modis影像提取水體

1、利用Modis影像提取水體步驟汪丹modis影像介紹modis影像下載mrt安裝mrt使用mrt對影像進行批處理利用NDVI提取水體的原理影像合成影像裁剪計算NDVI值進行水體提取一、一、modis影像介紹影像介紹modis是搭載在terra和aqua衛(wèi)星上的一個重要的傳感器，是衛(wèi)星上唯一將實時觀測數(shù)據(jù)通過x波段向全世界直接廣播，并可以免費接收數(shù)據(jù)并無償使用的星載儀器，全球許多國家和地區(qū)都在接收和使用modis數(shù)據(jù)。有36個離散光譜波段，光譜范圍寬，從0.4微米（可見光）到14.4微米（熱紅外）全光譜覆蓋。MOD09q1：陸地3級標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為表面反射；空間分辨率250m；白天每日數(shù)據(jù)。

2、3級產(chǎn)品：在1B數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對由遙感器成像過程產(chǎn)生的邊緣畸變（Bowtie）進行校正，產(chǎn)生3級產(chǎn)品；5、MODIS數(shù)據(jù)有3個顯著特點: 1)空間分辨率和光譜分辨率大大提高。從0141410Lm,MODIS有36個波段,其中2個波段(可見光01620167Lm和近紅外0184101876Lm)的空間分辨率為250m;5個可見光、遠紅外波段空間分辨率為500m;其余29個波段空間分辨率為1km。2)回訪周期短,時分辨率較高。Terra和Aqua都是太陽同步極軌衛(wèi)星,可以得到每天最少2次白天和2次黑夜更新數(shù)據(jù)。3)MODIS數(shù)據(jù)的全球免費接收政策,這樣的數(shù)據(jù)接收和使用政策為科學(xué)研究提供了廉價并且實

3、用的數(shù)據(jù)資源。6、.MODIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品分級按數(shù)據(jù)產(chǎn)品特征劃分：主要產(chǎn)品包括校正數(shù)據(jù)產(chǎn)品、陸地數(shù)據(jù)產(chǎn)品、海洋數(shù)據(jù)產(chǎn)品和大氣數(shù)據(jù)產(chǎn)品；若按處理級別劃分，又可以分為以下6種： 0級產(chǎn)品：也稱原始數(shù)據(jù)； 1級產(chǎn)品：指L1A數(shù)據(jù)，已經(jīng)被賦予定標(biāo)參數(shù)； 2級產(chǎn)品：指L1B級數(shù)據(jù)，經(jīng)過定標(biāo)定位后數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)產(chǎn)品是國際標(biāo)準(zhǔn) 的EOS-HDF格式。包含所有波段數(shù)據(jù)，可能是應(yīng)用比較廣泛的一類數(shù)據(jù)。； 3級產(chǎn)品：在1B數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對由遙感器成像過程產(chǎn)生的邊緣畸變（Bowtie效應(yīng)）進行校正，產(chǎn)生L3級產(chǎn)品； 4級產(chǎn)品：由參數(shù)文件提供的參數(shù)，對圖像進行幾何糾正，輻射校正，使圖像的每一點都有精確的地理編碼、反射率和輻

4、射率。L4級產(chǎn)品的MODIS圖像進行不同時相的匹配時，誤差小于1個像元。該級產(chǎn)品是應(yīng)用級產(chǎn)品不可缺少的基礎(chǔ)； 5級及以上產(chǎn)品：根據(jù)各種應(yīng)用模型開發(fā)L5級產(chǎn)品。 利用MODIS的250m空間分辨率的第l和2波段數(shù)據(jù)進行水體范圍提取。二、二、modis影像下載影像下載在這個網(wǎng)站上下載影像/data/search.html時間選擇data and time range行列號為28V6文件名 MOD09A1.A2006001.h08v05.005.2006012234657.hdf MOD09A1 產(chǎn)品縮寫 .A2006001 數(shù)據(jù)獲得時間(

