5專題基于遙感的自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)

1、專題專題一一：基于遙感的自然基于遙感的自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)專題背景專題背景隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)自然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重視程度逐漸隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)自然生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的重視程度逐漸提高。本專題介紹應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行自然生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)。提高。本專題介紹應(yīng)用遙感技術(shù)進(jìn)行自然生態(tài)環(huán)境的評(píng)價(jià)。專題概述專題概述專題中應(yīng)用專題中應(yīng)用1010米的米的spotspot和和tmtm融合影像，提取相關(guān)生態(tài)因子，應(yīng)用融合影像，提取相關(guān)生態(tài)因子，應(yīng)用較成熟的自然生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型完成整個(gè)自然生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)流程較成熟的自然生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)模型完成整個(gè)自然生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)流程。專題涉及植被覆蓋度計(jì)算、地形因子提取等內(nèi)容專

2、題涉及植被覆蓋度計(jì)算、地形因子提取等內(nèi)容所用功能模塊所用功能模塊-除了使用除了使用envienvi主模塊功能外主模塊功能外-還需要用到大氣校正擴(kuò)展模塊中的快速大氣校正工具（還需要用到大氣校正擴(kuò)展模塊中的快速大氣校正工具（quacquac）說明：本專題由于數(shù)據(jù)的原因，最終結(jié)果精度不一定很高。旨在學(xué)習(xí)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)的流程及envi相關(guān)工具的應(yīng)用。處理流程處理流程流程說明流程說明專題數(shù)據(jù)專題數(shù)據(jù)-已經(jīng)過基本預(yù)處理的已經(jīng)過基本預(yù)處理的tm-spottm-spot融合影像和融合影像和demdem數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)生態(tài)因子選取生態(tài)因子選取-對(duì)經(jīng)過基本預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速大氣校正對(duì)經(jīng)過基本預(yù)處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行快速大氣校正-

3、本專題選取植被、土壤、地形三個(gè)最基本的要素作為評(píng)價(jià)區(qū)本專題選取植被、土壤、地形三個(gè)最基本的要素作為評(píng)價(jià)區(qū)域自然生態(tài)環(huán)境的生態(tài)因子域自然生態(tài)環(huán)境的生態(tài)因子-以以“植被蓋度植被蓋度”和和“土壤指數(shù)土壤指數(shù)”作為植被和土壤的生態(tài)因子作為植被和土壤的生態(tài)因子，“坡度坡度”作為地形因子。統(tǒng)一將這些生態(tài)因子進(jìn)行歸一化作為地形因子。統(tǒng)一將這些生態(tài)因子進(jìn)行歸一化處理處理自然生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)方法自然生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)方法-本專題選擇的是指數(shù)法與綜合指數(shù)法本專題選擇的是指數(shù)法與綜合指數(shù)法進(jìn)入專題進(jìn)入專題數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：-15-15-自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)1 1、大氣校正、大氣校正大氣校正大氣校正這個(gè)過程使用這個(gè)過程使

4、用envienvi中的快速大氣校正工具完成，這個(gè)工具的大氣中的快速大氣校正工具完成，這個(gè)工具的大氣校正結(jié)果一般是基于物理模型精度的校正結(jié)果一般是基于物理模型精度的15%15%。數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)：9-9-監(jiān)督分類監(jiān)督分類 sub-tm-spot-gs.img sub-tm-spot-gs.img2 2、生態(tài)因子生成、生態(tài)因子生成2.1 2.1 植被蓋度生成植被蓋度生成植被覆蓋度是根據(jù)前人研究的植被覆蓋度是根據(jù)前人研究的ndvindvi估算模型：估算模型：-fc=(ndvi-ndvifc=(ndvi-ndviminmin)/(ndvi)/(ndvimaxmax-ndvi-ndviminmin) ) -其

5、中其中ndvi是是歸歸一化指一化指標(biāo)標(biāo)指數(shù)，指數(shù)，ndvimax表示區(qū)域最大表示區(qū)域最大ndvi值值， ，ndvimin表表示區(qū)域最小的示區(qū)域最小的ndvi值值。 。-由于由于圖圖像中不可避免的存在著噪聲，像中不可避免的存在著噪聲，ndvimax和和ndvimin并不一定是最大并不一定是最大ndvi值值和最小的和最小的ndvi值值，可以根據(jù)直方，可以根據(jù)直方圖圖分分別別取兩取兩頭頭“ “拐點(diǎn)拐點(diǎn)處處” ”的的值值。 。結(jié)果存放在：15-自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中間結(jié)果植被覆蓋度.img2.2 2.2 土壤指數(shù)生成土壤指數(shù)生成土壤指數(shù)同樣采用前人研究的模型裸土植被指數(shù)土壤指數(shù)同樣采用前人研究的模型裸土植

