ENVI中计算植被覆盖指数

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新的评价方法中的植被覆盖指数：评价区域（市、县）单位面积归一化植被指数（
NDVI），采用MODIS卫星的 MOD13 的 NDVI 数据，详见2015年版生态环境状况评价技术规范（HJ
192-2015）

新标准要求利用5-9月份MODIS的MOD13的NDVI数据计算植被覆盖指数，MODIS传感器搭载在AQUA和TERRA两颗卫星上。

MODIS数据产品分级系统：MODIS标准数据产品分级系统由5级数据构成，它们分别是：0级、1级、2级、3级和4级。

0级数据：卫星地面站直接接收到的、未经处理的、包括全部数据信息在内的原始数据为0级数据。
1级数据：对没有经过处理的、完全分辨率的仪器数据进行重建，数据时间配准，使用辅助数据注解，计算和增补到0级数据之后为1级数据。
2级数据：在1级数据基础上开发出的、具有相同空间分辨率和覆盖相同地理区域的数据为2级数据。
3级数据：3级数据是以统一的时间-空间栅格表达的变量，通常具有一定的完整性和一致性。在3级水平上，将可以集中进行科学研究，如：定点时间序列，来自单一技术的观测方程和通用模型等。
4级数据：通过分析模型和综合分析3级以下数据得出的结果数据为4级数据。

MOD13——陆地 3 级标准数据产品，内容为栅格的归一化植被指数和增强型植被指数（ NDVI/EVI ），空间分辨率 250m 。

下面是用ENVI软件操作一步步计算，得到植被覆盖指数的步骤，。数据处理流程为：

图植被覆盖指数处理流程

第一步：打开数据

为了节省数据打开时间，先把建金字塔的功能关掉。File->Preferences，Pyramids选项卡中的Greate Pyramid if None Exists项目改为No，点击OK。

关闭数据打开时建金字塔的功能

注：打开所有之后，做后续处理的时候，可以打开建金字塔的功能。

以A2014129这景数据打开为例，File->Open As->EOS->MODIS，选择MOD13Q1.A2014129.h28v06.005.2014147204659.hdf文件，打开，数据分为三个数据集：NDVI（归一化植被指数）、EVI（增强型植被指数）、4波段反射率数据（绿波段、红波段、两个近红外波段）。NDVI的数据有效范围为-2000~10000之间的浮点型数据。无效值用-3000填充。（见NDVI数据产品说明）。

注：NDVI产品波段存储的DN值是扩大了10000倍的，ENVI打开自动读取的是真实的NDVI值，即-0.2~1之间的数值，无效值是-0.3。

同样的方法，打开5月的另外三景数据。

第二步：求月NDVI最大值

利用Bandmath工具，求取月NDVI最大值，并把小于0的值赋值为0。打开工具/Band Algebra/Band Math，输入表达式：0>b1>b2>b3>b4，点击OK。

图求每月NDVI最大值并将小于0的赋值为0

b1：选择5月第1景NDVI数据

b2：选择5月第2景NDVI数据

b3：选择5月第3景NDVI数据

b4：选择5月第4景NDVI数据

得到5月NDVI最大值的图像。

图求取5月NDVI最大值

同样的方法，分别求6-9月的每月NDVI最大值。

第三步：求月NDVI最大值的均值

打开工具/Band Algebra/Band Math，输入表达式：(b1+b2+b3+b4+b5)/5。

b1：5月NDVI最大值

b2：6月NDVI最大值

b3：7月NDVI最大值

b4：8月NDVI最大值

b5：9月NDVI最大值

图计算月均值

第四步：投影转换

通过Viewer Metadat工具查看计算出的NDVI月均值图的投影信息，是正弦投影，下面将其转换为Albers投影。

图 NDVI月均值数据的投影信息

（1）在Toolbox中，选择/Raster Management/Reproject Raster，在弹出的Reproject Raster面板中，在Dataset To Reproject区域设置输入文件。单击Browse按钮，在弹出的对话框中选择NDVI月均值数据，单击OK。看到下方显示了投影坐标系的名称（Name）、基准面（Datum）和投影类型（Type）。

（2）单击Select Output Coordinate System按钮，在弹出的Select Coordinate System面板中，选择Favorite Projected->WGS_1984_Albers，点击OK。

图投影转换

（3）设置重采样算法为Bilinear；设置重投影方法为Triangulation。其他按照默认即可，设置输出路径和文件名。

图投影转换面板

得到NDVI月最大值的月均值，即公式中的Pi。

第五步：归一化处理

正常的NDVI是0-1之间，为了便于和其他生态因子一起进行评价，将求出来的NDVI月最大值的月均值归一化到0-100之间，需要乘以一个归一化系数，即公式中的A_veg，这个系数的参考值是：0.0121165124（前提是NDVI扩大了10000倍）。下面用波段运算将NDVI的月均值进行归一化。

打开工具/Band Algebra/Band Math，输入表达式：b1*10000*0.0121165124，点击OK。b1：5-9月NDVI月最大值的平均值-albers.dat

得到的结果就是归一化后的NDVI月最大值的月均值。在ArcMap中进行分区域统计区域的像元均值，得到区域的植被覆盖指数。

第六步：统计各个县的植被覆盖指数

在ArcMap中统计各个县的植被覆盖指数。启动ArcMap，分别加载处理好的NDVI最大值月均值结果，以及gd-xian.shp数据，工具为：ArcToolbox->Spatial Analyst->区域分析->以表格显示分区统计，设置如下图所示：

图统计区域均值

在图层中，找到该统计结果，右键->打开，即可看到统计表格，MEAN这一列，即为各个区域的植被覆盖指数。

注：为了避免地名显示为乱码的情况，用区域代码（PAC）统计。

图 ArcGIS中统计结果

注：ENVI统计结果和ArcGIS统计结果稍有差别，原因可能是两个软件对边界像元的处理方式不同。

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