5、A-YYYYDDD) .h08v05 分 片 標(biāo) 示 ( 水 平 X X ， 垂 直Y Y ) . 0 0 5 數(shù) 據(jù) 集 版 本號 .2006012234567 產(chǎn)品生產(chǎn)時間(YYYYDDDHHMMSS) .hdf 數(shù)據(jù)格式(HDF-EOS)三、三、MRT安裝安裝做遙感應(yīng)用或研究經(jīng)常會用到MODIS數(shù)據(jù)，而MRT是一種針對MODIS數(shù)據(jù)的處理工具。它可以幫助用戶把MODIS影像(Level-2G，Level-3，and Level-4 land data products)重新投影到更為標(biāo)準(zhǔn)的地圖投影，而且可以選擇影像中的空間子集（spatial subsetting）和波段子集（spect

6、ral subsetting）進行投影轉(zhuǎn)換。軟件輸出格式為raw binary，GeoTIFF（這兩種數(shù)據(jù)格式為大多數(shù)軟件所支持）和HDF-EOS，而且可以在多種系統(tǒng)平臺上進行運行，包括：Sun Solaris workstations，SGI IRIX workstations，Linux和Microsoft Windows。MRT可以通過命令行或在MRT圖形用戶界面（GUI）上進行運行，核心部分便是對影像的重采樣和鑲嵌。 MRT下載；美國NASA網(wǎng)站上提供了MRT的下載(/datatools.asp) ，并且還提供了安裝的文檔。也可以在http:

7、//landdaac/tools/mrtswath/index.asp網(wǎng)站上下載，但需要先注冊，下載下來的文件在10M左右。 MRT安裝；第一步：首先要明確計算機上是否安裝有java虛擬機?？梢栽谟嬎銠C上搜索：java.exe，如果沒有的話可以到j(luò)ava的官方網(wǎng)站上去下載 (http:/ 四、四、mrt的使用的使用1、找到mrt使用界面1、mrt參數(shù)設(shè)置 對文件輸入輸出和波段選擇部分參數(shù)進行設(shè)置（1）Open Input File 選擇你要處理的hdf文件，將要要轉(zhuǎn)投影的所有文件都加載進來（2）Selected Bands選擇需要的波段。（3）Specify Ou

8、tput File 輸入最終的結(jié)果文件名。一定要記得定義后綴，有三種可以選擇：.hdr / .hdf / .tif。如輸入文件名“T2011241_LAI.tif ”，Output File Type就自動變成GEOTIF。（4）Resampling Type有三種可以選擇： Bilinear / Nearest Neighbor（最鄰近法直接將與某像元位置最鄰近的像元值作為該像元的新值。該方法的優(yōu)點是方法簡單，處理速度快，且不會改變原始柵格值，但該種方法最大會產(chǎn)生半個像元大小的位移。適用于表示分類或某種專題的離散數(shù)據(jù)，如土地利用，植被類型等。） / Cubic Convolution原理上最

9、好的重采樣方法是Cubic Convolution，但是由于實際需要大多使用Nearest Neighbor 。（5）Output Projection Type 這部分是用來選擇重投影的類型，在Edit Projection Parameters里面設(shè)置參數(shù)。參數(shù)設(shè)置必須謹(jǐn)慎。由于MODIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品多為HDF格式，投影為SINUDOIDAL，該投影不符合我們平常的數(shù)據(jù)處理模式，因為需要轉(zhuǎn)換成常用的投影。 一般來說，對于全國范圍以下的區(qū)域，我們常使用UTM投影、 Datum選擇WGS84，UTM Zone選擇研究區(qū)域所在的帶，如鄱陽湖重投影參數(shù)可以設(shè)置為UTM WGS84 50N。2、保存此*

10、.prm文件五、五、mrt對影像進行批處理對影像進行批處理必須將mrt.bat、*.prm、與要處理的影像放在同一個文件夾下，將代碼寫好，雙擊即可運行。六、利用六、利用NDVI提取水體的原理提取水體的原理1、植被指數(shù)：利用衛(wèi)星不同波段探測數(shù)據(jù)組合而成的，能反映植物生長狀況的指數(shù)。植物葉面在可見光紅光波段有很強的吸收特性，在近紅外波段有很強的反射特性，這是植被遙感監(jiān)測利用衛(wèi)星不同波段探測數(shù)據(jù)組合而成的，能反映植物生長狀況的指數(shù)。 RVI比值植被指數(shù)RVI=NIR/R，或兩個波段反射率的比值。1）綠色健康植被覆蓋地區(qū)的RVI遠大于1，而無植被覆蓋的地面（裸土、人工建筑、水體、植被枯死或嚴(yán)重蟲害）的

