2012Esri开发竞赛ENVI/IDL组作品欣赏——“土壤水分遥感监测系统”
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作品单位：甘肃农业大学 资源与环境学院
小组成员：申正东、韩雪蓉、杨伟、张玮
指导教师：李纯斌、吴静
视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XNDc1NDUyNjYw.html?f=17315260&o=0
一、系统概述
系统完全基于IDL开发实现，选择了较为广适的表观热惯量模型，为MODIS数据土壤水分反演的批量处理提供了一套比较完整的流程化解决方案，可以满足客观、动态、实时、准确的对土壤水分进行监测，对及时了解气候变化、生态环境、旱情程度等具有重要的现实意义。系统主要由六大模块组成。即系统设置模块、遥感数据处理模块、实测数据处理模块、土壤水分计算模块、可视化显示模块以及帮助模块。
二、系统设计框架
系统根据功能将整个系统框架划分为：系统设定子系统、数据处理子系统、结果显示子系统和系统说明子系统四个子系统。系统设计框架图如图所示。
图1 系统设计框架图
三、系统功能设计
(1)系统主界面
系统主界面如图所示：
图2 系统主界面
(2)系统设计模块
该模块通过设定全局变量，对系统运行过程中所需要的数据路径进行统一设定，方便对数据的管理。设定主要包括对原始数据路径、临时数据路径、结果数据路径的选择，其中原始路径中对于MYD11A1、MYD09GA和实测数据可以单独设定其路径，另外两个临时和结果路径只能指定一级目录，对于一级目录下的数据路径由系统自动生成，并且不能做修改。
图3 系统设定模块
(3)遥感数据处理模块
该模块包含三大功能，一是选择研究区域，二是选择研究时间范围，三是对数据进行一系列的处理，包括遥感数据检查、可利用波段提取、填充无效值，计算模型参数（包括全波段反射率、温差、表观热惯量）。
图4 遥感数据处理模块
(4)实测数据处理模块
该模块包含一个表格与一个显示区域，表格可以查看输入的实测数据值及其经纬度，以及通过经纬度在表观热惯量结果中提取的相同经纬度的值，显示区域可以显示实测点与提取点的散点图，另外还提供线性拟合的直线以及拟合方程。
图5 实测数据处理
(5)土壤水分计算模块
通过该模块，可以完成土壤水分计算、土壤水分均值计算及土壤水分众数计算，得到最终的土壤水分结果，并且可以对结果进行投影转换和裁剪。
图6 土壤水分计算
(6)可视化显示模块
可以查询系统处理过程中的任意数据（原始数据的查看可选择可利用波段提取的结果），默认采用直方图均衡化显示方式，通过右侧的图像信息栏，根据数据在结果上的移动可以显示鼠标在图上的位置，以及该位置对应的地理坐标、像素值，还可以显示图像的大小，以及图像的最大值、最小值和平均值。
图7 可视化显示
(7)系统帮助
此模块中含有系统详细的对象、原理、检验等的帮助信息，供用户学习使用。
四、系统设计亮点
（1）系统将目录设置单独构成一个菜单，用户可以一次性设置，在后续的处理中无需选择输出路径，以免出现数据混乱的情况。
（2）系统列出了全国34个省级行政区，用户可自由选择研究区域，系统会自动显示所需要的MODIS Tile。通过对时间段的选择，系统自动实现批处理，无需其他设置。
（3）系统对遥感数据处理分为两部分，第一部分是对遥感数据进行预处理，对HDF数据的检查是后续处理的前提，只有数据全部都通过检查后，才会进行后续的处理，否则，将会提示数据错误直至数据检查通过，并且在检查的同时，会将需要处理的原始数据复制至临时文件夹中，对原始数据文件夹不做任何操作；可利用波段的提取，将需要的数据单独保存，方便数据处理；无效值的填充，系统的亮点之一，是一种新的数据填充方法。第二部分即为模型参数的计算，整个数据处理过程由计算机自动完成。
（4）数据拟合功能可以使用户无需利用其他数学统计软件，方便的获得拟合结果，并且可以显示拟合结果，可以直观的查看拟合结果。
（5）投影转换功能可以将MODIS自带的投影转换为常用的Albers投影，裁剪功能是利用行政区evf文件对数据进行裁剪的，这两个功能都是利用ENVI函数实现。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d010145mh.html
