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原作者：花開(kāi)半夏（https://www.zhangshilong.cn/）

僅供學(xué)習(xí)使用

原文如下：

①首先，是綠度指數(shù)的計(jì)算，一般用歸一化植被指數(shù)（NDVI）

? ? ? ? ? ? ? NDVI=（NIR-Red）/（NIR+Red）

在Bandmath工具中輸入NDVI計(jì)算公式? (float(b4-b3))/(b4+b3)? 其中，b3、b4分別是紅波段和近紅外波段

②其次，是濕度計(jì)算。

? ? ? ? ? ? WET = c1B1 + c2B2 + c3B3 + c4B4 + c5B5 + c6B6

B1-B6 分別代表藍(lán)波段、綠波段、紅波段、近紅波段、中紅外波段 1、中紅外波段 2；c1~c6是傳感器參數(shù)。由于傳感器的類型不同，參數(shù)也相應(yīng)有所不同。其中，TM 傳感器，c1 ～ c6 分 別 為 0.0315、0.2021、0.3012、0.1594、-0.6806、-0.6109； OLI 傳感器，c1 ～ c6 分別為 0.1511、 0.1973、 0.3283、 0.3407、-0.7117、 -0.4559。

故，在Bandmath中，輸入濕度的計(jì)算公式：

? ? ? ? ? ? Wet-TM= (b1*0.0315+b2*0.2021+b3*0.3012+b4*0.1594+b5*(-0.6806)+b7*(-0.6109))/10000

? ? ? ? ? ? Wet-OLT=(b1*0.1511+b2*0.1973+b3*0.3283+b4*0.3407+b5*(-0.7117)+b7*(-0.4559))/10000

之所以在計(jì)算濕度過(guò)程中乘以1/10000，是為了使?jié)穸鹊姆秶德湓赱-1,1]之間。

③干度指數(shù)（NDBSI）計(jì)算。

干度指數(shù)（NDBSI）由城市建筑指數(shù)（IBI）和裸土指數(shù)（SI）的平均值得到的，該指數(shù)的范圍是[-1,1]，值越大，表示越干燥。

? ? ? ? ? ? ?

其中，ρblue、ρgreen、ρred、ρnir、ρswir1分別表示藍(lán)、綠、紅、近紅外、中紅外1

在感性的熱狗 math中輸入公式為：

? ? ? ? ? ? SI = (float((b3+b5)-(b1+b4)))/((b3+b5)+(b1+b4))

? IBI=((float(2*b5))/(float(b5+b4))-((float(b4))/(float(b4+b3))+(float(b2))/(float(b2+b5))))/((float(2*b5))/(float(b5+b4))+((float(b4))/(float(b4+b3))+(float(b2))/(float(b2+b5))))

其中，b1~b5分別為藍(lán)、綠、紅、近紅外波段、中紅外波段1.

? ? ? ? ? ? NDSI = （b1+b2)/2? ?其中，b1、b2分別為IBI圖像、SI圖像。

④熱度指數(shù)計(jì)算（LST）

使用大氣矯正法對(duì)landsat-8地表溫度進(jìn)行反演 原理：首先估計(jì)大氣對(duì)地表熱輻射的影響, 然后把這部分大氣影響從衛(wèi)星傳感器所觀測(cè)到的熱輻射總量中減去, 從而得到地表熱輻射強(qiáng)度, 再把這一熱輻射強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的地表溫度。

? ? 1）首先打開(kāi)數(shù)據(jù)_，對(duì)第10波段進(jìn)行輻射定標(biāo)（Band10的后綴為Thermal），獲得輻射亮度圖像。在ENVI中打開(kāi)原始數(shù)據(jù)_MTL.txt，選擇Radiometric Calibration工具，選擇_MTL_Thermal數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要選擇spatial subset

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? ?? 2）計(jì)算NDVI

? ? ? ? ? ? NDVI=(近紅外-紅)/(近紅外+紅)

? ? 3）計(jì)算植被覆蓋度Fv

計(jì)算植被覆蓋度Fv采用的是混合像元分解法，將整景影像的地類大致分為水體、植被和建筑，具體的計(jì)算公式如下：

? ? ? ? ? ? FV?=?(NDVI-?NDVIS)／(NDVIV?-?NDVIS)

其中，NDVI為歸一化差異植被指數(shù)，取NDVIV?=?0.70和NDVIS?=?0.00，且有，當(dāng)某個(gè)像元的NDVI大于0.70時(shí)，F(xiàn)V取值為1；當(dāng)NDVI小于0.00，F(xiàn)V取值為0。

利用ENVI的Band?Math，在公式輸入欄中輸入：

? ? ? ? ? ? Fv=(b1 gt 0.7)*1+(b1 lt 0.05)*0+(b1 ge 0.05 and b1 le 0.7)*((b1-0.05)/(0.7-0.05))

