为基准，配准TM影像，为做 全色SPOT+多光谱TM数据 融合做准备：

①打开MTL.txt文件+正射校正后的图像

②裁剪出对应区域大小的图像

③打开GC工具---Registration---Image Registration 需要手动找到3-4个点 对找到的点进行检查筛选 重点记得选择分辨率

根据所需的区域矢量图进行裁剪：

导入矢量图使用Subset工具进行裁剪

(2)图像融合

GS方法（Gram-Schmidt Pan Sharpening）进行融合

3、快速大气校正：

使用QUick...工具，按像元进行计算需要加.shp矢量文件进行掩膜

4、生态因子生成

植被覆盖度FC：

工具箱NDVI---Compute掩膜去掉背景的0值后进行统计

FC = (NDVI - NDVImin)/ ( NDVImax - NDVImin)   

土壤指数：

GRABS=VI-0.09178BI+5.58959

穗帽变换Cap方法计算出绿度和亮度代入公式b1-0.09178*b2+5.58959 (b1=绿度，b2=亮度)Band Math计算

坡度：

工具Topo Mode重采样计算DEM

生态因子归一化：

先对植被覆盖度做归一化（0-1），右键Raster Color Slice---右键slices---export图片格式

土壤指数归一化，自定义梯度值

坡度归一化，数值从大到小

5、生态环境评价

Band Math加权求和：0.7*b1+0.2*b2+0.1*b3

 

涉及到的知识点：

SPOT：

SPOT6于2013年正式开始商业运行，SPOT7也计划2014年发射。

SPOT6包括分辨率为 1.5m 的全色波段并且幅宽达到了60 km x 60 km，6米分辨率的多光谱包括蓝、绿、红、近红外四个波段。

SPOT6数据是以JPEG2000（.JP2）或者TIF格式提供

TM影像：　　

TM影像是指美国陆地卫星4-5号专题制图仪（thematic mapper）所获取的多波段扫描影像，有7个波段。因TM影像具较高空间分辨率、波谱分辨率、极为丰富的信息量和较高定位精度，能满足有关农、林、水、土、地质、地理、测绘、区域规划、环境监测等专题分析和编制1：10万或更大比例尺专题图，修测中小比例尺地图的要求。

正射校正：

正射影像制作一般是通过在像片上选取一些地面控制点，并利用原来已经获取的该像片范围内的数字高程模型(DEM)数据，对影像同时进行倾斜改正和投影差改正，将影像重采样成正射影像。将多个正射影像拼接镶嵌在一起，并进行色彩平衡处理后，按照一定范围内裁切出来的影像就是正射影像图。正射影像同时具有地形图特性和影像特性，信息丰富，可作为GIS的数据源，从而丰富地理信息系统的表现形式。

所谓正射影像，指改正了因地形起伏和传感器误差而引起的像点位移的影像。数字正射影像不仅精度高，信息丰富，直观真实，而且数据结构简单，生产周期短，能很好的满足社会各行业的需要。在地势起伏较大的地方，使用正射校正来解决地势起伏较大引起的误差，做正射校正需要用DEM.

几何校正模型（RPC模型）：

    我们常常在遥感集市下载的国产影像数据中会发现有*.rpc/*.rpb文件，其实那就是所谓的RPC文件，用于几何校正的RPC模型。简单来说，RPC模型就是有理函数纠正函数，是将地面点大地坐标与其对应的像点坐标用比值多项式关联起来，这就像数字摄影测量学上在外场用单反相机拍张照片，并求出其内外方位元素、已知对应像点坐标的大地坐标值（一般三对以上）将相片的所有像点坐标转换为大地坐标的求解过程。举个简单例子，用ENVI打开无法支持对应影像RPC文件的数据（比如GF-2）就会显示无参考坐标系统，即没有对应的坐标信息，软件需要自动链接RPC文件才得以显示影像的坐标信息；或者进行RPC校正后的影像就带有坐标信息了，之后影像需要根据问题本身、精度要求、用途等考虑是否需要进行GCPs控制点校正以及是否需要生产数字正射影像产品（DOM）。

 提供RPC文件的主要原因：影像供应商不提供卫星和传感器参数；当然其RPC模型的方便性和实用性也是重要的因素啦。

校正区别：

几何校正：给图象加上地理坐标
正射校正：加上地理坐标的同时再通过一些测量高程点和DEM来消除地形起伏引起的图象变形.

DEM：

数字高程模型（Digital Elevation Model),简称DEM。它是用一组有序数值阵列形式表示地 面高程的一种实体地面模型，是数字地形模型(Digital Terrain Model，简称DTM)的一个分支，其它各种地形特征值均可由此派生。一般认为，DTM是描述包括高程在内的各种地貌因子，如坡度、坡向、坡度变化率等因子 在内的线性和非线性组合的空间分布，其中DEM是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生。

DRG：

DRG是Digital Raster Graphic的缩写叫数字栅格地图：是根据现有纸质、胶片等地形图经扫描和几何纠正及色彩校正后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格数据集。

　　地图经扫描、几何纠正、图像处理及数据压缩处理，彩色地图应经色彩校正,使各幅图像的色彩基本一致。数字栅格 地图(DRG)在内容、几何精度和色彩上与同等比例尺地形图一致。本产品是模拟产品向数字产品过渡的产品,可作为背景参照图像与其它空间信息相关参考与分析。可用于数字线划地图的数据采集、评价和更新,还可与数字正射影像图、数字高程模型等数据集成,派生出新的信息,制作新的地图。数字栅格图DRG.jpg

　　数字栅格地图(DRG)的技术特征为：地图地理内容、外观视觉式样与同比例尺地形图一样，平面坐标系统以1980西安坐标系大地基准；地图投影采用高斯-克吕格投影；高程系统采用1985国家高程基准。图像分辨率为输入大于400dpi;输出大于250dpi。

　　DRG可作为背景用于数据参照或修测拟合其他地理相关信息，使用于数字线划图（DLG）的数据采集、评价和更新，还可与数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM） 等数据信息集成使用。派生出新的可视信息，从而提取、更新地图数据，绘制纸质地图。