利用Modis影像提取水体步骤专家讲座

modis影像介绍modis影像下载mrt安装mrt使用mrt对影像进行批处理利用NDVI提取水体原理影像合成影像裁剪计算NDVI值进行水体提取利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第1页一、modis影像介绍modis是搭载在terra和aqua卫星上一个主要传感器，是卫星上唯一将实时观察数据经过x波段向全世界直接广播，并能够无偿接收数据并无偿使用星载仪器，全球许多国家和地域都在接收和使用modis数据。有36个离散光谱波段，光谱范围宽，从0.4微米（可见光）到14.4微米（热红外）全光谱覆盖。MOD09q1：陆地3级标准数据产品，内容为表面反射；空间分辨率250m；白天每日数据。3级产品：在1B数据基础上，对由遥感器成像过程产生边缘畸变（Bowtie）进行校正，产生3级产品；利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第2页5、MODIS数据有3个显著特点:1)空间分辨率和光谱分辨率大大提升。从014~1410Lm,MODIS有36个波段,其中2个波段(可见光0162~0167Lm和近红外01841~01876Lm)空间分辨率为250m;5个可见光、远红外波段空间分辨率为500m;其余29个波段空间分辨率为1km。2)回访周期短,时分辨率较高。Terra和Aqua都是太阳同时极轨卫星,能够得到天天最少2次白天和2次黑夜更新数据。3)MODIS数据全球无偿接收政策,这么数据接收和使用政策为科学研究提供了廉价而且实用数据资源。利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第3页6、.MODIS数据产品分级按数据产品特征划分：主要产品包含校正数据产品、陆地数据产品、海洋数据产品和大气数据产品；若按处理级别划分，又能够分为以下6种：0级产品：也称原始数据；1级产品：指L1A数据，已经被赋予定标参数；2级产品：指L1B级数据，经过定标定位后数据，本系统产品是国际标准EOS-HDF格式。包含全部波段数据，可能是应用比较广泛一类数据。；3级产品：在1B数据基础上，对由遥感器成像过程产生边缘畸变（Bowtie效应）进行校正，产生L3级产品；4级产品：由参数文件提供参数，对图像进行几何纠正，辐射校正，使图像每一点都有准确地理编码、反射率和辐射率。L4级产品MODIS图像进行不一样时相匹配时，误差小于1个像元。该级产品是应用级产品不可缺乏基础；5级及以上产品：依据各种应用模型开发L5级产品。利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第4页利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第5页利用MODIS250m空间分辨率第l和2波段数据进行水体范围提取。利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第6页二、modis影像下载在这个网站上下载影像/data/search.html利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第7页时间选择dataandtimerange行列号为28V6利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第8页文件名MOD09A1.A001.h08v05.005.012234657.hdfMOD09A1–产品缩写.A001–数据取得时间(A-YYYYDDD).h08v05–分片标示(水平XX，垂直YY).005–数据集版本号.012234567–产品生产时间(YYYYDDDHHMMSS).hdf–数据格式(HDF-EOS)利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第9页三、MRT安装做遥感应用或研究经常会用到MODIS数据，而MRT是一个针对MODIS数据处理工具。它能够帮助用户把MODIS影像(Level-2G，Level-3，andLevel-4landdataproducts)重新投影到更为标准地图投影，而且能够选择影像中空间子集（spatialsubsetting）和波段子集（spectralsubsetting）进行投影转换。软件输出格式为rawbinary，GeoTIFF（这两种数据格式为大多数软件所支持）和HDF-EOS，而且能够在各种系统平台上进行运行，包含：SunSolarisworkstations，SGIIRIXworkstations，Linux和MicrosoftWindows。MRT能够经过命令行或在MRT图形用户界面（GUI）上进行运行，关键部分便是对影像重采样和镶嵌。MRT下载；美国NASA网站上提供了MRT下载(/datatools.asp)，而且还提供了安装文档。也能够在/landdaac/tools/mrtswath/index.asp网站上下载，但需要先注册，下载下来文件在10M左右。MRT安装；第一步：首先要明确计算机上是否安装有java虚拟机。能够在计算机上搜索：java.exe，假如没有话能够到java官方网站上去下载(/)；第二步：运行MRT安装目录中安装文件install.bat，会弹出一个DOS窗口，依据提醒内容进行安装；利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第10页利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第11页利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第12页利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第13页四、mrt使用1、找到mrt使用界面利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第14页1、mrt参数设置对文件输入输出和波段选择部分参数进行设置（1）OpenInputFile选择你要处理hdf文件，将要要转投影全部文件都加载进来（2）SelectedBands选择需要波段。（3）SpecifyOutputFile输入最终结果文件名。