1、專題專題一一：基于遙感的自然基于遙感的自然生態環境監測生態環境監測專題背景專題背景隨著社會的不斷發展，人們對自然生態環境質量的重視程度逐漸隨著社會的不斷發展，人們對自然生態環境質量的重視程度逐漸提高。本專題介紹應用遙感技術進行自然生態環境的評價。提高。本專題介紹應用遙感技術進行自然生態環境的評價。專題概述專題概述專題中應用專題中應用1010米的米的spotspot和和tmtm融合影像，提取相關生態因子，應用融合影像，提取相關生態因子，應用較成熟的自然生態環境評價模型完成整個自然生態環境評價流程較成熟的自然生態環境評價模型完成整個自然生態環境評價流程。專題涉及植被覆蓋度計算、地形因子提取等內容專

2、題涉及植被覆蓋度計算、地形因子提取等內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展模塊中的快速大氣校正工具（還需要用到大氣校正擴展模塊中的快速大氣校正工具（quacquac）說明：本專題由于數據的原因，最終結果精度不一定很高。旨在學習生態環境監測的流程及envi相關工具的應用。處理流程處理流程流程說明流程說明專題數據專題數據-已經過基本預處理的已經過基本預處理的tm-spottm-spot融合影像和融合影像和demdem數據數據生態因子選取生態因子選取-對經過基本預處理的數據進行快速大氣校正對經過基本預處理的數據進行快速大氣校正-

3、本專題選取植被、土壤、地形三個最基本的要素作為評價區本專題選取植被、土壤、地形三個最基本的要素作為評價區域自然生態環境的生態因子域自然生態環境的生態因子-以以“植被蓋度植被蓋度”和和“土壤指數土壤指數”作為植被和土壤的生態因子作為植被和土壤的生態因子，“坡度坡度”作為地形因子。統一將這些生態因子進行歸一化作為地形因子。統一將這些生態因子進行歸一化處理處理自然生態環境評價方法自然生態環境評價方法-本專題選擇的是指數法與綜合指數法本專題選擇的是指數法與綜合指數法進入專題進入專題數據：數據：-15-15-自然生態環境監測自然生態環境監測1 1、大氣校正、大氣校正大氣校正大氣校正這個過程使用這個過程使

4、用envienvi中的快速大氣校正工具完成，這個工具的大氣中的快速大氣校正工具完成，這個工具的大氣校正結果一般是基于物理模型精度的校正結果一般是基于物理模型精度的15%15%。數據：數據：9-9-監督分類監督分類 sub-tm-spot-gs.img sub-tm-spot-gs.img2 2、生態因子生成、生態因子生成2.1 2.1 植被蓋度生成植被蓋度生成植被覆蓋度是根據前人研究的植被覆蓋度是根據前人研究的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標指數，指數，ndvimax表示區域最大表示區域最大ndvi值值， ，ndvimin表表示區域最小的示區域最小的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，可以根據直方，可以根據直方圖圖分分別別取兩取兩頭頭“ “拐點拐點處處” ”的的值值。 。結果存放在：15-自然生態環境監測中間結果植被覆蓋度.img2.2 2.2 土壤指數生成土壤指數生成土壤指數同樣采用前人研究的模型裸土植被指數土壤指數同樣采用前人研究的模型裸土植

6、被指數（grabs）（楊存建，劉紀遠，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和土壤亮度指數。度指數和土壤亮度指數。bi和和vi指數可分指數可分別別用用來來評評價裸土和植被的行價裸土和植被的行為為， ，vi指數與不同植被覆蓋有指數與不同植被覆蓋有較較大的相關性，土壤大的相關性，土壤亮度亮度對對植被指數有相當大的影響，裸土信息植被指數有相當大的影響，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能很好地反映土壤合形成的裸土植被指數能很好地反映土壤的裸露情況的裸露情況結果存放在：15-自然生態環境監測中間結果土壤指數.img2.3 2.3 坡度生成坡度生成地形模型計算地形模型計算結果存放在：15-自然生態環境監測中間結果坡度.img2.4 2.4 生態因子歸一化生態因子歸一化( (一、概述一、概述) )評價因子生成之后，直接用它們去進行評價是比較困難的，因為評價因子生成之后，直接用它們去進行評價是比較困難的，因為各指標項的量綱不一致，各指標項的量綱不一致， 所以沒有可比性。所以沒有可比性。各指標的量化分值依其對生態環境質量的貢獻程度，各指