6、被指數(shù)（grabs）（楊存建，劉紀(jì)遠(yuǎn)，2002）：-grabs = vi-0. 09178 bi+ 5. 58959grabs = vi-0. 09178 bi+ 5. 58959。 -vi和和bi分分別為別為穗帽穗帽變換變換的的綠綠度指數(shù)和土壤亮度指數(shù)。度指數(shù)和土壤亮度指數(shù)。bi和和vi指數(shù)可分指數(shù)可分別別用用來來評(píng)評(píng)價(jià)裸土和植被的行價(jià)裸土和植被的行為為， ，vi指數(shù)與不同植被覆蓋有指數(shù)與不同植被覆蓋有較較大的相關(guān)性，土壤大的相關(guān)性，土壤亮度亮度對(duì)對(duì)植被指數(shù)有相當(dāng)大的影響，裸土信息植被指數(shù)有相當(dāng)大的影響，裸土信息變變化的主要部分是由它化的主要部分是由它們們的亮的亮度造成的，故由度造成的，故由

7、 bi和和 vi線線性性組組合形成的裸土植被指數(shù)能很好地反映土壤合形成的裸土植被指數(shù)能很好地反映土壤的裸露情況的裸露情況結(jié)果存放在：15-自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中間結(jié)果土壤指數(shù).img2.3 2.3 坡度生成坡度生成地形模型計(jì)算地形模型計(jì)算結(jié)果存放在：15-自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中間結(jié)果坡度.img2.4 2.4 生態(tài)因子歸一化生態(tài)因子歸一化( (一、概述一、概述) )評(píng)價(jià)因子生成之后，直接用它們?nèi)ミM(jìn)行評(píng)價(jià)是比較困難的，因?yàn)樵u(píng)價(jià)因子生成之后，直接用它們?nèi)ミM(jìn)行評(píng)價(jià)是比較困難的，因?yàn)楦髦笜?biāo)項(xiàng)的量綱不一致，各指標(biāo)項(xiàng)的量綱不一致， 所以沒有可比性。所以沒有可比性。各指標(biāo)的量化分值依其對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度，各指

8、標(biāo)的量化分值依其對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度， 采用統(tǒng)一采用統(tǒng)一順序原則，順序原則， 即按照它們對(duì)生態(tài)環(huán)境正向影響的大小，從高到低即按照它們對(duì)生態(tài)環(huán)境正向影響的大小，從高到低分為若干級(jí)，對(duì)環(huán)境質(zhì)量貢獻(xiàn)越大，編碼值越大，反之則編碼值分為若干級(jí)，對(duì)環(huán)境質(zhì)量貢獻(xiàn)越大，編碼值越大，反之則編碼值越小。越小。各個(gè)參評(píng)因子數(shù)據(jù)經(jīng)過歸一化化后是一組反映其屬性特征的數(shù)值各個(gè)參評(píng)因子數(shù)據(jù)經(jīng)過歸一化化后是一組反映其屬性特征的數(shù)值，其值介于，其值介于11 0 11 0 之間。之間。2.4 2.4 生態(tài)因子歸一化（二、植被覆蓋度）生態(tài)因子歸一化（二、植被覆蓋度）植被覆蓋度植被覆蓋度根據(jù)實(shí)際情況，根據(jù)實(shí)際情況， 植被對(duì)生態(tài)環(huán)

9、境質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度，依據(jù)植被的植被對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度，依據(jù)植被的覆蓋度分為覆蓋度分為1010級(jí)，覆蓋度越大編碼值越大。級(jí)，覆蓋度越大編碼值越大。根據(jù)實(shí)際情況， 植被對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度，依據(jù)植被的覆蓋度分為10級(jí)，覆蓋度越大編碼值越大。覆蓋率%0-1010-20 20-30 30-40 40-50 50-60 60-70 70-80 80-90 9 0 -100編碼值 123456789102.4 2.4 生態(tài)因子歸一化（三、土壤指數(shù)）生態(tài)因子歸一化（三、土壤指數(shù)）土壤指數(shù)土壤指數(shù)土壤的組成與土壤侵蝕等現(xiàn)象息息相關(guān)，這里采用的是裸土植被土壤的組成與土壤侵蝕等現(xiàn)象息息相關(guān)，這里采用的是裸

