2014Esri中国大会“遥感专题分享”：企业级ENVI感技术在环保中的应用

本讲座按照遥感平台的发展现状和趋势为主线，分别介绍了在桌面系统、定制系统、Web系统、云平台四个阶段中，利用ENVI遥感技术能够为环保行业提供的支持。

    在讲座最开始，介绍了近两年国内外遥感传感器的发展情况，旨在让大家在宏观上了解目前遥感技术的现状以及未来。

1.桌面系统

      在桌面系统中，ENVI原生支持国产卫星传感器的商业遥感软件，在ENVI 5.1版本支持了高分一号、资源三号、资源一号02C三个传感器，后续会继续支持高分二号等国产数据。

      遥感技术在环保中的应用主要包括3个方面：

• 生态环境监测
• 水环境监测
• 大气环境监测

1.1 生态环境监测

      利用ENVI桌面系统，可以进行土地利用分类、植被覆盖度、地表温度反演、生态环境评价等工作，如下图所示。

图：ENVI桌面系统在环保中的应用

      我们为用户设计了Landsat 8 OLI数据的处理流程，为后续的生态环境监测提供了数据源。

图：Landsat 8 OLI数据处理流程

 

1.2 水环境监测

      利用遥感技术可以对水质中的多种指标进行反演，如叶绿素a、氮磷钾、盐度等含量。下面为利用环境小卫星CCD数据进行叶绿素a浓度反演的流程。

图：水质反演结果

       除此之外，还可以进行水表温度的反演，如下为利用MODIS数据进行大亚湾核电站排水口附近的海表温度反演，明显看出排水口附近温度高于周围水温大概3~5°。

图：海表温度反演

1.3 大气环境监测

目前，利用遥感技术进行大气环境监测的热点即为气溶胶反演。利用ENVI可以进行环境小卫星和MODIS数据的气溶胶反演。

图：利用遥感技术进行气溶胶反演

2.定制系统

当桌面系统不能满足业务需求时，一般需要进行定制系统构建。ENVI/IDL提供了一整套完整的定制系统开发工具。具有如下特点：

• 一直是科学家进行可视化与分析的首选语言；
• 功能强大，简单易学，很少的几行代码就能实现其他语言很难实现的功能；
• 进行科学数据分析、可视化表达和跨平台应用开发的高效软件和理想工具；
• ENVI提供了一系列的遥感图像处理算法和函数供调用，几乎包含ENVI所有功能。

图：生态环境遥感监测系统

同时，ENVI/IDL与ArcGIS产品可以无缝进行融合开发，包含桌面端、组件式和Server端三种开发模式。如下图为用户基于ArcGIS Engine和ENVI/IDL开发的环境应用系统。

图：环境应用系统

3.Web系统与云服务

ENVI提供了功能强大的服务器产品技术——ENVI Services Engine，可以有如下几种应用模式：

• 高效的影像处理
  • 支持并行处理和分布式处理
  • 可伸缩的负载均衡机制
• 按需、在线分析影像
  • 将复杂、专业的遥感模型部署到服务器
  • 应用包括旱情监测、变化监测、农作物监测、大气/水环境监测、自然灾害监测（森林火灾、洪灾、地震等）、海洋环境监测等

如下为用户在服务器端部署的一套气溶胶在线反演系统。

图：江苏省气溶胶在线反演系统

同时，我们也可以将开发完的系统部署在云平台中（如亚马逊云等）。如下所示为美国HySpeed Computing公司与Exelis VIS公司（ENVI原厂商）合作开发的HICO图像处理系统，主要是为了在线获取水质、水深和水生栖息地特征等信息。

图：部署在亚马逊云的HICO图像处理系统