8、標的量化分值依其對生態環境質量的貢獻程度， 采用統一采用統一順序原則，順序原則， 即按照它們對生態環境正向影響的大小，從高到低即按照它們對生態環境正向影響的大小，從高到低分為若干級，對環境質量貢獻越大，編碼值越大，反之則編碼值分為若干級，對環境質量貢獻越大，編碼值越大，反之則編碼值越小。越小。各個參評因子數據經過歸一化化后是一組反映其屬性特征的數值各個參評因子數據經過歸一化化后是一組反映其屬性特征的數值，其值介于，其值介于11 0 11 0 之間。之間。2.4 2.4 生態因子歸一化（二、植被覆蓋度）生態因子歸一化（二、植被覆蓋度）植被覆蓋度植被覆蓋度根據實際情況，根據實際情況， 植被對生態環

9、境質量的貢獻程度，依據植被的植被對生態環境質量的貢獻程度，依據植被的覆蓋度分為覆蓋度分為1010級，覆蓋度越大編碼值越大。級，覆蓋度越大編碼值越大。根據實際情況， 植被對生態環境質量的貢獻程度，依據植被的覆蓋度分為10級，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 生態因子歸一化（三、土壤指數）生態因子歸一化（三、土壤指數）土壤指數土壤指數土壤的組成與土壤侵蝕等現象息息相關，這里采用的是裸土植被土壤的組成與土壤侵蝕等現象息息相關，這里采用的是裸

10、土植被指數作為土壤因子，同樣將裸土植被指數值劃分為指數作為土壤因子，同樣將裸土植被指數值劃分為1010級，如果質級，如果質量越好編碼值越大。量越好編碼值越大。根據實際情況， 植被對生態環境質量的貢獻程度，依據植被的覆蓋度分為10級，覆蓋度越大編碼值越大。指數值-3325-1800-1800-900-900-500-500-300-300-100-100001001003003005005 0 0 -1323編碼值123456789102.4 2.4 生態因子歸一化（四、地形因子）生態因子歸一化（四、地形因子）地形因子地形因子坡度對水土流失影響最大。一般情況下，侵蝕量和坡度成正相關坡度對水土流失

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

12、蓋度分為10級，覆蓋度越大編碼值越大。分割區間文件存放在：15-自然生態環境監測中間結果*.dsr結果文件存放在：15-自然生態環境監測*-10.img3 3、生態環境評價、生態環境評價3 3 生態環境評價生態環境評價本專題選擇的評價模型是指數法與綜合指數法：本專題選擇的評價模型是指數法與綜合指數法：-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評價等級 綜合評價指數說明優910自然生態環境基本未受到破壞，生態結構合理、穩定、生態系統自身功能和自我恢復能力很強。良69自然生態環境基本未受到破壞，生態結構比較合理、穩定、生態系統自身功能和自我恢復能力較強。中46自然生態環境基本受到破壞，生態結構基本合理、穩定、生態系統自身功能和自我恢復能力較弱。差14自然生態環境破壞嚴重，生態結構不合理，生態系統自身功能和自我恢復能力很弱。3 3 生態環境評價生態環境評價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果統計結果統計制圖制圖專題總結專題總結該專題利用與該專題利用與spotspot數據融合后的數據融合后的1010米米tmtm數據與數據與demdem，通過各評價，通