10、土植被指數(shù)作為土壤因子，同樣將裸土植被指數(shù)值劃分為指數(shù)作為土壤因子，同樣將裸土植被指數(shù)值劃分為1010級(jí)，如果質(zhì)級(jí)，如果質(zhì)量越好編碼值越大。量越好編碼值越大。根據(jù)實(shí)際情況， 植被對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度，依據(jù)植被的覆蓋度分為10級(jí)，覆蓋度越大編碼值越大。指數(shù)值-3325-1800-1800-900-900-500-500-300-300-100-100001001003003005005 0 0 -1323編碼值123456789102.4 2.4 生態(tài)因子歸一化（四、地形因子）生態(tài)因子歸一化（四、地形因子）地形因子地形因子坡度對(duì)水土流失影響最大。一般情況下，侵蝕量和坡度成正相關(guān)坡度對(duì)水土流失

11、影響最大。一般情況下，侵蝕量和坡度成正相關(guān)，將工程區(qū)劃分，將工程區(qū)劃分1010級(jí)坡度類型，按坡度越低越有利于土地資源利級(jí)坡度類型，按坡度越低越有利于土地資源利用的原則，較低的坡度區(qū)賦予較高分值。用的原則，較低的坡度區(qū)賦予較高分值。根據(jù)實(shí)際情況， 植被對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度，依據(jù)植被的覆蓋度分為10級(jí)，覆蓋度越大編碼值越大。坡度值（度）43編碼值109876543212.4 2.4 生態(tài)因子歸一化生態(tài)因子歸一化確定好歸一化對(duì)照表后，利用確定好歸一化對(duì)照表后，利用envienvi下下的密度分割工具進(jìn)行歸一化處理的密度分割工具進(jìn)行歸一化處理根據(jù)實(shí)際情況， 植被對(duì)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的貢獻(xiàn)程度，依據(jù)植被的覆

12、蓋度分為10級(jí)，覆蓋度越大編碼值越大。分割區(qū)間文件存放在：15-自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)中間結(jié)果*.dsr結(jié)果文件存放在：15-自然生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)*-10.img3 3、生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)3 3 生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)本專題選擇的評(píng)價(jià)模型是指數(shù)法與綜合指數(shù)法：本專題選擇的評(píng)價(jià)模型是指數(shù)法與綜合指數(shù)法：-e=we=w1 1 * *s sv v+w+w2 2 * *s ss s +w +w3 3 * *s st t-w1=0.7， ，w2=0.2， ，w3=0.1評(píng)價(jià)等級(jí) 綜合評(píng)價(jià)指數(shù)說明優(yōu)910自然生態(tài)環(huán)境基本未受到破壞，生態(tài)結(jié)構(gòu)合理、穩(wěn)定、生態(tài)系統(tǒng)自身功能和自我恢復(fù)能力很強(qiáng)。良69自然生態(tài)環(huán)境基本未受到破壞，生態(tài)結(jié)構(gòu)比較合理、穩(wěn)定、生態(tài)系統(tǒng)自身功能和自我恢復(fù)能力較強(qiáng)。中46自然生態(tài)環(huán)境基本受到破壞，生態(tài)結(jié)構(gòu)基本合理、穩(wěn)定、生態(tài)系統(tǒng)自身功能和自我恢復(fù)能力較弱。差14自然生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，生態(tài)結(jié)構(gòu)不合理，生態(tài)系統(tǒng)自身功能和自我恢復(fù)能力很弱。3 3 生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)密度分割密度分割分類圖輸出分類圖輸出矢量裁剪矢量裁剪結(jié)果統(tǒng)計(jì)結(jié)果統(tǒng)計(jì)制圖制圖專題總結(jié)專題總結(jié)該專題利用與該專題利用與spotspot數(shù)據(jù)融合后的數(shù)據(jù)融合后的1010米米tmtm數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)與demdem，通過各評(píng)價(jià)，通