ＭＯＤＩＳ数据植被指数的提取方法研究何红艳。张志浩（内蒙古遥感中心，呼和浩特０１００１０）摘要：植被指数已广泛应用于植被覆盖密度评价、植被长势、农作物估产模型等。本文以中国北方１２省为例，对ＭＯＤＩＳ数据，运用Ｅ№厂Ｉ４．２软件提取植被指数进行了应用研究。关键词：ＮＤ、厂Ｉ植被指数北方１２省ＭＯＤＩＳ数据ＥＮｖＩ４．２１引言植被指数已广泛用来定性和定量评价植被覆盖及其生长活力，植被指数有助于增强遥感影像的解译力，并已作为一种遥感手段被广泛应用于土地利用覆盖探测、植被覆盖密度评价、作物识别和作物预报等方面。植被指数计算经过近２０年的发展，目前已经有几十种，最为广泛的是归—化差值植被指数（ｍ厂Ｉ），它是可见光（红光）和近红外两波段的归—化值，它—方面能够反映植被光合作用的有效辐射吸收隋况，另一方面能够反映作物长势、叶面积指数（Ｌｍ）等。ＭＯＤＩＳ具有３６个光学通道，分布在０．４～１４／ｘｍ的电磁波谱范围内。３６个通道的ＭＯＤＩＳ数据有２５０ｍ、５００ｍ、１０００ｍ的地面空间分辨率。ＭＯＤＩＳ的前两个通道提供２５０ｍ分辨率的数据，这对植被指数的研究非常重要，它的第一通道是红光波段，第二通道是近红外波段，通过这两个波段的波段运算来得到ＮＤＶＩ值。ＭＯＤＩＳ可见光、近红外波段范围比较窄，描述植被信息的时候所受到的干扰很少，并且ＭＯＤＩＳ的近红外波段的水汽吸收区被剔除，而红色波段对叶绿素吸收更敏感，而且它时间分辨率高，通道多，数据接收免费等特点是ＮＱＡＡ—ＡＶＨＲＲ传感器或别的传感器不能比拟的。提取植被指数是植被监测研究的基础，本文以中国北方１２省为例，在遥感处理软件采用ＥＮｖＩ４．２软件，利用ＭｏＤＩＳ数据提取植被指数的方法作了研究。。２提取植被指数的方法植被指数提取的方法很多，最为常用的一种方法是通过遥感影像处理软件对遥感影像的不同波段之间进行波段计算而得到的。本研究中使用中分辨率成像光谱仪（Ｍ∞ＩＳ）数据的ＭＯＤＩＳＬＢ产品，ＭＯＤＩＳ数据有３６个波段，１～２波段是２５０ｍ空间分辨率的数据，３～７波段是５００ｍ空间分辨率的数据。７～３６是１０００ｍ空间分辨率。其中第一波段（波长０．６２～０．６７ｔａｎ）为红光波段，为叶绿素・５８１・主要吸收波段；第二波段（波长０．８４１～０．８７６脚）为近窒ｒＪ，ｂ波段，对绿色植被的差异敏感，为植被通用波段。选择的植被指数是归一化植被指数ＮＤＶＩ。ＮＤＶＩ植被指数定义及计算公式：ＮＤＶＩ＝（Ｒｊ—Ｒ１）／（Ｒ２＋Ｒ１）ＭＯＤＩＳ数据地表反射的波段：指经过校正的ＭＯＤＩＳｌ～７波段数据。在遥感图像中Ｒ１是红光波段反射值，Ｒ２是近红外波段反射值。３应用示例我国北方１２省地处欧亚的东南部，地处东经７３。３９７～１３５。０５７、北纬２６。３７－－５３～０。东西长约５５００ｋｍ，南北宽约３０００ｋｍ。地形多样，有山地、高原、丘陵、盆地、平原、戈壁、沙漠等。总体情况西部区湿润度低牧草地面积大，森林资源少，有林地但面积小，分布不均匀。东部区整体湿润度高而且林地面积大，尤其东北地区。所以，北方１２省的植被指数值西部偏小，越往东越大。（１）数据处理分析流程ｍａｔｓ＼ＨＤＦ，选择文件“ＭＯＤ０２删一０３．ｈｄｆ”，表示是该景ＭＯＤＩＳ数据的２５０射率变化参数等信息。０．８４１－－０．８７６１）数据读取。打开ＥＮＶＩ４．２，在主菜单中选择Ｆｉｌｅ＼ＯｐｅｎＥｘｔｅｒｎａｌＦｉｌｅ＼ＧｅｎｅｒｉｃＦｏｒ—ｍ数据文件，该文件中除两个影像波段外，还包含经度波段、纬度波段、热红外探测器的噪声信息、反２）１、２波段影像融合。ＭＯＤＩＳ数据的第１、２波段的波段宽度分别为０．６２～０．６７脚、ｂｔｍ，这样融合能突出植被信息。