一定要记得定义后缀，有三种能够选择：.hdr/.hdf/.tif。如输入文件名“T241_LAI.tif”，OutputFileType就自动变成GEOTIF。（4）ResamplingType有三种能够选择：Bilinear/NearestNeighbor（最邻近法直接将与某像元位置最邻近像元值作为该像元新值。该方法优点是方法简单，处理速度快，且不会改变原始栅格值，但该种方法最大会产生半个像元大小位移。适合用于表示分类或某种专题离散数据，如土地利用，植被类型等。）/CubicConvolution原理上最好重采样方法是CubicConvolution，不过因为实际需要大多使用NearestNeighbor。（5）OutputProjectionType这部分是用来选择重投影类型，在EditProjectionParameters里面设置参数。参数设置必须慎重。因为MODIS数据产品多为HDF格式，投影为SINUDOIDAL，该投影不符合我们日常数据处理模式，因为需要转换成惯用投影。普通来说，对于全国范围以下区域，我们常使用UTM投影、Datum选择WGS84，UTMZone选择研究区域所在带，如鄱阳湖重投影参数能够设置为UTMWGS8450N。2、保留此*.prm文件利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第15页五、mrt对影像进行批处理必须将mrt.bat、*.prm、与要处理影像放在同一个文件夹下，将代码写好，双击即可运行。利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第16页六、利用NDVI提取水体原理1、植被指数：利用卫星不一样波段探测数据组合而成，能反应植物生长情况指数。植物叶面在可见光红光波段有很强吸收特征，在近红外波段有很强反射特征，这是植被遥感监测利用卫星不一样波段探测数据组合而成，能反应植物生长情况指数。RVI比值植被指数RVI=NIR/R，或两个波段反射率比值。1）．绿色健康植被覆盖地域RVI远大于1，而无植被覆盖地面（裸土、人工建筑、水体、植被枯死或严重虫害）RVI在1附近。植被RVI通常大于2；2）．RVI是绿色植物灵敏指示参数，与LAI、叶干生物量(DM)、叶绿素含量相关性高，可用于检测和估算植物生物量3）．植被覆盖度影响RVI，当植被覆盖度较高时，RVI对植被十分敏感；当植被覆盖度<50%时，这种敏感性显著降低；4）．RVI受大气条件影响，大气效应大大降低对植被检测灵敏度，所以在计算前需要进行大气校正，或用反射率计算RVI。GVI绿度植被指数k-t变换后表示绿度分量。1）．经过k-t变换使植被与土壤光谱特征分离。植被生长过程光谱图形呈所谓"穗帽"状，而土壤光谱组成一条土壤亮度线，土壤含水量、有机质含量、粒度大小、矿物成份、表面粗糙度等特征光谱改变沿土壤亮度线方向产生。2）．kt变换后得到第一个分量表示土壤亮度，第二个分量表示绿度，第三个分量随传感器不一样而表示不一样含义。如，MSS第三个分量表示黄度，没有确定意义；TM第三个分量表示湿度。3）．第一二分量集中了>95%信息，这两个分量组成二位图能够很好地反应出植被和土壤光谱特征差异。4)．GVI是各波段辐射亮度值加权和，而辐射亮度是大气辐射、太阳辐射、环境辐射综合结果，所以GVI受外界条件影响大。DVIEVI差值环境植被指数DVI=NIR-R，或两个波段反射率计算。1)．对土壤背景改变极为敏感小结：上述几个VI均受土壤背景影响大。植被非完全覆盖时，土壤背景影响较大利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第17页植被指数(NDVI)是检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等。NDVI能反应出植物冠层背景影响，如土壤、潮湿地面、雪、枯叶、粗超度等，且与植被覆盖相关。利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第18页2、植被、水体、土壤光谱分析对目标区域三大类地物光谱进行分析，在2波段和5波段上，植被亮度值均显著大于水体，陆地亮度值虽也大于水体，但幅度趋小；在7波段上，陆地亮度值最大，其次为植被，水体亮度值最小；6波段亮度值类似于7通道，水体亮度值最小；在1通道上水体亮度值大于植被亮度值。在用通道7、2、1合成假彩色合成图（RGB）上，水体普通展现蓝色或深蓝色，植被覆盖区呈绿色，陆地（裸地和城镇居民区）呈黄白色。利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第19页3、MODIS数据第1波段是红光区,第2波段是近红外区。在波段2波长范围内,植被反射率显著高于水体反射率;而在波段1波长范围内,水体反射率高于植被反射率。为了增强水陆反差,并降低卫星遥感影像受太阳高度角和传感器视角及大气情况影响,选取归一化植被指数NDVI(NormalizedDifferenceVegetationIndex)来进行处理。NDVI=（CH2-CH1）/（CH2+CH1）式中,CH1为MODIS数据第1波段地表反射率;CH2为MODIS数据第2波段地表反射率。利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第20页4、在NDVI图像中,水体NDVI值很低,为负值,而植被、土壤则较高。所以,能够设置恰当阈值来构建区分水体和植被、土壤判别条件。提取出水体后,就能够统计水面像元数,再将像元数乘以每个像元所覆盖实际面积(像元面积为0.0625km2),即可得到水体面积。而鄱阳湖湖区植被丰富，尤其是夏季水草众多，水体NDVI值会受影响。所以选取阈值时需要依据同时段tm影像与modis原影像或者有必要时要与谷歌地球影像做对比，来确定提取水体阈值。利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第21页七、影像合成1、使用envi工具layerstacking2、或者使用IDL编写代码对影像进行合成利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第22页八、影像裁剪1、能够经过在envi里使用掩膜方式2、采取IDL编写代码对其进行批处理利用Modis影像提取水体步骤专家讲座第23页九、计算NDVI1、可使用envitransform对影像进行NDVI计算2、影像较多可在idl里