其中b1為NDVI結(jié)果

? ? 4）地表比輻射率ε計(jì)算ε

根據(jù)前人的研究，將遙感影像分為水體、城鎮(zhèn)和自然表面3種類型。本專題采取以下方法計(jì)算研究區(qū)地表比輻射率：水體像元的比輻射率賦值為0.995，自然表面和城鎮(zhèn)像元的比輻射率估算則分別根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算：

? ? ? ? ? ? Ε(surface)=0.9625+0.0614*Fv-0.0461*FV2

? ? ? ? ? ? Ε(building)=0.9589+0.086*Fv-0.0671*Fv2

式中，εsurface和εbuilding分別代表自然表面像元和城鎮(zhèn)像元的比輻射率。

在ENVI中的計(jì)算公式：

? ? Surf=(b1 le 0)*0.995+(b1 gt 0 and b1 lt 0.7)*(0.9589+0.086*b2-0.0671*b2*b2)+(b1 ge 0.7)*(0.9625+0.0614*b2-0.0461*b2*b2)

其中，b1為NDVI值，b2為植被覆蓋度

? ? 5）計(jì)算相同溫度下黑體的輻射亮度值

查詢大氣剖面數(shù)據(jù)(http://atmcorr.gsfc.nasa.gov/)，輸入相關(guān)參數(shù)可得到大氣剖面信息：大氣在熱紅外波段的透過(guò)率（t），大氣向上輻射亮度（Lu），大氣向下輻射亮度（Ld）

?

? ? ? ? ? ? BlackT=(b2-Lu-t*(1-b1)*Ld)/(t*b1)

? ? ? ? ? ? 2018：BlackT=(b2-0.94-0.87*(1-b1)*1.57)/(0.87*b1)

其中，b1選擇地表比輻射率圖像，b2選熱紅外波段輻射亮度圖像

? ? 6）反演地表溫度

? ? ? ? ? ? Landsat 5：T=(1260.56)/alog(607.76/b1+1)-273

? ? ? ? ? ? Landsat 8：T=(1321.08)/alog(774.89/b1+1)-273

其中，B1選擇相同溫度下黑體輻射亮度圖像

至此，初步完成四個(gè)生態(tài)指數(shù)的計(jì)算。

1 gt 0.7)*1+(b1 lt 0.05)*0+(b1 ge 0.05 and b1 le 0.7)*((b1-0.05)/(0.7-0.05))

其中b1為NDVI結(jié)果

? ? 4）地表比輻射率ε計(jì)算ε

根據(jù)前人的研究，將遙感影像分為水體、城鎮(zhèn)和自然表面3種類型。本專題采取以下方法計(jì)算研究區(qū)地表比輻射率：水體像元的比輻射率賦值為0.995，自然表面和城鎮(zhèn)像元的比輻射率估算則分別根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算：

? ? ? ? ? ? Ε(surface)=0.9625+0.0614*Fv-0.0461*FV2

? ? ? ? ? ? Ε(building)=0.9589+0.086*Fv-0.0671*Fv2

式中，εsurface和εbuilding分別代表自然表面像元和城鎮(zhèn)像元的比輻射率。

在ENVI中的計(jì)算公式：

? ? Surf=(b1 le 0)*0.995+(b1 gt 0 and b1 lt 0.7)*(0.9589+0.086*b2-0.0671*b2*b2)+(b1 ge 0.7)*(0.9625+0.0614*b2-0.0461*b2*b2)

其中，b1為NDVI值，b2為植被覆蓋度

? ? 5）計(jì)算相同溫度下黑體的輻射亮度值

查詢大氣剖面數(shù)據(jù)(http://atmcorr.gsfc.nasa.gov/)，輸入相關(guān)參數(shù)可得到大氣剖面信息：大氣在熱紅外波段的透過(guò)率（t），大氣向上輻射亮度（Lu），大氣向下輻射亮度（Ld）

?

? ? ? ? ? ? BlackT=(b2-Lu-t*(1-b1)*Ld)/(t*b1)

? ? ? ? ? ? 2018：BlackT=(b2-0.94-0.87*(1-b1)*1.57)/(0.87*b1)

其中，b1選擇地表比輻射率圖像，b2選熱紅外波段輻射亮度圖像

? ? 6）反演地表溫度

? ? ? ? ? ? Landsat 5：T=(1260.56)/alog(607.76/b1+1)-273

? ? ? ? ? ? Landsat 8：T=(1321.08)/alog(774.89/b1+1)-273

其中，B1選擇相同溫度下黑體輻射亮度圖像

至此，初步完成四個(gè)生態(tài)指數(shù)的計(jì)算。