３）影像几何校正，由于ＭＯＤＩＳ数据本身带有详细的经纬度波段信息，这种地理信息以波段的形式存放，灰度波段所示，该灰度影像每一像素的灰度值记录的是空间分辨率为１ｋｍ的ＭＯＤＩＳ数据中对影像像素点的经纬度信息，这种详细的地理信息可以使影像不需要选择大量地面控制点就能精纠正，而且精度会比选控制点的方法更高。ＥＮＶＩ４．２软件提供了“ＧｅｏｒｅｆｅｒｅｎｃｅＭＯＤＩＳ（ＭＯＤＩＳ数据地理信息校正）”模块，在这个模块里直接可以精纠正和投影转换。本研究中使用的是等面积割圆锥投影（ａｌｂｅｒｓｃｏｎｉｃａｌｅｑｕａｌａｒｅａ）。因为我国位于中纬度地区，所以中国全国和分省地图经常采用投影。而且等于积割圆锥投影。４）影像镶嵌（拼接）。３景ＭＯＤＩＳ数据的拼接，系采用地理坐标系的图像镶嵌方法。具体在ＥＮＶＩ４．２的Ｍａｐ—Ｍｏｓａｉｃｋｉｎｇ．Ｇｅｏｒｅｆｅｒｅｎｃｅｄ模块里完成，把所有镶嵌的影像打开以后分别选择影像一右键点击一ＥｄｉｔＥｎｔｒｙ：对背景值、羽化值、匀光等进行设置。输出生成能包含北方１２省的整图。５）图像掩膜。拼完的ＭＯＤＩＳ影像，我们用１２省的行政境界进行掩膜。先打开１２省的ＭＯＤＩＳ影像，再从它的２级窗体里选ｏｖｅｒｌａｙ一＞ｖｅｃｔｏｒＰａｒａｍｅｔｅｒｓ打开ｖｅｃｔｏｒｔｅｒｓ：ｃｕｒｓｏｒｐａｒａｍｅ—ｑｕｅｒｙ窗体。该窗体里打开等于积割圆锥投影的北方１２省矢量文件，再把矢量文件转成ＲＯＩ区，用ＲＯＩ区进行切图。（２）计算植被指数计算植被指数是在ＥＮＶＩ４．２的波段计算模块里完成的。具体ＥＮＶＩ４．２里打开北方１２省的ＭＯＤＩＳ影像，接着选择ｂａｓｉｃｔｏｏｌｓ＼ｂａｎｄｍａｔｈ打开波段计算模块ｂａｎｄｍａｔｈ窗体，在Ｅｎｔｅｒａｎｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎ里填写计算ＮＤＶＩ公式，填写计算ＮＤＶＩ公式的时候注意不能直接写・５８２・（ｂ２一ｂ１）“ｂ２＋ｂ”来计算，这里有波段溢出的问题，所以先浮点运算，再计算ＮＤＶＩ，如（（ｆｌｏａｔ（ｂ２）一ｆｌｏａｔ（ｂｉ））／（ｆｌｏａｔ（ｂ２）＋ｆｌｏａｔ（ｂ１）），Ｂ１付波段１，Ｂ２付渡段２。计算机将植被指数自动分８个级别。ＥＮＶＩ４２有手动分类功能，本研究植被指敷值的范围是０～１，分５个级别。打开计算完植被指数的遥感影像，在二级窗体里选择ＯｖｅｒＬａｙ＼ＤｅｎｓｉｔｙＳｌｉｃｅ打开ＤｅｔｔｓｉｔｙＳｌｉｃｅ窗体，该窗体里进行设置参数。Ｍｉｎ后设最小值，Ｍａｘ后没最大值。选择Ｏｐ．ｔｉｏｎｓ＼ＳｅｔＮｕｍｈｅｒｏｆＤｅｆａｕｌｔＲａｒｌｇｅｓ打开ＳｅｔＮｕｍｂｅｒｏｌＤｅｆａｕｌｔＲａｎｇｅｓ窗体设分的级别数如５。设完参数应用生成植被指数图，如图ｌ所示。幽１基于ＥＮＶＩ４２软件计算的北方１２省区的植被指数分布图４结束语利用ＭＯＤＩＳ数据在遥感影像处理软件ＥＮＶＩ４．２里提取植被指数方法简单，非专业人员也能完成。而且实践证明ＥＮＶＩ４２是目前对ＭＯＤＩＳ影像支持和处理的最好的软件。在ＧＩＳ平台下统计分析、比较等很多编程手段进行植被覆盖密度评价、植被长势、农作物估产模型、作物识别和作物预报等研究，是一种有效手段。参考文献１］郭开，孙培新．刘卫国利用遥感影像软件ＥＮＶＩ提取檀被指数［Ｊ］（红外）月刊，第５期：１３２］刘海岩．牛掘国．胨晓玲ＥＯＳ－ＭＯＤＩＳ数据在我国农作物监测中的应用［Ｊ］遥感技术与应用．２００５．２０（５）３］竞霞，刘良云，张超．王纪华．贾建华．李国靖利用多时相ＮＤＶＩ监测京郊冬小麦种植信息［Ｊ］遥感技术与应用，２００５．２０（２）５８３MODIS数据植被指数的提取方法研究
作者：作者单位：
何红艳， 张志浩
内蒙古遥感中心，呼和浩特 010010
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_7119318.aspx
