什麼是遙感生態指數（遙感生態指數RSEI）

2023-09-10 05:45:34

遙感生態指數RSEI（Risk-Screening ENVIronmental Indicators）分布數據是一種基於衛星遙感影像反演計算得到的數據產品。生態環境質量評價在一定程度上反映一個地區生態環境系統的好壞,也可以在一定程度上反映人類社會活動和環境質量的關係,其對可持續發展具有重要影響,對一個地區進行生態環境質量評價可以對城市長遠發展提供決策支撐。

全國遙感生態指數RSEI分布數據集是地理遙感生態網平臺推出的生態環境類數據產品之一，產品數據精度高，質量良好。下述的四個指數的計算均是通過ENVI軟體中的Band math工具進行計算。

1、溼度指標（WET）

土壤溼度在氣候、環境、生態等研究與應用方面起著重要作用，土壤溼度的高低能夠很好地反映區域的生態環境質量狀況，是監測地表環境的重要指標。在遙感技術當中，採用纓帽變換能夠很好地反演土壤溼度，能有效去除冗餘數據，而被廣泛應用，因此本文採用纓帽變換當中的溼度分量來代表溼度指標。

2、綠度指標（NDVI）

在常用的植被指數當中，歸一化植被指數 ( NDVI) 能夠有效地反映植被的生長情況與植被覆蓋度等重要植被的物理性質，檢測靈敏度高，能夠較為真實地展現區域的地表空間變化規律，已經得到廣泛利用，本文採用 NDVI 指數來代表綠度指數。

公式為：

在ENVI的band math工具中輸入如下公式進行計算：(float(b4)-b3)/(b4 b3)（本文中使用的數據將Band1的海藍波段已經預先剔除，因此波段順序同原始有所差異。）

3、熱度指標（LST）

熱度指數本文採用地表溫度來代表熱度指數，利用單通道算法中的大氣校正法進行反演。具體的操作方法見前文Landsat8地表溫度反演。

4、幹度指標（NDBSI）

幹度指數在生態環境的監測與評價當中也有重要的作用。本文主要採用裸土指數 SI 和建築指數NDBI來構建幹度指數。具體公式如下：

式中：B1為藍波段；B2為綠波段；B3為紅波段；B4為近紅外波段；B5為中紅外波段；

03. 實驗過程

指標的計算是在ENVI軟體中進行的，計算後即可得到結果。

由於本文中選用的研究區中水體極少，且水體的面積較小，因此本文中不在進行水體的掩模處理。在主成分分析之前，分別對四個指數分別進行中心化和標準化處理。（1）中心化處理由於後續需要進行主成分分析，因此本文中先對四個指數分別進行中心化處理。中心化處理即分別對四個指數進行減去平均值，由此得到中心化處理的數據。四個指數的平均值分別通過ENVI中的statistics view工具來展現，再獲取到影像的平均值之後，通過Band math工具進行中心化處理。

（2）標準化處理

再進行過數據中心化處理之後，繼續對數據進行標準化處理，這裡使用歸一化工具直接對四個指數進行標準化處理。

(3)波段合併

在進行過上述處理之後，下面通過Layerstacking工具將4個指數按照NDVI、WET、NDBISI和LS T的順序進行合成為一個數據。