11、RVI在1附近。植被的RVI通常大于2；2）RVI是綠色植物的靈敏指示參數(shù)，與LAI、葉干生物量(DM)、葉綠素含量相關(guān)性高，可用于檢測和估算植物生物量3）植被覆蓋度影響RVI，當(dāng)植被覆蓋度較高時，RVI對植被十分敏感；當(dāng)植被覆蓋度95%的信息，這兩個分量構(gòu)成的二位圖可以很好地反映出植被和土壤光譜特征的差異。4)GVI是各波段輻射亮度值的加權(quán)和，而輻射亮度是大氣輻射、太陽輻射、環(huán)境輻射的綜合結(jié)果，所以GVI受外界條件影響大。 DVIEVI差值環(huán)境植被指數(shù)DVI=NIR-R，或兩個波段反射率的計算。1)對土壤背景的變化極為敏感小結(jié)：上述幾種VI均受土壤背景的影響大。植被非完全覆蓋時，土壤背景影響

12、較大 植被指數(shù)(NDVI)是檢測植被生長狀態(tài)、植被覆蓋度和消除部分輻射誤差等。NDVI能反映出植物冠層的背景影響，如土壤、潮濕地面、雪、枯葉、粗超度等，且與植被覆蓋有關(guān)。2、植被、水體、土壤的光譜分析 對目標(biāo)區(qū)域三大類地物的光譜進行分析，在 2 波段和 5 波段上，植被的亮度值均明顯大于水體，陸地的亮度值雖也大于水體，但幅度趨??；在 7 波段上，陸地的亮度值最大，其次為植被，水體亮度值最??；6 波段的亮度值類似于 7 通道，水體的亮度值最?。辉?1 通道上水體的亮度值大于植被亮度值。在用通道 7、2、1 合成的假彩色合成圖（RGB）上，水體一般呈現(xiàn)藍色或深藍色，植被覆蓋區(qū)呈綠色，陸地（裸地和城

13、鎮(zhèn)居民區(qū)）呈黃白色。3、MODIS數(shù)據(jù)的第1波段是紅光區(qū),第2波段是近紅外區(qū)。在波段2波長范圍內(nèi),植被的反射率明顯高于水體的反射率;而在波段1波長范圍內(nèi),水體的反射率高于植被的反射率。為了增強水陸反差,并減少衛(wèi)星遙感影像受太陽高度角和傳感器視角及大氣狀況的影響,選用歸一化植被指數(shù)NDVI(Normalized Difference Vegetation Index)來進行處理。 NDVI=（CH2-CH1）/（CH2+CH1）式中,CH1為MODIS數(shù)據(jù)第1波段的地表反射率;CH2為MODIS數(shù)據(jù)第2波段的地表反射率。4、在NDVI圖像中,水體的NDVI值很低,為負(fù)值,而植被、土壤的則較高。因此,可以設(shè)置恰當(dāng)?shù)拈撝祦順?gòu)建區(qū)分水體和植被、土壤的判別條件。提取出水體后,就可以統(tǒng)計水面的像元數(shù),再將像元數(shù)乘以每個像元所覆蓋的實際面積(像元面積為0.0625km2),即可得到水體面積。 而鄱陽湖湖區(qū)植被豐富，特別是夏季水草眾多，水體的NDVI值會受影響。因此選取閾值時需要根據(jù)同時段的tm影像與modis原影像或者有必要時要與谷歌地球影像做對比，來確定提取水體的閾值。七、影像合成七、影像合成1、使用envi的工具layerstacking2、或者使用IDL編寫代碼對影像進行合成八、影像裁剪八、影像裁剪1、可以通過在envi里使用掩膜方式2、采用IDL編寫代碼對其進行批處理九、計算九、計