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2016-06-17
作品单位：甘肃农业大学 资源与环境学院
小组成员：申正东、韩雪蓉、杨伟、张玮
指导教师：李纯斌、吴静
视频地址：http://v.youku.com/v_show/id_XNDc1NDUyNjYw.html?f=17315260&o=0
一、系统概述
系统完全基于IDL开发实现，选择了较为广适的表观热惯量模型，为MODIS数据土壤水分反演的批量处理提供了一套比较完整的流程化解决方案，可以满足客观、动态、实时、准确的对土壤水分进行监测，对及时了解气候变化、生态环境、旱情程度等具有重要的现实意义。系统主要由六大模块组成。即系统设置模块、遥感数据处理模块、实测数据处理模块、土壤水分计算模块、可视化显示模块以及帮助模块。
二、系统设计框架
系统根据功能将整个系统框架划分为：系统设定子系统、数据处理子系统、结果显示子系统和系统说明子系统四个子系统。系统设计框架图如图所示。
图1 系统设计框架图
三、系统功能设计
(1)系统主界面
系统主界面如图所示：
图2 系统主界面
(2)系统设计模块
该模块通过设定全局变量，对系统运行过程中所需要的数据路径进行统一设定，方便对数据的管理。设定主要包括对原始数据路径、临时数据路径、结果数据路径的选择，其中原始路径中对于MYD11A1、MYD09GA和实测数据可以单独设定其路径，另外两个临时和结果路径只能指定一级目录，对于一级目录下的数据路径由系统自动生成，并且不能做修改。
图3 系统设定模块
(3)遥感数据处理模块
该模块包含三大功能，一是选择研究区域，二是选择研究时间范围，三是对数据进行一系列的处理，包括遥感数据检查、可利用波段提取、填充无效值，计算模型参数（包括全波段反射率、温差、表观热惯量）。
图4 遥感数据处理模块
(4)实测数据处理模块
该模块包含一个表格与一个显示区域，表格可以查看输入的实测数据值及其经纬度，以及通过经纬度在表观热惯量结果中提取的相同经纬度的值，显示区域可以显示实测点与提取点的散点图，另外还提供线性拟合的直线以及拟合方程。
图5 实测数据处理
(5)土壤水分计算模块
通过该模块，可以完成土壤水分计算、土壤水分均值计算及土壤水分众数计算，得到最终的土壤水分结果，并且可以对结果进行投影转换和裁剪。
图6 土壤水分计算
(6)可视化显示模块
可以查询系统处理过程中的任意数据（原始数据的查看可选择可利用波段提取的结果），默认采用直方图均衡化显示方式，通过右侧的图像信息栏，根据数据在结果上的移动可以显示鼠标在图上的位置，以及该位置对应的地理坐标、像素值，还可以显示图像的大小，以及图像的最大值、最小值和平均值。
图7 可视化显示
(7)系统帮助
此模块中含有系统详细的对象、原理、检验等的帮助信息，供用户学习使用。
四、系统设计亮点
（1）系统将目录设置单独构成一个菜单，用户可以一次性设置，在后续的处理中无需选择输出路径，以免出现数据混乱的情况。
（2）系统列出了全国34个省级行政区，用户可自由选择研究区域，系统会自动显示所需要的MODIS Tile。通过对时间段的选择，系统自动实现批处理，无需其他设置。
（3）系统对遥感数据处理分为两部分，第一部分是对遥感数据进行预处理，对HDF数据的检查是后续处理的前提，只有数据全部都通过检查后，才会进行后续的处理，否则，将会提示数据错误直至数据检查通过，并且在检查的同时，会将需要处理的原始数据复制至临时文件夹中，对原始数据文件夹不做任何操作；可利用波段的提取，将需要的数据单独保存，方便数据处理；无效值的填充，系统的亮点之一，是一种新的数据填充方法。第二部分即为模型参数的计算，整个数据处理过程由计算机自动完成。
（4）数据拟合功能可以使用户无需利用其他数学统计软件，方便的获得拟合结果，并且可以显示拟合结果，可以直观的查看拟合结果。
（5）投影转换功能可以将MODIS自带的投影转换为常用的Albers投影，裁剪功能是利用行政区evf文件对数据进行裁剪的，这两个功能都是利用ENVI函数实现。
文章来源：http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d010145mh.html
