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1、ENVI 支持下利用环境小卫星数据进行水质监测方案悬浮物、叶绿素a、有色可溶性有机物等是水质监测的重要参数，这些水质 参数浓度的变化，会引起水体生物光学特性和水面反射率的改变，利用遥感技术， 根据水体光谱特性与水质参数浓度间的关系，反演水质参数，可以实现湖泊水质 的高频、大范围、准实时监测。技术流程图 1 是基于环境小卫星 CCD 数据的叶绿素浓度反演流程图，基于其他多光谱 数据（如TM等）可采用类似的流程。采用的技术路线为：先对环境小卫星CCD数据进行数据预处理：数据读取、 辐射定标、几何校正、大气校正、水域区裁剪；利用波段比值法对实测的叶绿素 a 浓度数据建立反演模型，将模型应用于水域区影
2、像，反演出整个水域的叶绿素 a 浓度。叶绿素 a 浓度反演模型有很多，如下表为前人研究的较成熟模型。比值指数B ./B dnir redChia = a*X+bChia = a*in(X) +bChia = a*eb*xChia = a*Xb归一化植被指数X=( B . - B d)/( B . +nirrednirBred)Chia = a*X + bChia = a*in(X) +b这里使用比值指数中的Chia = a*X+b模型。这个流程中主要使用的工具包括： ENVI 环境小卫星数据处理工具包（可免费 获取），波段运算，图像自动配准工具，ENVI中FLAASH大气校正扩展模块， Mic
3、rosoft Excel 散点图工具等。数据读取己rENVr环境沙卫星数携处理工具包”福射正标*几何校正“4大气檢正心Map-Registration-Automatic Registration： Image to Image），自动选 择同名点完成精确配准。四、大气校正对于环境小卫星数据，提供光谱响应函数即可FLAASH大气校正模块中进行 大气校正，波谱响应函数一般是以文本格式提供，下载地址： http:/www.eresda.eom/n16/n1115/n1522/n2118/index.html。使用主菜单 Window-Start New Plot Window，选择 File-ln
4、put Data-ASCII， 直接导入文本文件，得到波谱响应函数的波谱曲线格式，可用于FLAASH大气校 正工具中。五、反演模型构建这一步需要结合实地调查数据，将水面调查点与实测叶绿素浓度在空间上一 一对应起来。实地调查数据包括：水面调查点的经纬度、叶绿素含量。以四列形 式保存为.txt和Excel文件，以下格式：序号 纬度经度chla实测含量(mg/L)131.516334120.1822150.0531231.457170120.0419780.0535331.459692120.1776020.0496D15C89久宜布莺公式朝G审阅 觀的STS塑5 31. 330756 119. 9
5、7661B6 31.330354 120. 123604T 3L. 333266 120. 25&715831.32193120.210D91利用Bandmath工具，得到比值指数(b4/b3)。在ROI Tool中，选择 ROI_Type-l nput Poi nts from ASCII，选择文本格式的实地调查数据反演点，将实 测点经纬度位置以ROI方式显示在比值指数图像中，在ROI TOOL中，选择 File-Output ROIs to ASCII，就很容易的将实测数据中的每一组经纬度对应的比值 指数值导出，并在 Excel 中与实测叶绿素浓度一一对应，如下所示：睫議國謂番福G al煦
6、色昨林 圏片卿画瞬SmartArtE住瑋图折幣履鬆形圏血疋蓋耽？图1Eb4/b3chid含蚩(sg/L) 10. 978?0. 05570. 93520. 050. 64=75乩 0354=0. 60860, 04L10. 85710. 05*78S0.帕3i0. 6L36O.0480. 5B790.0471 _ID LatLon1 31.4ST258 120.0+19823 231. 45970 120. 1T76Q64 3 31. 420208 120. 345769i 31.371164 120.270i38 图 2 Excel 中的散点图在Excel中，为B4/B3和chla含量添加一
7、个散点图。在散点图上选中散点， 单击右键-添加趋势线，打开设置趋势线格式面板，勾选线性，显示公式，显示 R 平方值。线性回归方程和 R 方值在散点图上显示。thia含量(mg/L)图 3 从散点图中得到回归方程六、模型应用使用Basic Tool-Bandmath,在Enter an expression下面输入表达式(反演模 型)：0.0422*b1 + 0.0171, bl 为 BNir/Bred 比值图像。可以用前面的方法,将验证点对应的叶绿素反演值导出来,与验证点的实测 值在 Excel 表中一一对应。利用 Excel 的计算功能计算反演结果和实测结果的代 数差,该值占实测值的百分比的
8、30%,即认为反演的误差在允许范围之内。波段运算的结果为单波段灰度图像，可以将结果显示在display窗口中，选择Tools-ColorMapping-ENVI Color Tables，将结果以彩色方式显示。NDVI=(p(nir)-p(red)/(p(nir)+p(red)=(近红外-红)/ (近红外+红)=(TM4-TM3) /(TM4+TM3)NDVI (林地)=(65-25) / (65+25) =0.44NDVI (河流)=(18-36) / (18+36) = -0.33-1=NDVI=1 ，负值表示地面覆盖为云、水、雪等，对可见光高反射；0 表示有 岩石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大 而增大；
