GIS毕业论文答辩--蓝藻水华提取程序化实现ppt.pdf

1 蓝藻水华信息提取程序化实现蓝藻水华信息提取程序化实现 学生 指导老师 毕业论文毕业论文 主要内容主要内容 论文背景和目的 Envi和idl介绍 数据的选择和预处理 蓝藻水华提取算法介绍 代码实现和提取结果 总结 致谢 2 3 背景和目的背景和目的 背景背景 水体富营养化是目前世界各 国所面临的重大环境问题 水体富 营养化带来的一个突出的问题是蓝 藻暴发 大规模的蓝藻水华降低了 水资源利用效能 引起严重的生态 破坏及巨大的经济损失 而蓝藻毒 素的产生给公众健康带来极大隐患 4 背景和目的背景和目的 王远华王远华毕业论文毕业论文 2007年7月巢湖蓝藻爆发 2003年 2004年 2006年 2007年 2008年 连续几年巢湖都爆发蓝藻 5 背景和目的背景和目的 目的目的 从宏观上快速了解和掌握蓝 藻水华信息发生情况 为相关部门 提供宏观的制定预测和控制蓝藻爆 发的措施 提供依据 本文就是设 计算法提取蓝藻水华信息 并将其 实现 制作专题图分级别显示 6 EnviEnvi和和idlidl介介绍绍 ENVI The Environment for Visualizing images 是美国ITT公司的旗舰 产品 ENVI由遥感领 域的科学家采用IDL开 发的一套功能强大的 遥感图像处理软件 7 EnviEnvi和和idlidl介介绍绍 IDL是一种数据分析和图像化应用程序 及编程语言 IDL是完全面向矩阵的 因此它具有快速分析超大规模数据的能 力 IDL可以通过灵活方便的I O分析任 何数据 8 数据的选择选择 MODIS是中分辨率成像光谱仪 是搭载在terra和aqua卫星上的 一个重要的传感器 是卫星上 唯一将实时观测数据通过x波段 向全世界直接广播 并可以免 费接收数据并无偿使用的星载 仪器 全球许多国家和地区都 在接收和使用MODIS数据 9 数据的选择 大量实践证明 选择MODIS16天合 成的NDVI数据能够最精确的体现出 植被的变化状况 即误差最小 并 且能消除云的影响 所以本文选择 L3级别的植被指数数据产品MYD13Q1 进行蓝藻信息提取 10 数据预处预处理 MRT Modis Reprojection Tool 这 是专门处理MODIS二级以上产品的工具 包括影像镶嵌 投影转换 原MODIS数 据采用的SIN投影 大多遥感处理软件 都没有sin与其它投影方式的转换工具 如ENVI 格式转换等操作 1 运用MTR工具进行几何校正 影像 镶嵌 投影转换和裁剪 11 12 数据预处理 预处理后得到巢湖图像如下 13 数据预处理 利用矢量图对遥感影像掩膜处理 巢湖矢量图 14 数据预处理 掩模处理后得到如下图像 波段运算后 15 水华信息提取算法介绍 本文将决策树规则运用到图像分 类中 提取蓝藻水华信息 在遥感分类中 决策树是制定分类规 则的有效方法之一 它是一个类似流程图 的树型结构 树的最高层为根节点 是所 有数据的集合 16 算法原理 归一化植被指数NDVI是目前应用效 果较好的植被指数方法之一 蓝藻水华的 光谱特征与制备的光谱特征相似 所以根 据NDVI能够有效的提取蓝藻水华的相关信 息 NDVI被定义为红光波段和近红外波段 两波段的归一化比值 即NDVI RED NIR RED NIR 式中NIR和RED分别代表 着近红外波段和红光波段的反射率 17 算法原理 选取NDVI为测试变量 根据经 验阀值 确定了0 0 15 0 4为分割阀 值 采用决策树算法进行计算分析 这样就得到决策树 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 正值 表示有植被覆盖 且随 覆盖度增大而增大 18 算法原理 19 代码实现决策树算法 IDL读读取取img格式文件代格式文件代码码 略 略 IDL决策树算法实现 FOR ii 0 NB 1 DO BEGIN 利用NDVI值构建决策树确定分类范围 outdata ii ENVI GET DATA fid fid dims dims pos ii jieguo ii outdata ii lt 0 1 outdata ii eq 0 0 outdata ii gt 0 and outdata ii lt 0 15 2 outdata ii ge 0 15 and outdata ii le 0 4 3 outdata ii gt 0 4 4 Endfor 20 算法处理过程 打包成一个批处理软件 一次可以提取多幅预处理好的图像 21 提取处理结果 处理后 22 制作专题图 23 总结 本毕业设计主要介绍了基于ENVI 和IDL语言设计的蓝藻水华信息提取 算法并将其实现 从上面的介绍中 该算法成功提取2007年6月份MODIS遥 感数据的蓝藻水华信息 最后用 ArcGIS做成专题图 24 致致谢谢 这次毕业设计是在这次毕业设计是在赵艳玲赵艳玲老师的精老师的精 心指导下完成的心指导下