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1、专题一：基于遥感的自然生态环境监测一、实验内容应用 10 米的 spot 和 TM 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完成整个自然生态环境评价流程。二、实验要求1、软件：ENVI 4.82、数据：已经过基本预处理的 TM-SPOT 融合影像和 DEM 数据3、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，统一将这些生态因子进行归一化处理。三、实验过程1、大气校正(1) 打开“sub-TM-Spot-GS.img”(2) 选择 Spectral-QUick Atmos
2、pheric Correction，在文件选择对话框中选择sub-TM-Spot-GS.img 文件,点击 ok。(4) 在打开的 QUick Atmospheric Correction Parameters 面板，在 Sensor Type 中选择 Unknown，选择文件名（sub-TM-Spot-GS-QUAC.img）和路径，点击 OK。2、植被盖度植被覆盖度是根据前人研究的 NDVI 估算模型：FC=(NDVI-NDVImin)/(NDVImax-NDVImin)(1) 选择 Transform-NDVI，选择文件 sub-TM-Spot-GS-QUAC.img，点击 ok。在 I
3、nput File Type:LandsatTM。选择输出文件名 sub-TM-Spot-GS-QUAC-NDVI.img，点击 OK。(4) ENVI 主菜单-Basic Tools-Band Math，在公式输入栏中输入：(b1 lt -0.029)*0+(b1 gt 0.625)*1+(b1 ge -0.029 and b1 le 0.625)* (b1+0.029)/ 0.654)，点击 Add to List，再点击 OK。 b1：选择 NDVI 图像(5) 选择文件名（植被覆盖度.img）和路径，点击 OK。3、土壤指数生成(1) 选择 Transform-Tasseled cap
4、，选择文件 sub-TM-Spot-GS-QUAC.img ，Input FileType:Landsat7 ETM。(2) 选择输出文件路径和名称（TC.img） ，点击 OK。(3) 利用 ENVI 主菜单-Basic Tools-Band Math，在公式输入栏中输入：B2- 0. 09178*b1+ 5. 58959b1：选择 TC.img 中的 brightness 波段b2：选择 TC.img 中的 Greenness 波段(4) 选择文件名（土壤指数.img）和路径，点击 OK。4、坡度生成(1) 打开 DEM-10m.img 文件(2) 选择 Topographic-Topog
5、raphic Modeling，选择 DEM-10m.img 文件，后在 Topo ModelParameters 面板中，只选择 Slope。(3) 选择输出路径和文件名，单击 OK 输出。5、生态因子归一化a、植被覆盖度根据实际情况， 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%0-1010-2020-3030-4040-5050-6060-7070-8080-9090-100编码值12345678910b、土壤指数土壤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，同样将裸土植被指数值划分为 10 级，如果质量越好编码
6、值越大。指数值3325-1800-1800-900-900-500-500-300-300-100-10000100100300300500500-1323编码值12345678910C、地形因子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 10 级坡度类型，按坡度越低越有利于土地资源利用的原则，较低的坡度区赋予较高分值。坡度值43编码值10987654321d、归一化处理过程(1) 选择 Tools-Color Mapping-Density Slice，单击 Clear Range 按钮清除默认区间。(2) 选择 Opions-Add New Ranges，根据上
7、面的对照表依次添加 10 个区间。(3) 单击 Apply。(4) 选择 File-Output Range to Class Image，可以将分割结果输出。6、生态环境评价(1) 利用 ENVI 主菜单-Basic Tools-Band Math，在公式输入栏中输入：0.7*b1+0.2*b2+0.1*b3b1：选择植被覆盖度归一化；b2：选择土壤指数归一化；b3：选择坡度计算归一化(2) 得到环境评价结果。环境分级：等级综合评价指数说明优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
8、系统自身功能和自我恢复能力较强。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。(3) 使用 Tools-Color Mapping-Density Slice 对环境评价结果进行分级。(4) 选择 File-Output Range to Class Image，将分割结果输出为 ENVI 分类格式。7、利用掩膜技术将背景排除(1) 打开“sub-TM-Spot-GS.img”,在 Display 中显示。(2) 选择“Basic Tools-Masking-Build
9、 Mask”,选择 Dispay #1,在 Mask Definition 面板中选择“Options-Inport Data Range,选择 “sub-TM-Spot-GS.img” ，点击 OK。在 Input for Data Range Mask 中设置参数如下图，点击 OK,选择 Memory，点击 Apply，再选择 Memory，点击 OK，得到掩膜文件。(3) 选择“Basic Tools-Masking-Apply Mask” ，选择“环境评价结果分级.img” ，点击 Select Mask Band，选择掩膜文件，点击 OK。(4) 选择输出文件路径和名称，点击 OK，得到最终统计结果。(5) 图像导入到 Arc Map 做成专题地图，结果如下：从统计结果看，评价指数在 48 范围内占大多数，说明该地区大部分区域的自然生态处于良好和一般状态；有近 4%综合评价处于优秀，大部分集中在平原且耕地作物长势较好以及森林腹地；还有 11%综合评价处于很差，其中水域部分占了大部分，其余主要集中在居民地、交通用地区域。
